arcgis中的坡向工具工作原理

1、从概念上讲，坡向工具将根据要处理的像元或中心像元周围一个 3 x 3 的像元邻域的 z 值拟合出一个平面。该平面的朝向就是待处理像元的坡向。

下图显示的是输入高程数据集和输出坡向栅格。

2、为什么使用坡向工具？

通过坡向工具，您可完成以下任务：

在寻找最适合滑雪的山坡的过程中，查找某座山所有朝北的坡。

在统计各地区生物多样性的研究中，计算某区域中各个位置的日照强度。

作为判断最先遭受洪流袭击的居住区位置研究的一部分，在某山区中查找所有朝南的山坡，从而判断出雪最先融化的位置。

识别出地势平坦的区域，以便从中挑选出可供飞机紧急着陆的一块区域。

3、坡向算法

移动的 3 x 3 窗口会访问输入栅格中的每个像元，而每次位于窗口中心的像元的坡向值将通过一种将纳入八个相邻像元值的算法进行计算。这些像元使用字母 a 至 i 进行确定，其中 e 表示当前正在计算坡向的像元。

4、像元 e 在 x 方向上的变化率将通过以下算法进行计算：

 [dz/dx] = ((c + 2f + i) - (a + 2d + g)) / 8

像元 e 在 y 方向上的变化率将通过以下算法进行计算：

 [dz/dy] = ((g + 2h + i) - (a + 2b + c)) / 8

代入像元 e 在 x 方向和 y 方向上的变化率，坡向将通过以下算法进行计算：

 aspect = 57.29578 * atan2 ([dz/dy], -[dz/dx])

然后，坡向值将根据以下规则转换为罗盘方向值（0 到 360 度）：

 if aspect < 0     cell = 90.0 - aspect   else if aspect > 90.0     cell = 360.0 - aspect + 90.0   else     cell = 90.0

5、坡向计算示例

示例中，将计算移动窗口内中心像元的坡向值。