地理信息系統高程計算

❶ ArcGIS里如何計算點的高程值

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❷ ARCGIS中在DEM上的建築物怎麼計算絕對高度

數字高程矩陣DEM
Digital Elevation Model(DEM) 數字高程模型.
數字地形模型(Digital Terrain Model,簡稱DTM)的一個分支.一般認為,DTM是描述包括高程在內的各種地貌因子,如坡度、坡向、坡度變化率等因子在內的線性和非線性組合的空間分布,其中DEM是零階單純的單項數字地貌模型,其他如坡度、坡向及坡度變化率等地貌特性可在DEM的基礎上派生.DTM的另外兩個分支是各種非地貌特性的以矩陣形式表示的數字模型,包括自然地理要素以及與地面有關的社會經濟及人文要素,如土壤類型、土地利用類型、岩層深度、地價、商業優勢區等等.實際上DTM是柵格數據模型的一種.它與圖像的柵格表示形式的區別主要是：圖像是用一個點代表整個像元的屬性,而在DTM中,格網的點只表示點的屬性,點與點之間的屬性可以通過內插計算獲得.
數字地形模型（DTM,DigitalTerrainModel）最初是為了高速公路的自動設計提出來的（Miller,1956）.此後,它被用於各種線路選線（鐵路、公路、輸電線）的設計以及各種工程的面積、體積、坡度計算,任意兩點間的通視判斷及任意斷面圖繪制.在測繪中被用於繪制等高線、坡度坡向圖、立體透視圖,製作正射影像圖以及地圖的修測.在遙感應用中可作為分類的輔助數據.它還是地理信息系統的基礎數據,可用於土地利用現狀的分析、合理規劃及洪水險情預報等.在軍事上可用於導航及導彈制導、作戰電子沙盤等.對DTM的研究包括DTM的精度問題、地形分類、數據採集、DTM的粗差探測、質量控制、數據壓縮、DTM應用以及不規則三角網DTM的建立與應用等.
角度,高程模型是高程Z關於平面坐標X,Y兩個自變數的連續函數,數字高程模型（DEM）只是它的一個有限的離散表示.高程模型最常見的表達是相對於海平面的海拔高度,或某個參考平面的相對高度,所以高程模型又叫地形模型.實際上地形模型不僅包含高程屬性,還包含其它的地表形態屬性,如坡度、坡向等.

數字地形模型是地形表面形態屬性信息的數字表達,是帶有空間位置特徵和地形屬性特徵的數字描述.數字地形模型中地形屬性為高程時稱為數字高程模型（DigitalElevationModel,簡稱DEM）.高程是地理空間中的第三維坐標.由於傳統的地理信息系統的數據結構都是二維的,數字高程模型的建立是一個必要的補充.DEM通常用地表規則網格單元構成的高程矩陣表示,廣義的DEM還包括等高線、三角網等所有表達地面高程的數字表示.在地理信息系統中,DEM是建立DTM的基礎數據,其它的地形要素可由DEM直接或間接導出,稱為「派生數據」,如坡度、坡向.高程點數據,用傅立葉級數和高次多項式擬合統一的地面高程曲面.也可用局部擬合方法,將地表復雜表面分成正方形規則區域或面積大致相等的不規則區域進行分塊搜索,根據有限個點進行擬合形成高程曲面.
山脊線、谷底線、海岸線及坡度變換線等.
（2．2）點模式
用離散采樣數據點建立DEM是DEM建立常用的方法之一.數據采樣可以按規則格網采樣,可以是密度一致的或不一致的；可以是不規則采樣,如不規則三角網、鄰近網模型等；也可以有選擇性地采樣,採集山峰、窪坑、隘口、邊界等重要特徵點.
在地理信息系統中,DEM最主要的三種表示模型是：規則格網模型,等高線模型和不規則三角網模型.
正方形,也可以是矩形、三角形等規則網格.規則網格將區域空間切分為規則的格網單元,每個格網單元對應一個數值.數學上可以表示為一個矩陣,在計算機實現中則是一個二維數組.每個格網單元或數組的一個元素,對應一個高程值.

對於每個格網的數值有兩種不同的解釋.第一種是格網柵格觀點,認為該格網單元的數值是其中所有點的高程值,即格網單元對應的地面面積內高程是均一的高度,這種數字高程模型是一個不連續的函數.第二種是點柵格觀點,認為該網格單元的數值是網格中心點的高程或該網格單元的平均高程值,這樣就需要用一種插值方法來計算每個點的高程.計算任何不是網格中心的數據點的高程值,使用周圍4個中心點的高程值,採用距離加權平均方法進行計算,當然也可使用樣條函數和克里金插值方法.
規則格網的高程矩陣,可以很容易地用計算機進行處理,特別是柵格數據結構的地理信息系統.它還可以很容易地計算等高線、坡度坡向、山坡陰影和自動提取流域地形,使得它成為DEM最廣泛使用的格式,目前許多國家提供的DEM數據都是以規則格網的數據矩陣形式提供的.格網DEM的缺點是不能准確表示地形的結構和細部,為避免這些問題,可採用附加地形特徵數據,如地形特徵點、山脊線、谷底線、斷裂線,以描述地形結構.
格網DEM的另一個缺點是數據量過大,給數據管理帶來了不方便,通常要進行壓縮存儲.DEM數據的無損壓縮可以採用普通的柵格數據壓縮方式,如遊程編碼、塊碼等,但是由於DEM數據反映了地形的連續起伏變化,通常比較「破碎」,普通壓縮方式難以達到很好的效果；因此對於網格DEM數據,可以採用哈夫曼編碼進行無損壓縮；有時,在犧牲細節信息的前提下,可以對網格DEM進行有損壓縮,通常的有損壓縮大都是基於離散餘弦變換（DiscreteCosineTransformation,DCT）或小波變換（WaveletTransformation）的,由於小波變換具有較好的保持細節的特性,來將小波變換應用於DEM數據處理的研究較多.
集合是已知的,每一條等高線對應一個已知的高程值,這樣一系列等高線集合和它們的高程值一起就構成了一種地面高程模型.
等高線通常被存成一個有序的坐標點對序列,可以認為是一條帶有高程值屬性的簡單多邊形或多邊形弧段.由於等高線模型只表達了區域的部分高程值,往往需要一種插值方法來計算落在等高線外的其它點的高程,又因為這些點是落在兩條等高線包圍的區域內,所以,通常只使用外包的兩條等高線的高程進行插值.
等高線通常可以用二維的鏈表來存儲.另外的一種方法是用圖來表示等高線的拓撲關系,將等高線之間的區域表示成圖的節點,用邊表示等高線本身.此方法滿足等高線閉合或與邊界閉合、等高線互不相交兩條拓撲約束.這類圖可以改造成一種無圈的自由樹.下圖為一個等高線圖和它相應的自由樹.其它還有多種基於圖論的表示方法.對於每一個三角形、邊和節點都對應一個記錄,三角形的記錄包括三個指向它三個邊的記錄的指針；邊的記錄有四個指針欄位,包括兩個指向相鄰三角形記錄的指針和它的兩個頂點的記錄的指針；也可以直接對每個三角形記錄其頂點和相鄰三角形）.每個節點包括三個坐標值的欄位,分別存儲X,X,Z坐標.這種拓撲網路結構的特點是對於給定一個三角形查詢其三個頂點高程和相鄰三角形所用的時間是定長的,在沿直線計算地形剖面線時具有較高的效率.當然可以在此結構的基礎上增加其它變化,以提高某些特殊運算的效率,例如在頂點的記錄里增加指向其關聯的邊的指針.
不規則三角網數字高程由連續的三角面組成,三角面的形狀和大小取決於不規則分布的測點,或節點的位置和密度.不規則三角網與高程矩陣方法不同之處是隨地形起伏變化的復雜性而改變采樣點的密度和決定采樣點的位置,因而它能夠避免地形平坦時的數據冗餘,又能按地形特徵點如山脊、山谷線、地形變化線等表示數字高程特徵.
計算資源.所以如果在精度滿足要求的情況下,最好使用盡可能少的數據點.層次地形模型允許根據不同的任務要求選擇不同精度的地形模型.層次模型的思想很理想,但在實際運用中必須注意幾個重要的問題：
1）層次模型的存儲問題,很顯然,與直接存儲不同,層次的數據必然導致數據冗餘.
2）自動搜索的效率問題,例如搜索一個點可能先在最粗的層次上搜索,再在更細的層次上搜索,直到找到該點.
3）三角網形狀的優化問題,例如可以使用Delaunay三角剖分.
4）模型可能允許根據地形的復雜程度採用不同詳細層次的混合模型,例如,對於飛行模擬,近處時必須顯示比遠處更為詳細的地形特徵.
5）在表達地貌特徵方面應該一致,例如,如果在某個層次的地形模型上有一個明顯的山峰,在更細層次的地形模型上也應該有這個山峰.
這些問題還沒有一個公認的最好的解決方案,仍需進一步深入研究.
工程建設方面（如公路、鐵路、高壓線路等工程的選線、定線和計算工程量）應用甚廣,並為實現設計工作的自動化提供了條件.在地圖測繪中可根據數字地形模型曬印正射影像地圖和自動繪制地形圖.此外,在近景攝影測量中,當觀測的對象是某些表面結構復雜的物體時,也可以引用這種原理進行測繪.

建立數字地形模型所需的原始數據點,可以來源於攝影測量的立體模型、地面測量成果或已有的地形圖.使用立體測圖儀測取數據點是比較普遍應用的一種方法對數據點的記錄和存貯,可以有規律地進行或任意選擇（如選用地貌特徵點）.其中很重要的一種測取數據點的方法是在進行正射像片斷面掃描曬像（見正射影像技術）的同時,取得數字地形模型所需要的數據.為了提高質量,也可以在按斷面方式測得的地形點的基礎上,補充額外測得的地貌特徵線,或代表地貌特徵的一些獨立高程點.這樣做可以提高內插求點的精度.另一種方式是在立體測圖儀上記錄用數字表示的等高線,然後通過計算取得數據點規則分布的數字地形模型.
實測的數據點,即使已經達到了相當的密度,一般也還不足以表示復雜的地面形態.所以,在具備了一定數量的數據點以後,往往還需要通過內插方法增補數字地形模型所需要的點.所謂內插是根據周圍點的數據和某一函數關系式,求出待定點的高程.內插方法可以根據所使用的內插函數是一個整體函數還是局部函數來區分.因數字地形模型中所用的數據點較多,一般都使用局部函數內插（分塊內插）,即把參考空間劃分為若干分塊,對各分塊使用不同的函數.典型的局部內插有線性內插,局部多項式內插,雙線性內插或樣條函數,以及擬合推估（配置法）、多層二次曲面法和有限元法等.還有一種是逐點內插法,即對每一個待定點定義一個新的內插函數.逐點內插法的使用十分靈活,精度較高,計算簡單,不需要計算機有很大的內存容量,只是運算的時間較長.典型的逐點內插法有加權平均法、移動擬合法等.內插方法的選用要考慮到數據點的結構,所要求的精度,計算速度和對計算機內存的要求等因素.
數字地形模型只有同計算機處理相聯系才有實際意義.當前計算機的功能已經能使構成數字地形模型的原始數據,中間成果或最後成果不僅使用於原定的目的,而且還可以使用於其他多種目的.把數字地形模型的數據連同表達地面地物數字,以及其他數據存貯在一個數據處理系統的外圍設備中,建立「地理資料庫」,可以根據需要,通過計算機輸出各種比例尺的地形圖,或正射影像圖,或其他不同形式的資料.

❸ 地理信息系統與數學的關系有多大

地理信息系統是一種具有特定服務功能的系統，而數字高程模型只是一種帶有數值高度的數據模型，兩者根本不是一個東西，或者說地理信息系統可以包含數字高程模型。地理信息系統不一定有高度數據，有可能只有一個經緯度，但是如果地理信息系統里邊除了經緯度還有海拔高度，並且可以生成帶高度的模型，那麼說明該地理信息系統包含數字高程模型。除了這些，地理信息系統還可以支持數據統計和分析，圖形處理和其他服務，是一個綜合的系統。相比來說，數字高程模型只是用於生成帶高度的地形的模型。
兩者詳細的定義如下，從定義可以看出，一個是完整的服務系統，一個只是簡單的數學模型，後者只是從屬於前者專為地形服務的模型數據而已：
地理信息系統（Geographic Information System或 Geo－Information system，GIS）有時又稱為「地學信息系統」。它是一種特定的十分重要的空間信息系統。它是在計算機硬、軟體系統支持下，對整個或部分地球表層（包括大氣層）空間中的有關地理分布數據進行採集、儲存、管理、運算、分析、顯示和描述的技術系統。它可以對空間信息進行分析和處理（簡而言之，是對地球上存在的現象和發生的事件進行成圖和分析）。 GIS 技術把地圖這種獨特的視覺化效果和地理分析功能與一般的資料庫操作（例如查詢和統計分析等）集成在一起。
數字高程模型（Digital Elevation Model),簡稱DEM。它是用一組有序數值陣列形式表示地面高程的一種實體地面模型，是數字地形模型(Digital Terrain Model，簡稱DTM)的一個分支，其它各種地形特徵值均可由此派生。一般認為，DTM是描述包括高程在內的各種地貌因子，如坡度、坡向、坡度變化率等因子在內的線性和非線性組合的空間分布，其中DEM是零階單純的單項數字地貌模型，其他如坡度、坡向及坡度變化率等地貌特性可在DEM的基礎上派生。

❹ mapgis怎麼賦點高程，怎麼計算區域面積

在空間分析-dem模塊下有相應的菜單，修改單個點的高程。區域面積？比較麻煩，要手動畫個區，然後查看屬性。。

❺ Arcgis中如何在各級別高程內計算居民點的數量 及密度 請教詳細步驟

可以利用屬性表中的欄位計算器（fieldcalculator）工具。以居民點密度為例，你要某區域內回的居民點總數答，存到欄位中，然後還要有該區域的面積，然後再輸入欄中輸入表達式居民點數量欄位/區域面積欄位即可得到結果存放到你所指定的新欄位中。

❻ arcgis10.0怎麼求平均高程啊具體步驟

統計高程，首先要找到DEM數據對吧？
（1）如果是shp文件且文件中已有高程數據，直接將shp文件數據表導出來，隨便統計便可。
（2）如果柵格文件，步驟如下：
1、首先選擇功能：Tools（頂部）——Extensions （可將裡面的全部打鉤）
2、打開頂部的一個紅色工具箱（裡面是功能，如果你沒有安裝擴展的工具箱功能，那麼我只能說你得重新裝ARCGIS，安裝的時候選complete 完整安裝）
（你沒安裝完整版的話，別說我方法不行哦)
然後進行具體的工具選擇
Spatial Analysis Tools —— Zonal —— Zonal Statistics table （這就是統計功能模塊，你雙擊它）
第一個選擇你要統計的數據，第二個選擇你要按照什麼屬性統計，第三個必須輸入一個同坐標范圍的柵格數據（注意，沒有柵格，那你用矢量轉化為一個柵格，然後加進去也行），第四個輸入你輸出結果的地方。
結果產生是一個統計表，然後你在左下角數據欄處點擊source，就能看到該表了，打開它， count屬性是柵格數目， area 屬性是面積。其他那些屬性你就不用管了。

另外附送你一個功能，還可以用這個製表。
你打開這個表後，右下角有個 Option —— create graph （利用數據製表），後面的我相信你肯定會了，就不仔細說了。

❼ 地理信息系統計算題~跪求解題過程

答：
2，3，0，0，0； 2，2，2，0，0； 4，4，2，0，0； 4，4，4，2，0 。

1）、點：回3， 面：4、0；線：2。
2）、假設方向答代碼分別表示為：東=0，東北=1，北=2，西北=3，西=4，西南=5，南=6，東南=7。寫出線狀地物的鏈式編碼。 1，1，6，0，0，6，7
3）、行方向寫出一種遊程編碼方案。
（2，1），（3，1），（0，3）；（2，3），（0，2）；（4，2），（2，1），（0，2）；（4，3），（2，1），（0，1）
4）、最多分3層，最大層數是10。

❽ arcgis如何計算柵格數據DEM的平均海拔

這個很簡單，arcGIS中的柵格計算器就可以實現，工具欄右鍵spatialanalyst