MAPGIS栅格数据表面积体积土方量计算分析对比
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发布时间：2022-04-30 02:10
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时间：2023-10-05 03:32
关键词：土方量、表面积、体积、栅格数据、高程、MAPGIS 67、MAPGIS K9
正文：
1.引言
在工程建设中，常需要将自然地貌改造为水平的或者一个或几个坡度的场地，以便适于布置各类建筑物和构筑物。土方量的大小与工程投资直接相关，因此准确、快速地计算土方量对开展规划设计、控制总投资及分配资金具有重要意义，利用栅格数据计算表面积、体积、土方量。
栅格数据结构简单,直观,非常利于计算机操作和处理,是GIS常用的空间基础数据 格式.基于栅格数据的空间分析是GIS空间分析的基础,也是ArcGIS的空间分析模块的核 心内容.栅格数据的空间分析主要包括:距离制图, 密度制图,表面生成与分析,单元 统计,领域统计,分类区统计,重分类,栅格计算等功能.ArcGIS栅格数据空间分析模块 (Spatial Analyst) 提供有效工具集, 方便执行各种栅格数据空间分析操作, 解决空间问题。
2.使用MAPGIS K9计算土方量
数据准备：等高线（含有高程属性）、需计算土方量的区块
将等高线转为MapGIS格式
打开MapGIS主菜单，打开空间分析下面的DTM分析
在打开MapGIS数字地面模型子系统下，打开等高线文件（文件——打开数据文件——线数据文件）
处理点线（在处理点线菜单下，点击高程点/线栅格化，出现参数设置对话框：根据需要选择网格DX和网格DY的大小，越小越精确，运行也越慢；选择等高线高程属性项；选择栅格化文件的名字和路径）
打开生成的栅格化文件
打开模型应用菜单下的蓄积量\表面积计算对话框，一般勾起选取工作区中区域，指定要计算土方量的区文件，然后确认，即可根据你输入的计算高程（设计高程）计算土方量。
也可以同时计算多个区块的挖填方：
为需要计算土方量的区文件添加一个字段，为每个区块输入设计高程值
打开栅格化文件的同时打开区文件
在处理点线菜单下，选择“区蓄积量/表面积计算”选择“计算所有区”，在打开的对话框中选择设计高程字段，点击确定即计算了所有区的挖填方；
保存区文件；
在MapGIS编辑子系统下打开这个区文件，察看其属性，就有了每个区块的挖填方量。
3.使用MAPGIS 67计算土方量
离散数据网格化
将实测数据导入到MapGIS6.7中，打开“空间分析”-“DTM分析”模块，点击菜单“Grd模型”-“离散数据网格化”，将离散数据转为规则格网（GRD）数据。此时可根据实际需要控制网格间距和选择内插方法。
采用此方法分别将原始地表数据和动土后地表数据网格化，这里分别另存为文件TmpgrdA.Grd和TmpgrdB.Grd，此时两个格网数据的分辨率（间距）设置应严格一致。
规则网差值运算
“规则网差值运算”本来是MapGIS67中用于对两个规则的、区域一致的、分辨率相同的高程数据进行差计算，并给出高程最大偏差和均方差的统计结果，以进行DEM数据质量检查而提供的功能。也就是用户将由原始等高线数据内插形成的DEM数据与在此DEM数据基础上追踪等高线，再次内插形成的DEM数据进行差值运算，以检查内插质量。由此可以认为，该功能同样可以进行原始地表数据和动土后地表数据的差值计算，其差值就是该格网点的填（挖）高度。
点击菜单“Grd模型”-“规则网差值运算”，此时“选择文件A”应选择原始地表数据文件TmpgrdA.Grd，“选择文件B”应选择动土后地表数据文件TmpgrdB.Grd，“选择文件C”则输入A-B运算后得到的结果文件，实际上也就是填（挖）高度数据文件，这里命名为TmpgrdC.Grd。
填挖方计算
打开文件TmpgrdC.Grd，点击菜单“模型应用”-“蓄积量/表面积计算”，此时若选取“计算整个区域”，则将原始数据范围作为计算对象。用户也可以从MAPGIS区文件中选区一个区实体作为计算边界。点击“确认”后，弹出对话框，用户在此可输入“计算高程”和“物质密度”后，还可指定“计算方法”。必须注意的是，此时“计算高程”必须输入“0”，因为TmpgrdC.Grd保存的数据不是绝对高程，而是动土前后地表高差数据，大于0（原始地表数据高于动土后地表数据）的将计算为挖方（搬去方量），小于0（原始地表数据低于动土后地表数据）的将计算为填方（添入方量）。“物质密度”输入为“1”，表示土方量为按1：1比例实际方量计算。点击“计算”，系统计算出搬去方量（挖方）和添入方量（填方），同时计算出总借方或弃方。
若是需要，还可将TmpgrdC.Grd输出为分层设色的平面等值线图，根据填挖高度的不同，分别填绘不同颜色，并可添加格网，则更加直观。
4.表面积计算
离散数据：点击“数据分析”“交互计算表面积体积”功能，求表面积、体积如下图。
区要素像元统计
栅格数据：点击“矢量处理”“区要素像元统计”功能，求的所选区域中的最高点与最低点如下图。
数据统计
DEM数据
5.MAPGIS 67与MAPGIS K9对比
mapgisK9是mapgis的新产品，常用功能跟6.7差不多，只是进行了一些改进与MapGIS 6.7相比，MapGIS K9大大提高了海量数据的浏览和查询速度，还可满足用户长时间并发访问的要求，可以根据已有数据回溯过去某一时刻的情况或预测将来某一时刻的情况，以满足历史回溯和衍变、地籍变更、环境变化、灾难预警等应用的需要。MapGIS K9可对地下三维地质模型、地上三维景观模型、地表三维地形模型等进行快速建立和一体化管理，并可对三维数据进行综合可视化和融合分析。
MapGIS K9还具有功能齐全的遥感数据处理平台，从机载原始数据到正射影像生成、从影像分析到影像建库、从综合处理到专题信息提取等等，这些强大的功能已集成MAPGIS K9的功能仓库中，可随意搭建成适应各专业的影像数据处理平台或GIS与影像相结合的综合处理平台。MapGIS K9的遥感影像数据处理平台是面向遥感应用需求，集RS、GIS、GPS于一体的遥感基础平台；提供遥感影像海量数据的有效存储管理，该平台不仅提供遥感影像校正、分析、管理及出图等基本处理功能，并在此基础上针对具体应用提供摄影测量、影像测图等专业处理等软件包，实现了从基本影像处理到高级智能解译等系列功能。可广泛应用于农林、测绘、地调、城市规划、资源环境调查、灾害监测等部门。
其新的变化在于：
数据管理
数据库分类管理，支持更高级的数据库管理技术，分类的数据集中到数据库进行统一存储。
默认提供一系列实用的空间参照系，减轻用户配置参数的不便。
数据库管理，使得用户编辑时不必手动保存数据，查看、转移数据时也省去诸多麻烦。
数字制图
模块集成，图像校正、输入编辑、投影变换、误差校正、生成图框、打印输出等集成到一个界面。
添加更多实用视图，如专题图视图、选择集视图、标签视图等，使得制图系统功能更加强大。
输入编辑更精确，对于精确坐标输入支持更好，另外提升了捕捉功能，如：
E 靠近弧段
H 弧段起点
T 弧段终点
I 弧段交点
M 最近弧段的中点
N 最近点
V 当前点到最近弧段垂点
C 清除当前捕获点
提供动态投影，不同坐标系下同一地理范围数据可动态投影到一个坐标系叠加显示。
支持多系统库，引用不同系统库的数据可使用各自系统库显示，方便灵活。
支持动态注记，电子地图标注更加智能、美观，且可调节显示比率。
打印输出进一步升级，支持图例、比例尺、指北针等制图要素的编辑。
增加更多实用工具，如图幅系列工具，提供新旧图幅号转换、图幅参数计算，以及给定坐标点范围不同标准比例尺图幅图幅号查询。
支持用户自定义键盘快捷键，并且可导入导出用户快捷键配置文档，满足用户个性化操作实用需求。
数据分析与处理
数据的处理与分析单独作为一个模块，提供矢量数据、属性数据、栅格数据、DEM数据的编辑、处理、分析功能。
另外，相比于67，K9界面更加美观、友好，更多的注重了用户操作的细节，如支持鼠标中键的地图缩放，支持直接由数据目录树鼠标拖拽添加数据等。
参考文献：
1.邬伦, 刘瑜, 张晶, 等1地理信息系统原理、方法和应用[M ]. 北京:科学出版社, 2001。
2. 李志林, 朱庆1数字高程模型[M ]. 武汉:武汉测绘科技大学出版社, 2000。
3.武汉中地信息工程公司,武汉中地时代软件工程有限公司.MapGIS 地理信息系统实用教程。
4.刘福桥，基于MAPGIS的土地利用数据库在土地整理中的应用[J].西部探矿工程, 2005。
5. 金晓斌, 李海涛, 周寅康, 等1基于DEM的丘陵山区土地整理项目辅助决策[ J ]. 中国土地科学,2004, 18 (1) , 39-44
6. 王凌云, 李琦, 喻文承1 Web Service与地理信息互操作[ J ]. 测绘科学, 2004, 29 (1) : 38-41。
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