基于ArcGIS10的地形渲染图制作

基于ArcGIS10的地形渲染图制作

孔渊

（上海祥阳水利勘测设计有限公司 上海 202150）

摘 要：

作为地理信息系统平台中市场占有率最高的GIS软件，ArcGIS已经深入应用到众多领域。本文结合实例详细阐述了利用ArcGIS10制作地形渲染图的过程。

关键字：ArcGIS10；插值 引 言：

在测绘工作中，一般的地形图，其地形要素都包含地物和地貌两种，而有些特殊的地形图，如水下地形图、荒地地形图等，这类图主要是表达地形起伏，所以地物要素一般较少，或并非图的主要内容。例如水下地形图一般主要是表达制图区域内的水下地形起伏情况，其常用的表达方法有等深线法和深度注记法。等深线法是目前水下地形图最基本、最精确的方法，它以等深线的形式及组合情况反映水底表面形状的特征；深度注记法则与陆地的高程注记类似，以水深散点标注水下地形起伏。这两种方法虽然都可以表达地形起伏，但是总体来说，两种方法都需要通过图面数据来表现地貌，在图面视觉效果上，都显得不够直观，而分层设色法便能够很好解决这个问题。所谓分层设色法，也被称为色层法，是在不同的深度层和高度层用不用的色相、色调进行普染，以显示地面起伏形态。目前，GIS软件的功能一直在不断增强，通过GIS软件，如ArcGIS10，基于必要的一些高程数据便能够绘制一幅非常漂亮、直观的地形渲染图。

一 ArcGIS10介绍

ArcGIS是由美国ESRI公司开发的一款地理信息系统软件。集合了ESRI公司40余年地理信息系统咨询和研发经验，是一套完整的GIS平台产品，其主要产品包括ArcGIS Desktop、ArcGIS Engine、服务器端GIS、移动GIS。其中，ArcGIS Desktop是一套运行在桌面端的专业GIS软件，这套软件包括ArcReader、ArcView、ArcEditor、ArcInfo四个级别的产品，目前为广大桌面用户所熟悉。ArcGIS for Desktop为GIS专业人士提供用于信息制作和使用的工具，利用它可以实现任何从简单到复杂的GIS任务。ArcGIS for Desktop的功能特色主要包括：高级的地理分析和处理能力、提供强大的编辑工具、拥有完整的地图生产过程，以及无限的数据和地图分享体验[1]。目前，ArcGIS已经在各行各业中发挥着巨大的作用，如测绘、交通运输、电力、矿产等。

二 工程实例分析

项目概况

实例来自上海市“十二五”期末横沙东滩三期南片（建设用地）造林工程。

测区位于上海市崇明县横沙岛东部。整块测区为新围滩地，大致成一四边形，北边为老大堤，其余三面皆为新大堤。测区内地势低，地下水位较高，土壤碱性重，黏性大，有机质少。污水淤积，地物并不多，主要是杂草地，以及水域，项目要求反映测区地形起伏以及水域范围，以便对造林区域有个直观把握。具体地形情况见图1。

图1 测区位置示意图

前面介绍过分层设色法的特点就是在不同的深度层和高度层用不用的色相、色调进行普染，以显示地面起伏形态。这里测区内地形情况单一，通过对测量外业采集到的测区散点高程适当进行加密，结合ArcGIS10制作测区范围的地形渲染图，能直观反映测区的地形起伏。

渲染图制作流程 1. 数据准备和格式转换

因为内插本身是基于图面高程点数据，所以首先要对CASS地形图数据进行一个加密处理，其中水域可以结合google地图将其范围勾画出来，并对水域边线的标高赋值，以便插值的准确可靠。数据准备完毕，打开Arcmap程序，新建一个项目，通过“添加数据”选项将CASS地形图数据导入ArcGIS。用到的数据主要是高程点和一些边线，由于ArcGIS10并不能直接对CASS数据进行操作，所以需要将数据转成ArcGIS10能够处理的shapefile格式。制图用到的数据主要是高程点、水域边线以及范围边框，所以添加对应的Point、Polyline 、Polygon三种类型数据。添加完后，在图层选框里右击选择需要转换格式的数据层，然后导出数据便是shapefile格式的了。

图2 操作示意图

图3 操作示意图

2. 构建TIN

渲染图的全图数据是在不规则三角网模型（TIN）基础上内插获取的，所以在将数据格式转换成功后，要利用“ArcToolbox工具箱”里的“TIN管理”创建TIN（不规则三角网模型）。

图4 操作示意图

3. 内插获取测区全部数据

有了TIN的基础上，便可以内插获取测区范围的全图数据。需要注意的是在“ArcToolbox工具箱”里有2种方案可以插值，一种是栅格插值模块，一种是转换方式。前种方法有多种数学模型可选，精度较高，但比较耗费计算机资源，用时也长，在精度要求不高的条件下，可以使用后者转换。双击ArcToolbox下“转换”——“TIN转栅格”选项，输入上面构建好的TIN，选择输出路径，方法用自然领域插值法，采样距离选CELLSIZE 5，点击“确定”后，便可以进行插值。

图5 操作示意图

4. 插值图属性调整

插值完成后，一幅图基本已经完成，在列表中右击插值图，选择“属性”选项，然后对图的一些颜色，标注分类进行合理设置，这样可以使渲染的效果更加明显，图面更加直观。

图6 地形渲染效果图

三 结语

通过上面的实例可以发现，利用ArcGIS10制作一幅地形渲染图非常方便、快捷，同时，其图形质量也非常高，表达的直观性也是非一般等值线图可以比拟的。但在操作中也要注意以下几点：1.在数据格式转换过程中，要注意对数据源属性利用的选取，比如是高程点注记标高还是其真实的高程值；2.如果测区不是完整区域的话，要进行掩膜设置，即对制图范围的准确选取；3.在TIN插值的时候，要注意插值方法以及采样距离的选取，以避免插值计算量过大或过小而带来的图面数据繁冗或缺失。

参考文献

[1]牟乃夏 刘文宝 王海银 戴洪磊.ArcGIS 10 地理信息系统教程—从初学到精通[M].北京：测绘出版社，2002.