解析ArcGIS制作三維地形剖面效果圖的創(chuàng)新方法

摘 要：地形剖面圖可以清晰反映在剖面線方向上斷面的地勢起伏狀況。在地質(zhì)災(zāi)害治理、礦山恢復(fù)整治、土石方量計算等工程中，地形剖面圖都會被廣泛應(yīng)用到。在過去，通常一張二維的剖面圖紙就可以滿足需求，但是隨著科技的不斷進(jìn)步發(fā)展以及各類工程精度要求的提高，人們開始對剖面圖也有了更高的要求，希望能夠有三維立體效果的地形剖面圖應(yīng)用在工程中。相比二維的地形剖面圖，三維地形剖面圖生動直觀、可以全局觀看、能夠具體翔實反映實際地形情況，在專業(yè)人士的觀察下可以迅速高效地做出解析判讀，具有非常大的優(yōu)勢。針對以上實際需求本文將介紹一種利用ArcGIS制作三維地形剖面圖的創(chuàng)新方法。

關(guān)鍵詞：ArcGIS;DEM;DOM;三維地形;剖面圖

1 緒論

一般制作三維地形剖面圖的大體方式基本有兩種，一種是利用專業(yè)三維模型軟件導(dǎo)入無人機(jī)航測的原始像片結(jié)合剖面位置進(jìn)行制作，另一種則是利用GIS軟件使用已有的DEM柵格數(shù)據(jù)結(jié)合剖面位置進(jìn)行制作。兩種方式比較而言，第一種方式的優(yōu)點是直接使用原始像片就可以生產(chǎn)三維模型，缺點是生產(chǎn)時間太長效率較低;第二種方式的優(yōu)點是生產(chǎn)三維模型的速度很快，缺點是必須以另一方軟件已經(jīng)生產(chǎn)出了既有的DEM為前提。通常在無人機(jī)航測領(lǐng)域，生產(chǎn)DOM是必經(jīng)的也是最基礎(chǔ)的環(huán)節(jié)，DEM也會伴隨DOM一同生成，在實際工作中獲取DEM是比較容易的，所以第二種制作三維地形剖面圖的方式也是非常實用的。本文的方法即屬于第二種方式。

2 方法具體步驟

（1）在ArcGIS中依照給定的剖面線和觀察范圍制作剖面范圍面要素，打開ArcToolbox中【數(shù)據(jù)管理工具】/【柵格】/【柵格處理】/【裁剪】工具將DEM數(shù)據(jù)按剖面范圍進(jìn)行裁剪，裁剪好的DEM結(jié)果如圖1。

（2）打開【數(shù)據(jù)管理工具】/【要素】/【要素轉(zhuǎn)線】工具把剖面范圍的邊線提取出來。然后打開【3D Analyst工具】/【功能性表面】/【插值Shape】工具為剖面范圍邊線通過DEM插值三維高程值。

在ArcScene數(shù)據(jù)框中加載裁剪后的DEM和插值好的剖面范圍邊線，在DEM圖層屬性里的【基本高度】中選擇“在自定義表面上浮動”，點擊確定后便可以看到DEM的單色初始三維顯示效果了，如圖2所示。

（3）打開剖面范圍邊線圖層屬性中的【拉伸】選項卡，在“拉伸值或表達(dá)式”處設(shè)置合適大小的拉伸值，如圖3，把剖面范圍邊線按照此數(shù)值拉伸，確定后就有了圖4中的效果圖。

此時的模型雖然可以清晰觀察剖面地形，但是由于沒有底面看起來不夠美觀，所以還需要把最開始制作的剖面范圍面要素加載進(jìn)來，在其圖層屬性中的【拉伸】選項卡設(shè)置合適大小的拉伸值，再在【基本高度】選項卡中設(shè)置合適大小的圖層偏移量。設(shè)置好后便可以得到具有底面的單色三維效果圖了，如圖5所示。

（4）此時的地形剖面模型已經(jīng)基本完成了，但是為了便于直觀地觀察和區(qū)分不同位置的高程大小，還需要打開DEM的圖層屬性再進(jìn)行如圖6的設(shè)置，將【色帶】改為較為鮮艷醒目的漸變顏色。設(shè)置好后便可得到圖7中的效果，即最終的三維地形剖面效果圖。在ArcScene中可以將其任意旋轉(zhuǎn)移動來觀察其每一側(cè)的剖面細(xì)節(jié)，亦可以用【識別】工具點選任意一興趣點來查詢其高程值（即DEM的像素值）。

（5）如果工作項目需要結(jié)合實景觀看，那么可以把按剖面范圍裁剪好的DOM加載到ArcScene的數(shù)據(jù)框中，再按照步驟（2）進(jìn)行圖層屬性設(shè)置，然后DOM就會自動貼合到DEM表面上隨其按照實際的地形走勢展現(xiàn)出高低起伏的狀態(tài)。

3 結(jié)語

在緒論中提到的第二種制作三維地形剖面圖的方式中實際上是存在多種方法的，而本文的方法則是作者根據(jù)自身工作經(jīng)驗加以深入思考而研究出的一種新的方法。在工作當(dāng)中，一定要結(jié)合實際的需求選擇最合適的制作方法，以達(dá)到最好的期望效果。

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作者簡介：王美玉（1989— ），女，本科，中國共產(chǎn)黨員，2011年參加工作，現(xiàn)為河北省地礦局第二地質(zhì)大隊工程師，目前主要從事測繪工程、地理信息及遙感等專業(yè)的工作。