如何在ArcGIS中利用高程进行坡度分析

高程、坡度和坡向是小班中非常重要的因子，坡度对水土保持规划设计具有决定性的作用，是土地利用规划和治理措施配置首先要考虑的因素。

这里将以“小金县”为例，说明如何利用高程地形数据对坡度进行分析。

在万能地图下载器中，在软件左上方点击“高程”数据类型可以切换到在线高程，在软件的右上方点击“区划”可以选择“中国\四川省\阿坝藏族羌族自治州\小金县”显示行政区划和“下载”按钮，点击“下载”按钮会显示“新建任务”对话框。

在“新建任务”对话框中，必须选择需要下载的高程级别，对于高程而言一般选择第11到15级，这里以第15级为例。

点击“导出设置”按钮会显示“导出设置”对话框，可以为高程设置导出参数。

在“导出设置”对话框中，选择坐标投影为“西安80高斯投影”，勾选“边界范围裁剪”选项并设置背景透明。

完成设置之后，点击“确定”完成导出参数设置。

新建任务后，会自动显示“下载列表”，在下载过程中或下载完成后，都可以查看任务的下载状态和下载结果。

下载完成之后，默认会自动打开下载结果，如下图所示。

启动ArcMap后，点击“添加数据”按钮，在显示的“添加数据”对话框中，点击“连接到文件夹”按钮，可以选择数据所在目录。

在“连接到文件夹”对话框中，选择“D:\SGDownload\小金县\小金县_大图\L15”文件夹，点击“确定”完成后会显示高程数据文件。

选择“小金县.tif”文件后，点击“添加”按钮即可打开高程文件。

小金县的高程文件在ArcMap中打开后，效果如下图所示。

要基于高程数据进行坡度分析，需要在ArcMap开启扩展模块，选择“自定义\扩展模块”菜单可以选择需要开启的扩展模块。

选择“3D Analyst”和“Spatial Analyst”模块，即可开启ArcGIS的3D分析和空间分析功能。

点击“ArcToolbox”按钮，可以打开ArcGIS的GIS分析工具箱。

在“ArcToolbox”中，双击“3D Analyst 工具\栅格表面\坡度”菜单，会显示“坡度”对话框。

在该对话框中，点击“输入栅格”的下拉列表可以选择刚才打开的“小金县.tif”文件，在“输出栅格”中可以设置结果保存路径，这里将结果保存到与原文件同目录中，并命名为“坡度_输出栅格”，点击“确定”按钮开始基于地球的高程数据进行坡度分析。

注意：

在该对话框中，前两项很常规，但Z因子参数需要注意。

如果在下载高程时，没有将“坐标投影”设置为西安80或北京54等平面坐标而是经纬度坐标的话，当输入了栅格后Z因子会弹出警告，这是因为在水平地面单位（度）与高程Z单位（米）之间度量单位不统一的原因。

由于经度的长度随着纬度而变化，因此需要为该纬度指定一个适当的Z因子。如果X、Y单位是十进制而Z单位是米，则一些适用于特殊纬度的适当Z因子参考值，如下表所示：

坡度分析结果如下图所示，如绿色到红色的渐变，坡度越来越大。

那么坡度分析出来了，到底有什么作用呢？

1984年中国农业区划委员会颁发《土地利用现状调查技术规程》对耕地坡度分为五级，即≤2°、2°～6°、6°～15°、15°～25°、>25°等地面坡度，不同级别对耕地利用的影响不同：

≤2°：一般无水土流失现象。

2°～6°：可发生轻度土壤侵蚀,需注意水土保持。

6°～15°：可发生中度水土流失，应采取修筑梯田、等高种植等措施，加强水土保持。

15°～25°：水土流失严重，必须采取工程、生物等综合措施防治水土流失。

>25°：为《水土保持法》规定的开荒限制坡度，即不准开荒种植农作物，已经开垦为耕地的,要逐步退耕还林还草。

坡度分析与国家标准和政策挂钩了，那这分析完的结果意义就十分重大了，这里可以根据上述情况，把坡度分为五级。

在坡度分析结果中单击鼠标，选择“属性”菜单，如下图所示。

在“图层属性”中选择“符合系统”功能项，类别选择“5”，然后点击“分类”按钮设置分类。

这里根据前面提到的耕地坡度等级参数值，将中断值设置为5个等级，如下图所示。

分类参数设置完成之后，点击“确定”按钮，会根据设置参数分析结果。

最后的分析结果，如下图所示。

这里可以非常清楚的看到坡度分析结果，然后结合该地区的高清影像，就可以看出来哪些地方不符合国家的耕地标准，哪些地方应该退耕还林，哪些地方适合作为耕地等。