Übung 8: Erstellen und Verwenden eines Terrain-Datasets

Komplexität: Fortgeschritten Erforderliche Daten: Mit Software installiert Datenpfad: See Kopieren der Lernprogrammdaten Ziel: Erstellen eines Terrain-Datasets mithilfe von LIDAR-Daten

Bei Terrain-Datasets handelt es sich um TIN-basierte Oberflächen mit mehreren Auflösungen. Sie setzen sich aus Messwerten zusammen, die in einer oder mehr Feature-Classes in einer Geodatabase gespeichert sind.

In dieser Übung verwenden Sie Geoverarbeitungswerkzeuge, um Oberflächendaten in eine Geodatabase zu laden, ein Terrain-Dataset zu erstellen und das Terrain in ArcMap und ArcGlobe zu verwenden.

Laden von Oberflächen-Feature-Daten in eine Geodatabase

In diesem Szenario werden LIDAR-Punkte und photogrammetrische Bruchkanten in zwei separaten ASCII-Textdateien gespeicherte. Diese Daten werden verwendet, um das Terrain-Dataset zu erstellen. Dazu müssen Sie sie in Feature-Classes importieren, die sich in einem Feature-Dataset befinden. Das Terrain wird an derselben Position wie die Quelldaten generiert.

Ihnen wird eine File-Geodatabase mit einem Feature-Dataset bereitgestellt. Es enthält zwei Polygon-Feature-Classes: eine für Seen, die andere, um das Untersuchungsgebiet zu umreißen. Als erstes werden die beiden ASCII-Dateien als Feature-Classes in das Feature-Dataset importiert, wobei eine Feature-Class die photogrammetrischen Bruchkanten umreißt, während die andere Feature-Class die LIDAR-Punkte enthält.

Schritte:

1. Klicken Sie zum Starten von ArcCatalog auf Start > Alle Programme > ArcGIS > ArcCatalog 10.

2. Klicken Sie auf Anpassen > Erweiterungen.

   Das Dialogfeld Erweiterungen wird geöffnet.

Überprüfen Sie, ob die Option "3D Analyst" aktiviert ist. Wenn nicht, aktivieren Sie sie, und schließen Sie das Dialogfeld.

3. Navigieren Sie im Kataloginhaltsverzeichnis zum Ordner "Exercise8" und doppelklicken Sie auf "terrain.gdb", um die Geodatabase zu öffnen.
4. Doppelklicken Sie auf das Topographie-Feature-Dataset.

5. Navigieren Sie im Kataloginhaltsverzeichnis zur 3D Analyst-Toolbox, indem Sie Toolboxes > System Toolboxes > 3D Analyst Tools erweitern.
Klicken Sie auf das Pluszeichen neben dem Namen, um eine Toolbox zu erweitern. Sie wird erweitert und zeigt den Inhalt der Toolbox an.
6. Erweitern Sie erst das Toolset Konvertierung, dann das Werkzeug Aus Datei und doppelklicken Sie auf das Werkzeug 3D-ASCII zu Feature-Class.
Das Dialogfeld des Geoverarbeitungswerkzeugs 3D-ASCII zu Feature-Class wird geöffnet.


Danach konvertieren Sie die ASCII-Punkte aus einer einfachen Textdatei im XYZ-Format in eine Multipoint-Feature-Class. Diese Punkte definieren nur Oberflächengeometrie, und die Attribute enthalten nur X-, Y- und Z-Werte. Eine Multipoint-Feature-Class speichert einen Punkt pro Linie, und die Koordinaten werden durch Leerzeichen getrennt. Da mit diesen Punkten keinerlei Attributierung verknüpft ist, wäre es uneffizient, jedem der Punkte eine Database-Zeile zuzuordnen. Stattdessen kombinieren Sie sie in Multipoints. Ein Multipoint kann pro Shape oder Zeile viele Punkte speichern. Dies spart Speicherplatz und verbessert die Lese-/Schreib-Performance.

7. Stellen Sie im Werkzeug 3D-ASCII zu Feature-Class sicher, dass die Dropdown-Liste Suchen nach auf "Dateien" festgelegt ist.
8. Klicken Sie auf die Schaltfläche Durchsuchen neben dem Feld Eingabe, navigieren Sie zum Ordner "Exercise8" und wählen Sie die Datei "masspoints.xyz" als Eingabe aus.

9. Stellen Sie sicher, dass das Eingabedateiformat auf "XYZ" festgelegt ist.
10. Klicken Sie auf die Schaltfläche Durchsuchen für die Ausgabe-Feature-Class, und navigieren Sie zum Topographie-Feature-Dataset.
Nennen Sie die Ausgabe-Feature-Class "topo_mass_points", und speichern Sie sie im Topographie-Feature-Dataset.
11. Sofern nicht bereits erfolgt, legen Sie den Typ der Ausgabe-Feature-Class auf MULTIPOINT fest.
12. Klicken Sie in das Textfeld für den Durchschnittl. Punktabstand, und legen Sie den Wert auf 10 fest.
Der Punktabstand stellt die durchschnittliche Entfernung zwischen den Messpunkten dar. Dieser wird auch als "Nennpunktabstand" bezeichnet. Er wird in den XY-Einheiten der Daten angegeben.
Die Option "Durchschnittl. Punktabstand" ist nur verfügbar, wenn der Parametertyp der Ausgabe-Feature-Class auf MULTIPOINT festgelegt wird. Dies erleichtert die Cluster-Bildung von Punkten, damit jeder ausgegebene Multipoint von Punkten abgeleitet wird, die relativ nah beieinander liegen.
13. Übernehmen Sie alle anderen Standardwerte, und klicken Sie auf OK, um das Geoverarbeitungswerkzeug auszuführen.
Im nächsten Schritt verwenden Sie das Werkzeug 3D-ASCII zu Feature-Class erneut, um die ASCII-Bruchkantendaten zu importieren.
Bruchkanten sind lineare Features, z. B. Straßen und Gewässeruferlinien, die auf der Oberfläche dargestellt werden müssen. Die Bruchkanten werden im Format 3D GENERATE bereitgestellt. Dies ist ein ASCII-Format ähnlich XYZ, aber für Linien- und Polygondaten besser geeignet.
Eine ausführliche Beschreibung des GENERATE-Formats finden Sie in der Desktop-Hilfe. Sie finden diesen Abschnitt, indem Sie auf den Link für "Weitere Informationen" am oberen Rand der Hilfeseite für das Werkzeug "3D-ASCII zu Feature-Class" klicken.
14. Doppelklicken Sie auf das Werkzeug 3D-ASCII zu Feature-Class, um das Geoverarbeitungswerkzeug zu öffnen.
15. Stellen Sie sicher, dass die Dropdown-Liste Suchen nach auf "Dateien" festgelegt ist.
16. Klicken Sie auf die Schaltfläche Durchsuchen und wählen Sie die Datei "breaklines.lin" als Eingabe aus.
17. Legen Sie das Eingabedateiformat auf GENERATE fest.

18. Klicken Sie auf die Schaltfläche Durchsuchen für die Ausgabe-Feature-Class, und navigieren Sie zum Topographie-Feature-Dataset. Nennen Sie die Ausgabe-Feature-Class "topo_break_lines".
19. Legen Sie den Typ der Ausgabe-Feature-Class auf POLYLINE fest.
20. Klicken Sie auf OK, um das Geoverarbeitungswerkzeug zu starten.
Sie zeigen nun eine Vorschau an, um zu bestätigen, dass die Bruchkanten ordnungsgemäß erstellt wurden.
21. Klicken Sie, um die Feature-Class "topo_break_lines" im Kataloginhaltsverzeichnis auszuwählen.
22. Klicken Sie auf die Registerkarte Vorschau, um die Bruchkantendaten anzuzeigen.

23. Stellen Sie sicher, dass der Typ Vorschau auf "Geographie" festgelegt ist. Die Vorschau sollte den angezeigten Bruchkantendaten im Bild oben ähneln.

Jetzt haben Sie die Massenpunkte und Bruchkanten geladen, aus denen ein Terrain-Dataset erstellt wird. Die LIDAR-Punkte wurden im XYZ-Format und die photogrammetrischen Linien im 3D GENERATE-Format bereitgestellt. Beides sind ASCII-Formate für einfache 3D-Daten und werden mit demselben Werkzeug, 3D-ASCII zu Feature-Class, gelesen.

Hinweis:

• Wenn Sie eine große Sammlung von LIDAR-Punkten verarbeiten müssen, ist es empfehlenswert, das LAS-Format statt des XYZ-Formats zu verwenden. Das LAS-Format ist ein Industriestandard für LIDAR-Daten. Es ist effizienter, da es binär ist. Zudem werden in diesem Format mehr Informationen zu den Daten in der Datei gespeichert.
• Für den Import von LAS-Formaten steht ein eigenes Werkzeug bereit, LAS zu Multipoint, das sich im gleichen Toolset wie das Werkzeug 3D-ASCII zu Feature-Class befindet.

Erstellen eines Terrain-Datasets aus Features

Als nächstes verwenden Sie den Assistenten Neues Terrain in ArcCatalog, um ein Terrain-Dataset zu definieren und zu erstellen.

Schritte:

1. Klicken Sie in ArcCatalog mit der rechten Maustaste auf das Topographie-Dataset, zeigen Sie auf Neu und wählen Sie dann aus dem Kontextmenü Terrain aus.

Terrains sind in Feature-Datasets enthalten. Terrains und die Feature-Classes, die verwendet wurden, um sie zu erstellen, müssen an derselben Position gespeichert sein. Durch die Verwendung eines Feature-Datasets als Container wird sichergestellt, dass alle Daten, die für die Erstellung eines Terrains verwendet wurden, denselben Raumbezug enthalten. In einer SDE-Datenbank werden Daten auch auf organisatorischer Ebene als für die Bearbeitung versioniert registriert.
2. Übernehmen Sie für das Terrain-Dataset den Standardnamen im Textfeld Neues Terrain.
3. Klicken Sie auf Alle auswählen, um alle Feature-Classes auszuwählen, die im Feature-Dataset enthalten sind.

4. Legen Sie Ungefährer Punktabstand auf "10" fest.
5. Klicken Sie auf Weiter.
Legen Sie als nächstes fest, wie jede einzelne Feature-Classes zum Terrain-Dataset beitragen soll.
6. Klicken Sie auf die Schaltfläche Erweitert, um die Liste der Spalten zu erweitern.

7. Legen Sie den Oberflächen-Feature-Typ (SFType) für die Feature-Class "topo_water_poly" auf Harte Bruchkante fest.
Die Features der Feature-Class "topo_water_poly" sollten als harte Bruchkanten in die Oberfläche integriert werden.


Da die Massenpunkte und die Bruchkanten Z-Werte haben, die verwendet werden, um die Terrainoberfläche zu definieren, wird für sie die Höhenquelle auf "Shape" festgelegt. Dies bedeutet, dass "Z" von der Shape-Geometrie kommt.

Die Feature-Class "topo_clip_poly" enthält ein 2D-Polygon. Es definiert die horizontale Ausdehnung der Oberfläche und minimiert Interpolationsartefakte um den Oberflächenumfang.

Die Clip-Polygone funktionieren am besten, wenn sie kleiner sind als die Ausdehnung der Daten, die verwendet werden, um Z-Werte bereitzustellen. Die Wasser-Polygone werden von einer 2D-Geometrie dargestellt, verfügen aber über das Höhenattribut SPOT. Jedes Polygon kann eine eigene Höhe haben, allerdings ist diese Höhe konstant. Für Seen stellt dies kein Problem dar, da sie flach sind. Mit diesen Daten finden innerhalb der Seegrenzen keine Messungen statt, die den SPOT-Werten widersprechen könnten. Deshalb können Sie die Grenzen als Bruchkanten hinzufügen. Andernfalls würden sie als Ersatz-Polygone hinzugefügt werden, um sicherzustellen, dass ihre Flächen eingeebnet werden.

Alles außer den Bruchkanten wird für die Übersichtsdarstellung des Terrains verwendet. Die Übersicht ist eine allgemeine Darstellung des Terrains ähnlich einer vektorbasierten Miniaturansicht. Die Bruchkanten sind für die Übersicht zu detailliert, aber alle anderen Informationen werden benötigt, um eine optisch angemessene Übersicht zu erzeugen.

8. Klicken Sie auf Weiter, um den Pyramidentyp für das Terrain zu bestimmen.

Bestimmen des Pyramidentyps für das Terrain-Dataset

Terrainpyramiden werden verwendet, um Oberflächen mit mehreren Auflösungen zu erstellen. Konzeptionell gesehen ähneln sie Raster-Pyramiden (gröbere Pyramiden werden für Anzeigen in kleineren Maßstäben verwendet, um die Darstellungs-Performance zu erhöhen), aber es gibt dennoch Unterschiede. Der größte Unterschied besteht darin, dass sie auf Grundlage von vektorbasierten Messungen erstellt werden und sowohl zur Analyse als auch zur Darstellung verwendet werden können.

Zwei Pyramidentypen können zum Berechnen von Terrain-Datasets verwendet werden: "Z-Toleranz" oder "Kachelung".

Bei der Erstellung von Pyramiden mit Z-Toleranz werden bestimmte Punkte herausgefiltert, um Oberflächen zu erzeugen, die sich innerhalb einer ungefähren vertikalen Genauigkeit relativ zu den Daten mit voller Auflösung befinden.

Der Pyramidentyp "Kachelung" dünnt Punktdaten für jede Pyramidenebene aus, indem die Daten auf gleich große Flächen (Kacheln) aufgeteilt und lediglich ein oder zwei Punkte aus jedem Bereich als Stellvertreter ausgewählt werden. Die Auswahl basiert auf einem der folgenden Kriterien: Minimum, Maximum, Mittelwert oder sowohl das Minimum als auch das Maximum des Z-Wertes.

Schritte:

1. Klicken Sie auf das Optionsfeld neben dem Pyramidentyp für Z-Toleranz.

Der Pyramidentyp mit Z-Toleranz wird durch zwei Faktoren definiert: Z-Toleranz und Bezugsmaßstab.
Die Toleranz einer Pyramidenebene spiegelt deren durchschnittliche vertikale Genauigkeit relativ zur vollen Auflösung der Daten wider. Der Bezugsmaßstab einer Pyramidenebene definiert den Anzeigemaßstab, bei dem er aktiv wird.
2. Klicken Sie auf Weiter, um die Pyramidenebenen für das Terrain festzulegen.
3. Klicken Sie viermal auf Hinzufügen. Dadurch wird die Tabelle aufgefüllt, damit Sie die Eigenschaften anpassen können.
4. Setzen Sie die Werte für Z-Toleranz und Maximalmaßstab manuell zurück, indem Sie auf die Werte in jeder Spalte klicken. Verwenden Sie die in der folgenden Grafik angegebenen Werte.


Unter Anwendung dieser Einstellungen werden in Karten mit einem Maßstab von bis zu 1:2.500 die Daten mit voller Auflösung verwendet. Zwischen den Anzeigemaßstäben 1:2.500 und 1:10.000 werden nur die Daten verwendet, die erforderlich sind, um eine annähernde vertikale Toleranz von 1,0 relativ zur vollen Auflösung der Daten zu erreichen. Zwischen 1:10.000 und 1:25.000 wird eine Toleranz von 2.5 verwendet. Zwischen 1:25.000 und 1:50.000 wird eine Toleranz von 5 verwendet. Für kleinere Maßstäbe wird eine Toleranz von "10" verwendet.

Toleranzen und Maßstäbe, mit denen eine Terrainpyramide definiert wird, müssen auf Grundlage der Anwendungsanforderungen spezifiziert werden. Ein Ansatz hierfür ist das Imitieren der Genauigkeitsanforderungen einer Konturlinienkartenreihe. Eine allgemein gültige Regel ist, dass Konturlinien bis auf die Hälfte ihres Intervalls genau sein sollten. Wenn beispielsweise eine Maßstabskarte von 1:24.000 innerhalb des Untersuchungsgebiets ein Konturlinienintervall von 5 Fuß verwendet, sollte die vertikale Genauigkeit 2,5 Einheiten RMSE betragen. Erstellen Sie die Pyramide auf Grundlage der Maßstäbe und Konturlinienintervalle, die für eine Kartenreihe für das Terrain geeignet sind.

Während Bruchkantenstützpunkte in allen Pyramidenebenen dort verwendet werden, wo sie benötigt werden, kann die tatsächliche Linienumsetzung eingeschränkt werden, um in einer Teilmenge dieser Ebenen aufzutreten. Straßenränder müssen beispielsweise nicht als Dreieckskanten in einem Terrain mit Maßstäben kleiner als 1:24.000 umgesetzt werden. Sie steuern die Umsetzung über das Dialogfeld "Pyramiden-Auflösungsgrenzen".

5. Klicken Sie auf die Schaltfläche Einstellungen für Auflösungsgrenzen, um das Dialogfeld Pyramiden-Auflösungsgrenzen zu öffnen.
6. Legen Sie die Max. Z-Toleranz für die Feature-Class "topo_break_lines" auf "1" fest. Übernehmen Sie alle anderen Standardwerte.

Im Dialogfeld Pyramiden-Auflösungsgrenzen geben Z-Toleranzen an, in welchen Pyramidenebenen die Umsetzung stattfinden soll. Mithilfe der gegebenen Werte werden die Bruchkanten für die Pyramidenebenen mit den Z-Toleranzen > = 0 und < = 1,0 umgesetzt. Dies führt dazu, dass die Bruchkanten nur bei Maßstäben größer als 1:10.000 umgesetzt werden. Wasser- und Clip-Polygone werden in allen Maßstäben umgesetzt. Dadurch wird sichergestellt, dass die Datengrenze immer richtig ist und Gewässer flach bleiben.
7. Klicken Sie auf OK, um das Dialogfeld Pyramiden-Auflösungsgrenzen zu schließen.
8. Klicken Sie auf Weiter, um zur Zusammenfassung zu wechseln.
Überprüfen Sie die Einstellungen.
9. Klicken Sie auf Fertig stellen.

10. An dieser Stelle werden Sie gefragt, ob Sie das Terrain erstellen möchten. Klicken Sie auf Ja, um den Erstellungsprozess für das Terrain zu starten.

Sobald der Erstellungsprozess für das Terrain abgeschlossen ist, wird das neue Terrain dem Kataloginhaltsverzeichnis im Feature-Dataset hinzugefügt. Klicken Sie mit der rechten Maustaste auf das neue Terrain-Dataset, um dessen Eigenschaften anzuzeigen. Sie können das Terrain-Dataset in ArcCatalog in einer Vorschau anzeigen.

Anzeigen eines Terrains in ArcMap

Jetzt da Sie ein Terrain-Dataset erstellt haben, kann es als Layer in ArcMap hinzugefügt und verwendet werden, um weitere Visualisierungen und Analysen durchzuführen. Sie können es im Inhaltsverzeichnis ein- und ausblenden. Zudem verfügt es über ein Dialogfeld mit Layer-Eigenschaften zum Steuern der Anzeigeparameter. Die Registerkarte Symbologie der Layer-Eigenschaften ist mit der Registerkarte von TIN-Layern identisch.

Schritte:

1. Klicken in ArcCatalog auf die Schaltfläche ArcMap starten auf der Werkzeugleiste Standard, um die Anwendung zu starten.
2. Klicken im Dialogfeld ArcMap - Erste Schritte auf Durchsuchen und legen Sie den Standard-Geodatabase-Pfad auf D:\3DAnalyst\3D_Default.gdb. fest.
Diese Position wird für räumliche Ausgabedaten verwendet, die in den Lernprogrammübungen generiert werden.
3. Klicken Sie auf OK, um das Dialogfeld Erste Schritte zu schließen.
Sobald ArcMap geöffnet ist, können Sie ArcCatalog schließen.
4. Klicken Sie auf die Registerkarte Katalog, um das Fenster Katalog zu öffnen, navigieren Sie im Ordner "Exercise8" zu "topography_Terrain", ziehen Sie es in die Kartenansicht und lassen Sie dann die Maustaste los.

Das Terrain wird in der Kartenansicht gezeichnet, und der Topografie-Layer wird automatisch dem Inhaltsverzeichnis hinzugefügt.

Das Terrain ruft Messungen aus der Datenbank für die mit dem aktuellen Anzeigemaßstab verknüpfte Pyramidenebene ab. Die Messungen werden on-the-fly trianguliert und auf dem Bildschirm dargestellt. Beim Wechsel von gröberen Pyramidenebenen zu detaillierteren Ebenen werden nur die zusätzlichen Messungen abgerufen und der Triangulation hinzugefügt, die benötigt werden, um zur detaillierteren Pyramidenebene zu wechseln.
5. Vergrößern auf der Anzeige.

Beachten Sie, wie die vertikale, mit der aktuellen Anzeige verknüpfte Toleranz im Inhaltsverzeichnis der Karte aufgeführt wird.

6. Vergrößern Sie den Layer vollständig, indem Sie auf die Schaltfläche Volle Ausdehnung auf der Werkzeugleiste Werkzeuge klicken.
Beachten Sie, dass das "Übersichts-Terrain" im Inhaltsverzeichnis aufgeführt ist.
Die Terrain-Übersicht ist die gröbste Darstellung des Terrains. Es ist gröber als die unterste Ebene der Detailpyramide (Detaillierungsebene), die angegeben wurde, als das Terrain definiert wurde.
Standardmäßig wird die Übersicht verwendet, wenn der Layer in voller Größe oder mehr angezeigt wird. Dies beschleunigt das Rendering. Die Verwendung der Übersichtsdarstellung kann auf der Registerkarte Anzeige im Dialogfeld Layer-Eigenschaften des Terrains aktiviert oder deaktiviert werden. Auf dieser Registerkarte können Sie auch eine Punktgrenze verwenden.
Durch die Verwendung einer Punktgrenze reduziert der Terrain-Layer seine Anzeigeauflösung, wenn für die aktuelle Umgebung (Anzeigeausdehnung, Maßstab und Pyramidendefinition) zu viele Messpunkte erforderlich wären. Dadurch bleibt die Darstellungs-Performance erhalten, wird der ursprünglichen Pyramidenanzeigedefinition des Terrains jedoch nicht immer gerecht. Wenn die Auflösung reduziert wurde, wird neben dem Namen des Terrain-Layers ein Sternchen angezeigt.
7. Doppelklicken Sie auf den Terrain-Layer, um das Dialogfeld Layer-Eigenschaften zu öffnen, und klicken Sie auf die Registerkarte Anzeige.
8. Ändern Sie die Punktgrenze von 800000 in 125000, und klicken Sie auf OK, um das Dialogfeld Layer-Eigenschaften zu schließen.

9. Vergrößern, verkleinern und schwenken Sie die Anzeige von der Kartenansicht aus.
Die Anzeige sollte gleichbleibend schnell sein, da der Layer anpasst, welche Pyramidenebenen verwendet werden, um die Punktanzahl unter der 125000-Grenze zu halten.

Verwenden der interaktiven Oberflächenanalysewerkzeuge in ArcMap

Im Folgenden verwenden Sie die interaktiven 3D-Werkzeuge, um eine Oberflächenanalyse durchzuführen.

Schritte:

1. Stellen Sie sicher, dass die Erweiterung 3D Analyst in ArcMap aktiviert ist, indem Sie erst auf Anpassen und dann auf Erweiterungen klicken.
2. Klicken Sie auf Anpassen und dann auf Werkzeugleisten, um die Werkzeugleiste 3D Analyst hinzuzufügen, sofern sie noch nicht angezeigt wird. Das Terrain wird in der Liste Layer auf der Werkzeugleiste angezeigt.


Sofern Sie nicht ausreichend vergrößern, sind die Werkzeuge auf der Werkzeugleiste deaktiviert. Standardmäßig sind sie nur dann aktiviert, wenn das Terrain bei vollständiger Auflösung angezeigt wird. Je nach dem, wie die Pyramide des Terrains definiert wurde, tritt dies bei Anzeigemaßstäben von 1:2.500 oder größer auf.

Sie können die Werkzeuge bei geringeren Detaillierungsebenen aktivieren, indem Sie das Dialogfeld Eigenschaften des Terrains öffnen und auf die Registerkarte Analyse klicken. Wenn Sie die Werkzeuge bei Detaillierungsebenen niedriger als die volle Auflösung aktivieren, wird auch die Genauigkeit verringert. Interaktive Werkzeuge operieren immer bei der aktuellen Anzeigeauflösung. Dies ist nützlich, wenn das Terrain mit voller Auflösung für die Anforderungen der Analyse überreferenziert ist.

3. Doppelklicken Sie auf den Terrain-Layer, um das Dialogfeld Layer-Eigenschaften zu öffnen, und klicken Sie auf die Registerkarte Analyse.
4. Legen Sie den Auflösungsschwellenwert für die Werkzeuge in 3D Analyst auf 1,000000 im Dropdown-Menü fest.

5. Klicken Sie auf OK.
6. Vergrößern Des Terrains, bis der Anzeigemaßstab größer als 1:10.000 ist.

Die interaktiven Werkzeuge auf der Werkzeugleiste 3D Analyst sollten jetzt aktiviert sein.
Im Folgenden führen Sie eine Sichtlinienanalyse auf der Oberfläche durch.
7. Klicken Sie auf die Schaltfläche Sichtlinie erstellen hinzugefügt werden.
8. Legen Sie den Versatz der Beobachterposition auf 5 und den Zielversatz auf 2 fest.

Die Sichtlinie wird berechnet, um anzuzeigen, was aus der Perspektive eines fünf Meter hohen Betrachtungspunkts sichtbar ist, der auf ein zwei Meter hohes Ziel gerichtet ist.
9. Klicken Sie im linken oberen Teil des Terrains (der Beobachterpunkt) auf die Südneigung des Berges, ziehen Sie die Linie in den rechten unteren Teil, und lassen Sie dann die Maustaste (den Zielpunkt) los.

Die Sichtlinie wurde berechnet. Die grünen Segmente zeigen Flächen an, die vom Beobachterpunkt aus sichtbar sind. Die roten Segmente können vom Beobachter nicht eingesehen werden.
10. Klicken Sie auf das "X" in der rechten oberen Ecke, um das Dialogfeld Sichtlinie zu schließen, und drücken Sie die Taste ENTF, um die Grafik aus der Ansicht zu löschen.

Im Folgenden interpolieren Sie eine 3D-Linie auf der Oberfläche.
11. Klicken Sie auf die Schaltfläche Linie interpolieren hinzugefügt werden.
12. Digitalisieren Sie den ersten Punkt im linken Mittelpunkt der Ansicht, ziehen Sie die Linie in die rechte obere Ecke, um den zweiten Punkt zu erstellen, und ziehen Sie sie dann in die rechte untere Ecke. Um den letzten Punkt zu erstellen und das Digitalisieren zu beenden, doppelklicken Sie mit der Maus.
Die resultierende grafische Linie wird automatisch ausgewählt.
Eine ausgewählte 3D-Polylinie aktiviert das Werkzeug Profildiagramm erstellen.

Es wird ein Profil an einer Zeile mit zwei Segmenten erstellt.
13. Klicken Sie auf die Schaltfläche Profildiagramm um die 3D-Linie graphisch darzustellen.
Das Profildiagramm wird erstellt.

14. Klicken Sie auf das "X" in der rechten oberen Ecke, um das Dialogfeld Profildiagramm-Titel zu schließen, und drücken Sie die Taste ENTF, um die Grafik aus der Ansicht zu löschen.

Rastern eines Terrains mithilfe eines Geoverarbeitungswerkzeugs

Terrain-Datasets können auf Grundlage jeder Ausdehnung, Zellengröße und vertikalen Toleranz gerastert werden. Sie können zwischen linearen und natürlichen Nachbarinterpolatoren wählen. Eine Interpolationsmethode des Typs "Natürliche Nachbarn" führt im Allgemeinen zu höherwertigen Ergebnissen, allerdings auf Kosten der Verarbeitungszeit. Das Rastern wird mit dem Geoverarbeitungswerkzeug Terrain zu Raster ausgeführt.

Schritte:

1. Erweitern Sie im Fenster Katalog die Toolboxes, klicken Sie auf System Toolboxes und dann auf die Toolbox 3D Analyst Tools.
2. Navigieren Sie zum Toolset Konvertierung, dann zu den Werkzeugen Von Terrain und doppelklicken Sie auf das Geoverarbeitungswerkzeug Terrain zu Raster.

3. Wählen Sie in der Dropdown-Liste Eingabe-Terrain "topography_Terrain" aus.
4. Legen Sie die anderen Werte entsprechend der Grafik unten fest.
Geben Sie CELLSIZE 10 in der Dropdown-Liste Abtastschrittweite ein.

5. Klicken Sie auf OK, um das Geoverarbeitungswerkzeug zu starten
Indem der Ausgabe-Datentyp FLOAT beibehalten wird, wird auch die vertikale Genauigkeit beibehalten.
Wenn die Interpolationsmethode in NATURAL_NEIGHBORS geändert wird, fällt zwar die Verarbeitungszeit etwas länger aus als bei Methode LINEAR, aber die Anzeige wird insgesamt (außer im Bereich der harten Bruchkanten, an denen scharfe Unregelmäßigkeiten erwünscht sind) glatter dargestellt.
Indem Sie eine genaue Abtastschrittweite festlegen, kennen Sie auch die Größe der Ausgabe-Zelle.
Da dieses Terrain-Dataset mit einem Pyramidentyp mit Z-Toleranz erstellt wurde, stellt die Pyramidenauflösung die Z-Toleranz der gewünschten Pyramidenebene dar. In diesem Terrain sind die Bruchkanten bei einer Pyramidenebene mit einer Auflösung von 1,0 aktiviert.
Diese Oberfläche wird relativ zu den Daten mit voller Auflösung generalisiert, allerdings nicht viel, und dieser Prozess wird schneller ausgeführt, da es eine optimierte Version der Daten verwendet.
6. Klicken Sie auf Volle Ausdehnung sobald das Geoverarbeitungswerkzeug die Ergebnisse vollständig anzeigt. Deaktivieren Sie die Layer "topography_Terrain".

Generieren einer Schummerung mit einem Geoverarbeitungswerkzeug

Erstellen Sie ein Schummerungsbild, um die Morphologie der abgeleiteten Raster-Oberfläche anzuzeigen. Eine Schummerungsdarstellung einer Oberfläche kann die Visualisierung einer Oberfläche für die Analyse oder die grafische Anzeige stark verbessern, insbesondere dann, wenn die Transparenz-Einstellungen verwendet werden.

Schritte:

1. Erweitern Sie im Fenster Katalog die Toolboxes, klicken Sie auf System-Toolboxes und dann auf die Toolbox 3D Analyst Tools.
2. Navigieren Sie zum Toolset Raster-Oberfläche, und doppelklicken Sie auf das Werkzeug Schummerung.

3. Wählen Sie in der Dropdown-Liste das Eingabe-Raster "terrain_grd" aus.
4. Bestätigen Sie, dass alle anderen Werte der Grafik unten entsprechen.

5. Klicken Sie auf OK, um das Werkzeug auszuführen und den resultierenden Schummerungs-Layer zu untersuchen.

Verwenden eines Terrains als Höhen-Layer in ArcGlobe

Terrain-Datasets können in ArcGlobe entweder als Höhen- oder als drapierte Layer verwendet werden und spielen eine wichtige Rolle bei der Definition der Globusoberfläche.

Schritte:

1. Klicken in ArcMap auf die Schaltfläche ArcGlobe starten auf der Werkzeugleiste 3D Analyst, um die Anwendung zu starten.
2. Stellen Sie im Fenster ArcGlobe - Erste Schritte sicher, dass der Standard-Geodatabase-Pfad auf D:\3DAnalyst\3D_Default.gdb. festgelegt ist.
Diese Position wird für räumliche Ausgabedaten verwendet, die in den Lernprogrammübungen generiert werden.
3. Klicken Sie auf OK, um das Dialogfeld Erste Schritte zu schließen.
ArcGlobe wird gestartet.
4. Schließen Sie ArcMap. Es wird für die restliche Übung nicht mehr benötigt.
5. Navigieren Sie vom Fenster Katalog zu "topography_Terrain" im Ordner "Exercise8", ziehen Sie es in die 3D-Ansicht von ArcGlobe, und lassen Sie dann die Maustaste los.

6. Schließen Sie das Meldungsfeld Warnung zu geographischen Koordinatensystemen, sofern dieses angezeigt wird.
Die Daten werden auf die aktuell in ArcGlobe eingestellten geographischen Koordinatensysteme projiziert.

Das Terrain-Dataset wird dem Inhaltsverzeichnis von ArcGlobe automatisch als Höhenquelle hinzugefügt. Es ist nicht sichtbar, wenn es als Höhenoberfläche verwendet wird, auf der zusätzliche Oberflächen drapiert werden.
7. Navigieren Sie im Fenster Katalog zu "3D_Default.gdb", und klicken Sie auf die Geodatabase.
8. Wählen Sie im Fenster unter der Strukturansicht des Katalogs den Inhalt der Geodatabase aus, indem Sie die UMSCHALTTASTE gedrückt halten. Auswählen von "HillSha_terr1" und "terrain_grd".
9. Ziehen Sie beide ausgewählten Layer in die 3D-Ansicht von ArcGlobe, und lassen Sie dann den Zeiger los.

10. Für "terrain_grd" wird das Dialogfeld Assistent "Daten hinzufügen" angezeigt. Klicken Sie auf Fertig stellen, um das gerasterte Terrain als Bildquelle zu verwenden.

11. Es wird möglicherweise ein Dialogfeld angezeigt, das die zu erstellenden Raster-Pyramiden abfragt. Klicken Sie auf Ja.

12. Für "HillSha_terr1" wird das Dialogfeld Assistent "Daten hinzufügen" angezeigt. Klicken Sie auf Fertig stellen, um das Schummerungs-Raster als Bildquelle zu verwenden.

Schließen Sie das Meldungsfeld Warnung zu geographischen Koordinatensystemen, sofern dieses angezeigt wird.

Das Schummerungs-Raster und der gerasterte Terrain-Layer werden dem Inhaltsverzeichnis automatisch als drapierte Layer hinzugefügt.
13. Klicken und ziehen Sie den Imagery-Layer so lange, bis hinter der Schummerung eine schwarze Linie angezeigt wird, die die neue Position angibt. Lassen Sie die Maus los, sobald diese Linie angezeigt wird.

14. Klicken Sie mit der rechten Maustaste auf das gerasterte Terrain, und wählen Sie Eigenschaften aus.

15. Klicken Sie auf die Registerkarte Symbologie.
Symbolisieren Sie das gerasterte Terrain mithilfe eines geeigneten Höhenfarbverlaufs.

16. Klicken Sie auf die Registerkarte Anzeige.
17. Weisen Sie eine Transparenzeinstellung von 50 % zu.

18. Klicken Sie auf OK, um das Dialogfeld Layer-Eigenschaften zu schließen.
19. Vergrößern Sie das gerasterte Terrain, und navigieren Sie in der Anzeige umher.

Das Schummerungs-Raster kann durch das gerasterte Terrain mit dieser Transparenzeinstellung gesehen werden und zeigt die morphologische 3D-Oberfläche des Terrain-Datasets an.

Optimieren der Anzeigeeinstellungen in ArcGlobe

Eine Anzeige hoher Qualität können Sie auf verschiedenen Wegen erhalten. Wechseln Sie zur Registerkarte Cache im Dialogfeld Layer-Eigenschaften des Terrains, und deaktivieren Sie die Option zum Komprimieren auf 16 Bits. Dadurch erscheint die Oberflächengeometrie nicht mehr abgestuft, wenn sie stark vergrößert wird.

Sie können beide drapierte Layer auch so einstellen, dass sie bilineare Renderer verwenden. Diese zeichnen ein glatteres Bild. Das Schummerungs-Raster sollte zudem keine Streckung verwenden. Die Standardeinstellung zur Verwendung von Standardabweichungen ist für diese Daten nicht geeignet.

Als Alternative zum Anzeigen von drapierten Rastern, die vom Terrain-Dataset abgeleitet wurden, können Sie das Terrain auch direkt als drapierten Layer hinzufügen.

Klicken Sie hierzu mit der rechten Maustaste auf Globe-Layer im Inhaltsverzeichnis, zeigen Sie auf Daten hinzufügen, klicken Sie auf Drapierte Daten hinzufügen, und schließen Sie dann das Terrain.

In dieser Übung wurden verschiedene Konzepte zu Terrain-Datasets eingeführt. Mithilfe von Geoverarbeitungswerkzeugen haben Sie LIDAR-Punkte und photogrammetrische Bruchkanten in Feature-Classes geladen, die in einem Feature-Dataset enthalten waren. Nachdem einem Feature-Dataset Oberflächendaten hinzugefügt wurden, haben Sie mithilfe des Assistenten "Terrain" in ArcCatalog ein Terrain-Dataset erstellt. Anschließend haben Sie in ArcMap und ArcGlobe eine Analyse auf der Terrainoberfläche durchgeführt.