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  • 利用ArcGIS评估人工鱼礁投放量

作者:xiaokcehui2021-1-3 23:19分类: GIS 标签: ArcMap 人工鱼礁 投放量

最近海洋牧场的建设比较火热,礁石投放了以后,需进行海洋牧场人工鱼礁区投礁后的评估工作,通过多波束进行水深地形测量,摸清人工鱼礁具体分布位置、拐点坐标、面积、高度,在此基础上进行鱼礁投放量计算。点击查看原图



1)第一步,在ArcMap软件中采用“拉伸”着色法渲染测区的水深地形图,通过目视识别法,矢量化鱼礁版斑块分布图,共提取15个鱼礁斑块。这是人工识别办法,就是一个个画出来的。另外,还有一种自动提取办法,叫栅格矢量化,具体的步骤如下:

在tools的extensions中选中arcscan,然后在view的toolbar中选中arcscan。(在安装arcgis时要选中arcscan模块)

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      把图像重新symbolize,使用classify分成两种类型,如:0-126,126-255。(把图象二值化:在图象上鼠标右击,选取properties,在选symbolgy标签,在show中选classified,classes等于2。)
       在图象上鼠标右击,选取properties,在选symbolgy标签,在show中选classified,classes等于2。

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       在arcCatalog中新建shp文件(分几层建几个,有点、线、多边形、多点四种类型),将图象和SHP文件一起加入到ARCMAP中,对SHP文件进行编辑,此时可以激活arcscan,进行矢量化。先预览Preview,再生成Generate Features。

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有些识别的不好,可以手动编辑

2)第二步,通过GIS的“掩膜裁剪”空间分析工具提取15个单独的鱼礁斑块栅格数据。

输入栅格中的其他属性(若有的话)将按照原样添加到输出栅格属性表。根据所记录属性的性质,某些属性值可能需要重新计算。
    将多波段栅格指定为输入栅格(Python 中的 in_raster)时,将使用所有波段。
要处理一系列来自多波段栅格的波段,请首先用波段合成工具创建由这些特定波段组成的新栅格数据集,并将结果用作输入栅格(Python 中的 in_raster)。
     默认输出格式为地理数据库栅格。如果输出格式指定为 Esri 格网栈,请注意名称不得以数字开头,不得使用空格且长度不能超过九个字符。
当为输入栅格掩膜指定多波段栅格时,将只在运算中使用第一个波段。
       一旦输入栅格(Python 中的 in_raster)和栅格输入栅格掩膜或要素掩膜数据数据(Python 中的 in_mask_data)具有相同的像元大小,且像元对齐,则可将其直接应用于工具中。在工具执行期间,将不会在内部对其进行重采样。
如     果像元大小不同,则输出像元大小将为输入的最大值,而输入栅格(Python 中的 in_raster)将在内部用作捕捉栅格。如果像元大小相同,但像元不对齐,则输入栅格将在内部用作捕捉栅格。在执行提取操作之前,上述任一情况都会触发内部重采样。

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(3)第三步,计算生成每个鱼礁斑块属性表,直接得到每个鱼礁斑块的面积,最小高程、最大高程,并计算得到鱼礁的最大高度和平均高度。

思路是利用ArcGIS的属性提取/区域统计功能,当提取数据时依赖的属性值涵盖栅格影像的全部范围时,即实现了[提取栅格影像的属性表] 功能。需要的操作如下:
1. 需要统计属性的栅格数据
2. 包含整个研究区的矢量/栅格文件,保证其中一条属性在整个研究区保持一致即可(如用“raster to polygon” 后合并要素,或已有的矢量文件)
3. 利用“Zonal statistics as table”可以统计出栅格中像元的均值、最值、和、值域等信息;利用“Tabulate Area”(面积制表)可以按属性分类(记录不可以超过256行)。

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生成的表格,需要和矢量多边形文件进行连接join

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4)第四步,通过GIS的“矢量转栅格”空间分析工具,将每个鱼礁斑块的矢量数据转换为栅格数据,栅格数据网格大小为0.2米,保持与鱼礁斑块数据的一致,高程为每个鱼礁斑块的最小高程。

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5)第五步,基于第二步和第三步结果数据,通过GIS的“挖填方”空间分析工具,计算每个鱼礁斑块的空方量。

      · 通过填挖方工具可基于操作前后两个输入表面创建一个地图,以便显示出由于移除或添加表面材料而发生变化的表面材料的面积和体积。
· 这两个输入栅格表面必须重叠。即必须具有公共原点、相同的像元行数和列数以及相同的像元大小。
· 要获得精确的结果,z 单位应与 x,y 地面单位相同。这样可以确保所生成体积的单位属于有意义的立方单位制(如立方米)。如果二者不同,可使用 z 因子将 z 单位转换为 x,y 单位。例如,如果 x,y 单位是米而 z 单位是英尺,则应指定0.3048 的 z 因子以将英尺转换为米。
或者,使用乘数学工具创建一个表面栅格,在此栅格中,z 值已调整为与地面单位保持一致。
· 输出栅格的属性表可显示出执行填挖操作后表面体积的变化情况。使用正体积差值表示执行过挖操作(移除材料)的填/挖前栅格表面区域。使用负值表示执行过填操作(添加材料)的区域。
· 利用此工具执行填/挖操作时,默认情况下,将使用专用渲染器来高亮显示执行填挖操作的位置。该渲染器将被挖的区域绘制成蓝色,将被填的区域绘制成红色。没有变化的区域将显示为灰色。

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