从 CAD 到 ArcGIS:高精度DEM 数字高程文件生成

背景

在日常工作中,我们常需要对特定区域地形进行深入分析。易于获得的地形数据为 30 m 精度,有时无法满足项目要求,需要更高精度的地形资料,而这些资料通常以 AutoCAD 文件的形式存在。
这些数据需经过 GIS 系统处理,以生成所需的 dem 数据。本篇文章将循序渐进,从 CAD 地形图层常用名称开始,详尽阐述在 ArcGIS 平台上,如何处理 AutoCAD 地形文件,最终产出高精度的 DEM(数字高程模型),希望对你有所帮助。

相关概念

DEM

DEM(Digital Elevation Model):即数字高程模型,是通过有限的地形高程数据实现对地面地形的数字化模拟。是数字地形模型(Digital Terrain Model,简称 DTM)的一个分支。狭义的 dem 是栅格数据,在水文分析中,dem 数据可以用来生成坡向、坡度、水系、分水岭、泄水点等信息。

TIN

TIN(Triangular Irregular Network):即不规则三角网,是基于矢量的数字地理数据的一种形式,通过将一系列折点组成的三角形来构建。各折点通过由一系列边进行连接,最终形成一个三角网。TIN 是一种更为精细的表示方法,适用于复杂地形的精确表示和分析。

CAD 图层常用名称

以下是常用的 CAD 地形图常用图层名称。

  1. DGX–等高线
  2. DLSS–道路设施
  3. DLDW–独立地物
  4. DMTZ–地貌特征
  5. GCD–高程点
  6. JMD–居民地
  7. SXSS–水系设施
  8. ZBTZ–植被特征
  9. GXYZ–管线设施
  10. TK–图框

操作步骤

导入数据

新建 ArcGIS 项目,不要在已有坐标系的文件中添加。
在导入前,设置好坐标系,这需要问资料来源方。
右键-属性-常规-编辑,选择合适的坐标系。
image.png
将 CAD 文件拖入 ArcGIS。

确定要保留的图层

导入 CAD 文件后,会发现有很多文件,
image.png
分别为:

  • Annotation 注释
  • Point 点
  • Polyline 多段线
  • Polygon 多边形
  • MultiPatch 3 D 几何图形
    一般需要关注的是 Polyline 、Point、Polygon 根据自己的需要整理对应的数据。地形数据在 Polyline 中,通过查询工具,点击对应的图层可以查询其图层名称。
    image.png
    比如,地形图层为 DGX。
    右键 Polyline-属性-绘制图层-选择 DGX。
    image.png
    右键 Polyline-打开属性表-点击表选项-按属性选择, 输入表达式
    “Elevation” >0,可根据自己的文件属性,定义筛选表达式。

image.png
导出数据,右键 Polyline-数据-导出数据,导出所选要素。

image.png
可以用同样的方法将需要的图层导出 GIS 图层数据。
如地貌特征(DMTZ) 、水系设施(SXSS)、居民地(JMD)、道路设施(DLSS)等, 选择不同的图层时,记得提前在显示区域右键-清楚所选区域。
在本文示例文件中,因为是农业区域地貌特征和等高线都有高程信息,为提高精度,将两者合并导出图层精细分析。

创建 TIN

工具搜索-创建 TIN,高度字段输入 Elevation,注意在创建之前,最好打开属性表,观察 Elevation 值的范围,从 CAD 导入的数据可能存在异常。因此需要用前面表达式筛选的方式,选择合适的等高线范围。例如本示例需要将 Elevation 控制在 0-500 之间,500 以上的异常值去掉。
image.png
点击属性-符号系统选择分区及配色。

image.png

image.png

TIN 转 dem

使用 TIN 转栅格工具,转出的数据就是我们需要的 dem 数据。

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得到区域 dem 数据如下,完成。
image.png

用查询工具点击 dem 可得到精度信息。
image.png

有了 dem 数据,我们就能做很多工作了,如水文分析的河流水系、坡度、坡向、产流量、河流链接、分水岭、流域等等。后续也会整理 dem 水文分析的操作步骤。

结束语

本方法实际精度与 DWG 文件质量关系很大,例如示例文件中,由于地貌特征图层文件,大部分高指为 0,无法参与 dem 结果生成,降低了最终生成文件的效果。若深入探究,还可以用克里金插值等方法,提高精度。
总之,以上就是用 CAD 文件生产 DEM 的过程,如果有帮助到你,请点赞关注。


从 CAD 到 ArcGIS:高精度DEM 数字高程文件生成
https://maoyu92.github.io/2024/05/21/02 生态环境/ArcGIS导入autoCAD地形数据并整理/
作者
陈文茂
发布于
2024年5月21日
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