地面图分析方法

A. 建筑地形分析

地形地貌分析

地形地貌分析是城市规划中的重要内容，是城市规划的基础分析之一。地形地貌分析在城市规划的不同时期不同深度中都有非常广泛的应用，从宏观尺度的城市选址、城市布局、功能区组织到微观尺度的道路管网、景观组织无一不受地形地貌的影响，因此，地形地貌分析对城市规划的影响是无处不在的。

长时间以来，城市规划的基础数据通常是平面的地形图数据,可以在其基础上进行简单的地形分析，近年来随着信息技术尤其是GIS技术的发展,各种新方法和应用模型不断融入到城市规划领域，传统的地形分析由二维平面分析发展到了新的三维地形分析和三维透视图，从而帮助规划人员根据地形特征进行合理科学的城市规划。

地形分析的基础是要建立数字高程模型(DEM)。DEM主要用于描述地面起伏状况，可以用于提取各种地形参数，如坡度、坡向等，并进行通视分析等应用分析。目前DEM的建立主要来源于：①地形图中的等高线；②通过遥感影像提取高程数据；③其它方式，如全球定位系统(GPS)和激光扫描测高系统等。

DEM包括两种表达形式：规则网格(GRID)和三角网(TIN)。此外，基于二维平面形式表示的等值线图也可以理解为数字搞成的另一种表达方式。GRID是由一组大小相同的网格描述地形表面，它能充分表现高程的细节变化，拓扑关系简单，但对于表达不规则的地面特征则略显不协调。TIN是由分散的地形点按照一定的规则构成的一系列不相交的三角形组成的，与不规则的地面特征和谐一致，可以表示纤细功能特征和叠加任意形状的区域边界。GRID常用的生成算法有包括反距离权插值、趋势面插值、样条插值、克里金插值等；TIN生成算法主要有分割2归并法、逐点插入法和逐步生长法。

城市规划中地形分析的实质就是对DEM的应用范围进行拓广和延伸。从地形分析的复杂性角度,可以将地形分析分为两类:一类是基本地形因子(包括坡度、坡向等)的计算;另一类是衍生出的其它的地形分析,包括地形量算、通视分析、地形特征提取等。这些分析都通过对DEM进行数据计算和分析来实现。

1、基础地形分析

城市规划中经常用到的基础地形分析有：高程分析、坡度分析、坡向分析，这三种分析涵盖了地形的三个基础要素：高程、坡度和坡向。其中，坡度定义为水平面与局部地表之间的正切值，它包含两个成分：斜度——高度变化的最大值比率（常称为坡度）；坡向——变化比率最大值的方向。比较通用的度量方法是：斜度用百分比度量，坡向按从正北方向起算的角度测量。

基础地形分析可用于辅助划分城市布局和建筑格局。例如，在平地要求有不小于0.3°的坡度，以利于地面水的排除和汇聚，还可以从建设工程角度出发，按照适于城市建设的适宜程度,将城市用地划分为不同的类型：一类用地,即适宜建设的用地,地形坡度在10°以下；二类用地,即基本可以建设的用地(地形坡度为10～20°)；三类用地,即不适宜建设的用地,地形坡度大于20°。这是从纯坡度的角度对建筑用地适宜性的划分，实际的情况要复杂的多，要考虑多种因素。此外，坡度对道路的选线也为重要，城市各项设施对用地的坡度都有不同的要求,地表的坡度影响着土地的使用和建筑布置。

基础地形分析可用于研究自然生态景观等领域辅助各专项规划。如山区的农业规划等，需要着重考虑地形因素的影响，基础地形三要素高程、坡度和坡向通过对光、水、热三个基本环境要素的重新分配影响农业生产条件。其中，海拔高度决定了该地区所接受的太阳辐射和相应的热辐射所损失的能量,引起当地温度和水分条件的递变,形成了当地的小气候条件。地区的降水条件与坡向有密切联系。坡度条件的差异控制着水土流失的剧烈程度。坡度缓则土地保水能力强,不易产生水土流失,适宜进行农耕活动；反之则只宜发展林业生产。所以，不同的地形特征影响着农业生产条件和用地的选择。又如，如根据国家退耕还林有关政策,积极治理现有坡耕地,对25度以上的坡耕地实行有计划地退耕还林还草,不但有利于中西部的环境保护,而且对调整农业结构、提高农民收入有积极意义，这也需要进行基础地形分析。

下面是基于地形等要素的城市用地适宜性分类的标准：

城市用地的适用性评价一般可分为三类(有时也可分为四类、五类)：

(1)一类用地。即适于建设的用地,地形坡度在10%以下;土质的地基承载力大于15吨/平方米;地下水位低于建筑物基础,一般埋深1.5～2米;未被洪水淹没过;无沼泽;无冲沟、滑坡、崩塌、岩溶等。

(2)二类用地。即基本可以建设的用地,介于一类与三类用地之间;地基承载力为10～15吨/平方米,地形坡度为10%～25%,地下水位埋深为1～1.5米。

(3)三类用地。即不适于建设的用地,地基承载力小于10吨/平方米,泥炭层或流沙层大于2米;地形坡度大于25%;洪水淹没经常超过1～1.5米;有冲沟、滑坡;占丰产田;地下水位埋深小于1米。

2、延伸的地形分析

目前大多数地形分析的实际应用仍停留在数据的层面，多数情况下仅限于简单的可视化分析和演示，鲜有比较深入的定量化分析，基本忽略了对数据本身内容的挖掘或信息提取，因而难以实现较高的数据应用效益和空间数据增值。由此，为实现对空间数据更有效的利用，从而推动其深度和广度，空间数据的增值应用是关键。从应用层面上来说，空间地形数据不再只是一些抽象的点、线、面等，也不仅仅是不同表现形式和不同比例尺的地图，而是带有空间坐标和空间关系的地理现象和参数，而对这些现象和参数的解释和表达恰恰是大多数实际应用中最急需的信息。因此未来的地形分析趋势就是从单纯的数字高程数据提取实际应用中急需的地形参数和地形特征信息，应用到各个领域，这就是延伸的地形分析。

延伸的地形分析主要包括地形量算、土方量分析、地形剖面分析、通视分析、光照分析、流域网络与地形特征、海潮淹没分析、海陆变迁分析等，可以制作出不同的专题图，作为城市规划的各项背景分析和决策的参考依据。

地形量算主要包括地形表面任意点高程量算、区域平均高程量算、水平距离量算、地表距离量算、区域面积量算、区域挖方、填方体积量算等，是地形分析的中的重要内容，应用十分广泛，在各专项规划中涉及对地形的细节应用都需要进行地形的量算。土方量分析在工程方面(如在公路、铁路、管线等的设计过程中)应用广泛，常常需要计算工程的填挖量和制作剖面图，它是以地形模型为基础，测量两个表面之间容积的差异，也就是容积计算。在实际应用中，为达到最佳施工效益，在工程设计中，尽量减少挖填土方的运移距离是提高效率的重要指标，在每一给定的局部区域，利用设计高程和实际地面高程的差，计算工程所需要的挖填土方量，再利用空间上的组合优化得出最佳施工方案，以求用最少的搬运达到挖填土方的平衡。土方量挖填分析和方案优化是数字地形分析最早的应用领域之一，其应用范围包括各专项规划如估算道路、沟渠、管道、输配电线等工程土方量、土地整治工程以及填海造地工程规划设计等。

通视分析作为地形分析的重要内容之一，有着广泛的应用背景。典型的例子是某景观要素的设定，其位置应该设在能看到某一感兴趣的区域，视线不能被地形挡住。这就是通视分析中典型的点对区域的通视问题。与此类似的问题还有专项规划中的应用，如通信中无线发射塔的设定等。通视问题可以分为点的通视，线的通视和面的通视。点的通视是指计算视点与待判定点之间的可见性问题；线的通视是指已知视点，计算视点的视野问题；区域的通视是指已知视点，计算视点能可视的地形表面区域集合的问题。在景观规划中，对通视分析的应用较为广泛，在景观规划中，通视分析常称为视域分析，其在风景区、旅游规划设计中，可用在景点的选取和布置、居住地和游览地开发区的选址、公路或河流沿线景点的评价等。例如：在滨海区通过视域分析评价各地区的海景通视效果，找到海景视域最广的地区，也就是海景景观最好的地区。

光照分析是地形的延伸分析，在城市规划有较多应用。设定太阳高度角等参数，进行日照分析。在房地产中应用广泛。

流域地貌特征的提取和流域地形自动分割，这是进行流域空间模拟的基础技术。基于格网DEM自动提取流域特征地貌和进行地形自动分割技术主要包括两个方面：1）流域地貌形态结构定义，定义能反映流域结构的特征地貌，建立格网DEM对应的微地貌特征。2）特征地貌自动提取和地形自动分割算法。格网DEM数据是一些离散的高程点数据，每个数据本身不能反映实际地表的复杂性。为了从格网DEM数据中得到流域地貌形态结构，必须采用一个清晰的流域地貌结构模型，然后针对该结构模型设计自动提取算法。特征地貌定义与提取：根据网格点高程与周围高程值的关系，将格网点分为坡地、洼地、分水线、谷地、阶地和鞍部等几类。先计算中心点与八邻点的高程差，然后对高程差进行排序，再根据高程差序列的特性给中心点格网赋一个特征编码。然后通过一系列特征码的组合特征，用模式识别的方法，将格网点划分到已知的特征地貌类别。山脊线和山谷线提取：山脊线和山谷线的自动探测实际上是凹点和凸点的自动搜索。较为简单的算子是2*2的局部算子。将算子在DEM数据中滑动，比较每个格网点与行和列上相邻格网点的高程，标出其中高程最小（探测山谷线）或高程最大（探测山脊线）的格网点。对整个DEM数据计算一遍后，剩下的未标记格网点就是山脊线或山谷线上的格网点。

此外，地形分析也是进行三维地形模拟的基础，三维数字地形模型与遥感图像及其他图形图像信息相结合,能够全面反映工程与环境的空间结构与性质特征，对提高城市规划的效率质量和表达具有重要作用，是地形显示和动画输出的主要方法。

总之，地形分析是城市规划中的重要内容。

B. 地面分析图怎么定位

利用GPS进行定位。在实地工作过程中，可以在地面段斗核分析图上标注GPS坐标，记录握掘每个点的经纬度信息，从而实现地理定位销握。

C. 基于DEM的数字地形分析有哪些应用

用途：

（1）在国家数据库中存储数字地形图的高程数据；

（2）计算道理设计、其它民用和军事工程中挖填土石方量；

（3）为军事目的（武器导向系统、驾驶训练）的地表景观设计与规划（土地景观构筑）等显示地形的三维图形；

（4）越野通视情况分析（也是为了军事和土地景观规划等目的）；

（5）规划道路线路、坝址选择等；

（6）不同地面的比较和统计分析；

从数字地形分析的复杂性角度来看

DEM地形分析可分为基本地形信息计算和复杂地形信息计算两类。基本地形信息主要包括坡度、坡向、地表租糙度、地形起伏度、剖面曲率、平面曲率等地形描述因子；复杂地形分析包括可视区域分析、地形特征提取、水系特征分析等。地形分析的内容与地形模型紧密相关，不同结构的DEM，其地形信息的提取也不完全相同。

以上内容参考：网络-DEM