水經(jīng)注GIS 2017-09-18 11:05:01
高程、坡度和坡向是小班中非常重要的因子，坡度對水土保持規(guī)劃設(shè)計具有決定性的作用，是土地利用規(guī)劃和治理措施配置首先要考慮的因素。
這里將以“小金縣”為例，說明如何利用谷歌高程地形數(shù)據(jù)對坡度進行分析。
在萬能地圖下載器中，在軟件左上方點擊“高程”數(shù)據(jù)類型可以切換到谷歌在線高程，在軟件的右上方點擊“區(qū)劃”可以選擇“中國\四川省\阿壩藏族羌族自治州\小金縣”顯示行政區(qū)劃和“下載”按鈕，點擊“下載”按鈕會顯示“新建任務(wù)”對話框。
在“新建任務(wù)”對話框中，必須選擇需要下載的高程級別，對于高程而言一般選擇第11到15級，這里以第15級為例。
點擊“導出設(shè)置”按鈕會顯示“導出設(shè)置”對話框，可以為高程設(shè)置導出參數(shù)。
在“導出設(shè)置”對話框中，選擇坐標投影為“西安80高斯投影”，勾選“邊界范圍裁剪”選項并設(shè)置背景透明。
完成設(shè)置之后，點擊“確定”完成導出參數(shù)設(shè)置。
新建任務(wù)后，會自動顯示“下載列表”，在下載過程中或下載完成后，都可以查看任務(wù)的下載狀態(tài)和下載結(jié)果。
下載完成之后，默認會自動打開下載結(jié)果，如下圖所示。
啟動ArcMap后，點擊“添加數(shù)據(jù)”按鈕，在顯示的“添加數(shù)據(jù)”對話框中，點擊“連接到文件夾”按鈕，可以選擇數(shù)據(jù)所在目錄。
在“連接到文件夾”對話框中，選擇“D:\SGDownload\小金縣\小金縣_大圖\L15”文件夾，點擊“確定”完成后會顯示高程數(shù)據(jù)文件。
選擇“小金縣.tif”文件后，點擊“添加”按鈕即可打開高程文件。
小金縣的高程文件在ArcMap中打開后，效果如下圖所示。
要基于高程數(shù)據(jù)進行坡度分析，需要在ArcMap開啟擴展模塊，選擇“自定義\擴展模塊”菜單可以選擇需要開啟的擴展模塊。
選擇“3D Analyst”和“Spatial Analyst”模塊，即可開啟ArcGIS的3D分析和空間分析功能。
點擊“ArcToolbox”按鈕，可以打開ArcGIS的GIS分析工具箱。
在“ArcToolbox”中，雙擊“3D Analyst 工具\柵格表面\坡度”菜單，會顯示“坡度”對話框。
在該對話框中，點擊“輸入柵格”的下拉列表可以選擇剛才打開的“小金縣.tif”文件，在“輸出柵格”中可以設(shè)置結(jié)果保存路徑，這里將結(jié)果保存到與原文件同目錄中，并命名為“坡度_輸出柵格”，點擊“確定”按鈕開始基于谷歌地球的高程數(shù)據(jù)進行坡度分析。
注意：
在該對話框中，前兩項很常規(guī)，但Z因子參數(shù)需要注意。
如果在下載高程時，沒有將“坐標投影”設(shè)置為西安80或北京54等平面坐標而是經(jīng)緯度坐標的話，當輸入了柵格后Z因子會彈出警告，這是因為在水平地面單位（度）與高程Z單位（米）之間度量單位不統(tǒng)一的原因。
由于經(jīng)度的長度隨著緯度而變化，因此需要為該緯度指定一個適當?shù)腪因子。如果X、Y單位是十進制而Z單位是米，則一些適用于特殊緯度的適當Z因子參考值，如下表所示：
緯度(Latitude)，單位：度Z因子(Z-Factor)
00.00000898
100.00000912
200.00000956
300.00001036
400.00001171
500.00001395
600.00001792
700.00002619
800.00005156
坡度分析結(jié)果如下圖所示，如綠色到紅色的漸變，坡度越來越大。
那么坡度分析出來了，到底有什么作用呢？
1984年中國農(nóng)業(yè)區(qū)劃委員會頒發(fā)《土地利用現(xiàn)狀調(diào)查技術(shù)規(guī)程》對耕地坡度分為五級，即≤2°、2°～6°、6°～15°、15°～25°、>25°等地面坡度，不同級別對耕地利用的影響不同：
≤2°：一般無水土流失現(xiàn)象。
2°～6°：可發(fā)生輕度土壤侵蝕,需注意水土保持。
6°～15°：可發(fā)生中度水土流失，應(yīng)采取修筑梯田、等高種植等措施，加強水土保持。
15°～25°：水土流失嚴重，必須采取工程、生物等綜合措施防治水土流失。
>25°：為《水土保持法》規(guī)定的開荒限制坡度，即不準開荒種植農(nóng)作物，已經(jīng)開墾為耕地的,要逐步退耕還林還草。
坡度分析與國家標準和政策掛鉤了，那這分析完的結(jié)果意義就十分重大了，這里可以根據(jù)上述情況，把坡度分為五級。
在坡度分析結(jié)果中單擊鼠標，選擇“屬性”菜單，如下圖所示。
在“圖層屬性”中選擇“符合系統(tǒng)”功能項，類別選擇“5”，然后點擊“分類”按鈕設(shè)置分類。
這里根據(jù)前面提到的耕地坡度等級參數(shù)值，將中斷值設(shè)置為5個等級，如下圖所示。
分類參數(shù)設(shè)置完成之后，點擊“確定”按鈕，會根據(jù)設(shè)置參數(shù)分析結(jié)果。
最后的分析結(jié)果，如下圖所示。
這里可以非常清楚的看到坡度分析結(jié)果，然后結(jié)合該地區(qū)的高清影像，就可以看出來哪些地方不符合國家的耕地標準，哪些地方應(yīng)該退耕還林，哪些地方適合作為耕地等。
