摘 要 耕地的坡度、坡向、高程是决定耕地质量的重要因素，及时准确地提供坡耕地的分布情况，对于退耕还林工作的规划是很有必要的。本文以arc/info软件为例，着重就如何在地理信息技术条件下，通过建立数字地面模型，进行地形地表 分析 ，解决土地坡度、坡向的分布统计进行讨论。

关键词 arc/info dem（数字地面模型） 土地坡度 面积统计

1、引言

　　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。因此能否为各地、市、县准确提供辖区内各种坡度的土地分布以及土地坡向情况，是能否客观制定该区域农业规划和退耕还林还草计划的关键；然而传统的手工圈绘和主观的'估计'水份太多，实地丈量不但劳民伤财而且精度低下。

　　我区广大的测绘工作者多年来为广西的国民 经济 建设做了大量前期性、基础性的工作，他们测制的1：25万、1：5万、1：1万的基本地形图为解决这一难题提供了物资基础；特别是近年来gis（地理信息系统）技术的 发展 ，使得这些可贵的资料在数字化处理之后日见增值，为准确、快速、低成本地获取地表的各种统计数据提供可靠的依据。

　　广西基础地理信息中心在为区党委、区政府制作的《广西综合区情地理信息系统（9202工程）》之西部大开发专题中，使用美国esri公司生产的gis软件――arc/info软件为东兰、乐业县制作了数字地面模型，进行三维地形表面分析和坡度量算统计，取得了准确客观的成果。WWw.11665.COm

2、 工作流程

　　在arc/info中，管理、组织、存储数据最基本的单位是图层（coverage），一个图层相当于一个专题图，包含了地物的空间位置信息和属性信息。利用arc/info进行土地坡度坡向高程的分布统计的工作流程如下：
1、 利用国土资源调查结果，提取耕地信息，在arc/info中生成耕地图层，给不同耕地分类赋予不同的属性；
2、获取该地区的dem数据（dem即数字高程模型，就是在一个地区范围内，用规则格网点的平面坐标（x,y）及其高程（z）描述地貌形态的数据集）；
3、分别生成坡度分布图层、坡向分布图层和高程带分布图层；
4、将耕地图层与坡度图层、坡向图层、高程带图层分别叠加分析，得到耕地的坡度、坡向、高程属性；
5、进行面积统计，叠加河流、行政区划、道路、居民点等基础地理信息生成专题图。

3、坡度、坡向和高层带分布图生成

　　坡度、坡向、高程带图层利用arc/info的tin模块，由dem（数字高程模型）数据生成。

3.1 dem数据获取：
　　 目前 常用的获取dem 数据的 方法 有两种：
　　用航天、航空遥感影像立体像对提取dem；
　　用现有地形图扫描数字化等高线，获取高程数据生成dem。
　　用航天、航空遥感图像立体像对生成dem，最大的优点是数据更新快，但购买影像费用高；用高程数据生成dem，精度高于立体像对生成的dem，但更新慢，周期长，仅对高程变化不大的地区适用。目前区测绘局具有的南宁市1：1000 dem数据由航空遥感影像立体像对生成；全区1：25万、1：5万dem和部分地区的1：1万dem数据则由高程数据生成。
　　用arc/info 生成dem的方法是：数字化地形图，获取高程数据，包括高程点、等高线、软断线（如边界线等）、硬断线（如河流、山脊、陡崖线等），生成tin（不规则空间三角网，一种描述地形表面的方法），再由tin内插成dem。arc/info软件生成的tin对点、软断线、硬断线有不同的插值处理方法。根据笔者对arc/info和国产软件geotin 的对比试验， arc/info软件生成的tin在更大程度上拟合实际的地型，不足之处是加特征点的过程较为繁杂，生产时间较长。
3.2 坡度图、坡向图、高层带图生成：
　　在arc/info中，坡度、坡向是这样 计算 的：dem上每个格网点的坡度由相邻8个格网点计算而成（图1）。高程的最大变化率即为该部分表面的坡度。坡向为用于计算坡度的那条线的方向。

图1 dem格网点坡度的计算

　　运用tin模块的分析功能可计算坡度、坡向和高程带，使用命令的关键是建立好坡度、坡向、高程带的分级定义查找表（lookup-table）。以坡度查找表为例，根据坡度分类的要求定义如下：

　　degree-slope slope-code 2 1 6 2 15 3 25 4 90 5 对应的坡度分类：(0°~2°)（2°~6°）（6°~15°）（15°~ 25°）（25°以上）

图2为利用dem生成的图形

c="/newspic/200881/1127448440.jpg" width=566 border=0>

坡度查找表字段要严格定义如下：

4、 图层叠加：

gis强大的 分析 任务之一是将独立的特征类型合为一个新的特种类，代表了两个输入要素类的合并后的情况。图层叠加，是将土地利用图与坡度图、坡向图、高层分带图依次叠加，可 研究 它们之间的共同区域。运用overlayevents命令可进行叠加分析。

5、 面积统计：

图层叠加后，根据各种分类条件提取耕地，可得到耕地按坡度、坡向、高程带的分布图，利用arc/info的面积 计算 功能进行面积统计。
精度情况：据清华大学人居环境研究中心党安容等人研究，经国家测绘局验收的1：25万的数字地图（高程精度为25米），在用于分县土地坡度分级计算时，最小误差是0.9%，最大误差为4.9% [1] ，适合省级农业部门制定宏观规划。如果利用即将完成的全区1：5万dem和已经完成的1：1万dem（西江流域），将得到更高的精度，适合县一级及县以下农业部门制定本县、本乡的部门农业规划。
值得注意的是，在坡度较大的地区，平面面积与三维地形表面积相差较大，笔者利用1：25万高程数据生成的dem计算东兰县平面面积为2438 平方公里（国土部门公布的数据：2434平方公里[2]），曲面面积为 3437 平方公里，平面面积与曲面面积相差较大。东兰地处大石山区，山岭绵延，河谷深切，地形起伏较大，利用arc/info的表面积计算功能统计面积应该更为合理。

6、 输出专题图：

对生成的各种分布图按照需要叠加河流、行政区划、道路、居民点等基础地理信息生成专题图输出。笔者在《广西综合区情地理信息系统（9202工程）》之子系统建设中，利用web gis将退耕还林试点县东兰县、乐业县的坡度图制成 网络 电子 地图（图3），可供局域网上浏览和查询。


图3 东兰县1：25万坡度类型图

【 参考 文献 】

1、党安容 毛其智 王晓栋 . 《遥感与地理信息系统在人居环境可持续 发展 研究中的 应用 》. arc/info暨erdas