日常我们会碰到有很多根据已知采样点生成等值面、等值线的需求,。由散点采样值估算相应区域,我们一般会想到插值,这样就获得了这个区域的连续表面。

    在ArcGIS中,插值的方法较多,主要有两个扩展模块的功能可以选用。一般情况下可以选择 Spatial Analyst 工具箱中,IDW,Kriging等方法进行插值。如果有更加复杂的参数设置和更加专业深入的插值分析,可以使用 Geostatistical Analyst,这里暂不赘述。

              

    这里以IDW插值为例,简述等值面、等值线的生成。


一、采样点插值

例如获取了如下一组点的臭氧浓度的采样值:

使用 IDW 工具,设置输入数据,插值使用的字段,搜索半径等参数,获得栅格表面。


二、等值线的获取

Spatial Analyst 中提供了从栅格表面提取等值线的工具,Contour,设置等值线间隔,以及选择设置起算线。

  

得到结果:

      


三、等值面提取

在做等值面之前,我们需要思考下,等值面是指什么?等值面是否是两条等值线之间的闭合区域?等值面的划分依据是什么?

先说一种比较常用的场景,得到等值线后,为了美化制图,等值线之间的间隔也需要用渐变色予以填充,通常想到的方案是使用工具 Feature to Polygon。这样就得到了与等值线无缝贴合的等值面。如下图:

从而获得等值面,这个类似于等间距分类或者等值面的方法。



如果抛开等值线而言,比较准确的获取等值面的方法是什么呢?


答案是对栅格表面进行重分类,用一定的数学算法将数据进行数值的重新划分与赋予。

下面来总结一下方案:

(1)使用工具 Reclassify 进行栅格数据重分类:

如下是一个由高程采样点获得的DEM,然后进行重分类,分类方法是等间距法:

PS:分类是有很多方法可以选择的,具体在分类面板中可以设置:

(2)然后将栅格数据转为矢量面:

使用转换工具, Raster to Polygon,得到矢量等值面:

(3)等值面,等值线的后期平滑处理

由栅格数据得到的矢量数据,通常边界会出现很多方格子或者锯齿,后面要做的工作就是对面进行平滑和美化,当然这步是选做工作了。

前两步是数据的真实提取,这一步就是对地图画个妆,把最佳的效果展示出来。

为了防止直接平滑面出现边界不重合的问题,建议对面转线(Feature to line),平滑线后再转回面。做了个模型,把这个思路完整的展现出来,如下图:

这样就会得到相对漂亮平滑的等值线和等值面。

细节对比图:


以上就是制作等值面的方法。