练习 3：使土壤污染和甲状腺癌患病比率之间的关系形象化

复杂程度： 入门级 数据要求： 随软件安装 数据路径： See Copying the tutorial data 目标： 使用 ArcScene 和地理处理工具比较基于点数据创建的两个表面

1986 年，乌克兰的切尔诺贝利核电站发生灾难性泄露事故，事故发生后大量放射性降尘落入白俄罗斯。从那时起，科学家便开始研究此次事故所导致的后果。其中一种可作探究数据之用的工具即为 3D 可视化工具。在本练习中，您将根据从白俄罗斯搜集来的点数据创建两个表面。一组点数据中包含对于土壤 CS137 浓度的测量值。CS137 是此次事故中释放的若干种放射性同位素之一。另一组点数据将显示患甲状腺癌的比率，该数据按地区进行统计，并且采样点位于地区中心附近。

CS137 污染和甲状腺癌相关数据均由国际萨哈罗夫环境大学提供。

查看点数据

首先，请打开切尔诺贝利场景查看点数据。

步骤：
  1. 单击开始 > 所有程序 > ArcGIS > ArcScene 10 启动 ArcScene。
  2. 在“ArcScene - 启动”对话框中，单击现有 Scene --> 浏览更多。
    3. 如果在之前的练习中已打开 ArcScene，则此时只需单击文件，然后单击打开即可。
    打开练习 3 的 scene 文档
  3. 导航至“练习 3”，然后单击 Chernobyl ArcScene 文档。
    4. 打开 Chernobyl.sxd
  4. 单击打开。

    CS137 土壤的测量值将显示为小点状符号，而污染的强度将以分级色带显示。该地区中患甲状腺癌的比率将使用另外一种色带以较大的符号表示。

创建 3D 点要素

土壤 CS137 样本是具有某些属性的 2D 点。在 3D 模式下查看 2D 点的一种方法是设定拉伸表达式或基本高度。您还可以将 z 值合并到要素几何中，这样便可以在 3D 模式下直接查看，而无需设置距离表面的基本高度或属性。

本练习需要使用 3D Analyst 地理处理工具，因此请确保启用 3D Analyst 扩展模块以便访问整套可用的工具。使用“搜索”窗口可通过名称或功能关键字快速搜索各个工具。

步骤：
  1. 在 ArcScene 窗口的右侧，将光标移动到搜索选项卡上或单击搜索选项卡使“搜索”窗口呈可见状态。
  2. 单击搜索 窗口中的工具设置搜索过滤器。
  3. 单击搜索组合框并输入依据属性实现要素转 3D，然后按 ENTER 键或单击“搜索”搜索 工具。
    4. 使用“搜索”窗口查找地理处理工具
    搜索功能将返回工具的准确及相关关键字。另外，搜索结果左侧的锤子符号还显示出此项属于一种工具。
    现在您便可以使用工具搜索结果根据土壤的 CS137 点创建 3D 点要素。
  4. 在搜索结果中单击依据属性实现要素转 3D。
  5. 在工具对话框中，单击输入要素下拉列表，然后单击 Subsample_1994_CS137。
    6. 依据属性实现要素转 3D 地理处理工具对话框
  6. 单击浏览 浏览，然后将输出要素类位置设置为 3D Analyst 教程数据中的 3D_Default 地理数据库。然后输入输出要素名称 CS137_3D。
  7. 单击高度字段下拉列表，然后单击 CS137_CI_K
  8. 单击确定。
    9. 文档底部将出现一个进度条显示当前所执行工具的名称。工具执行完毕后，系统托盘中将显示一个弹出通知。这称为后台地理处理，默认情况下，此功能将在安装和打开软件时启用。要禁用后台地理处理，可在 ArcScene 中使用地理处理主菜单的地理处理选项 对话框。

要素即被转换为 3D 点要素，但这些要素仍将显得如同位于平面上一般，因为 CS137 浓度值的范围介于 0 到 208.68 之间，相对于数据的水平范围而言很小。

增大垂直夸大

您可以放大该场景以便以嵌入要素几何中的点高度来显示新点。

步骤：
  1. 单击视图，然后单击场景属性。
    2. 访问诸如垂直夸大值和背景颜色一类的场景属性
  2. 单击常规选项卡。
  3. 单击基于范围进行计算。
    4. 场景属性对话框
  4. 单击确定。
  5. 单击全图 全图 按钮。
    6. 既然新的 3D 点已显示在场景中，您可以关闭原始 CS137 采样点图层。
  6. 取消选中内容列表中 Subsample_1994_CS137 旁边的复选框，然后单击复选框旁边的减号隐藏该分类。
    7. 取消图层可见性从而使内容列表中的符号系统分类最小化

拉伸圆柱

在 3D 空间中查看点仅是研究数据的其中一种方法。而另一种方法为将点拉伸为圆柱。您需要将表示甲状腺癌的点拉伸为圆柱以便和污染数据进行比较。

步骤：
  1. 右键单击 ThyroidCancerRates，然后单击属性。
    2. ThyroidCancerRates 的图层属性
  2. 单击拉伸选项卡。
  3. 选中复选框启用拉伸图层中的要素选项，然后单击计算拉伸表达式按钮。
    4. 拉伸在污染区周围采集的患甲状腺癌比率的点
  4. 单击 INCID1000（每 1,000 人中的发病率）。
    5. 由于所比较现象的 z 值的范围各不相同，因此需要将患癌症比率乘以 100 以使值落在与 CS137 测量值相近的范围内。
  5. 输入 *100。
    6. 基于图层中字段的拉伸表达式
  6. 单击表达式构建器 对话框中的确定。
  7. 单击图层属性 对话框中的确定。
    8. 此时，该地区的各质心点将显示出与患甲状腺癌比率成正比的圆柱。如果在此场景中漫游，通常您会发现污染程度最高的地区患甲状腺癌的比率也较高，但同时也存在某些地区 CS137 污染程度较低而患癌症比率却较高。

基于采样点样本数据创建表面

您可能了解采样点处土壤的 CS137 浓度，但却不了解采样点之间位置的污染浓度。获得采样点之间位置的浓度信息的一种方法是将点数据插值成栅格表面。插值成此类表面的方法有许多种，而不同的插值方法将产生精度各不相同的不同模型。在本练习中，您将使用反距离权重 (IDW) 插值法将样本插值成表面。IDW 插值法将根据数据点的值计算输出栅格中每个单元的值，较近的点影响较大，较远的点影响较小。

步骤：
  1. 单击目录选项卡展开目录 窗口。
  2. 滚动找到工具箱。
    3. 这也是除了搜索 窗口之外用来查找工具的另一种方法。目录 窗口中同样可以留存所有工具箱。
  3. 展开工具箱，单击系统工具箱，然后展开 3D Analyst 工具工具箱。
  4. 导航至栅格插值工具集，然后双击出现在下方窗口中的 IDW 地理处理工具。
    5. 使用“目录”窗口查找工具
  5. 单击输入点要素下拉列表，然后单击 Subsample_1994_CS137。
  6. 单击 Z 值字段下拉列表，然后单击 CS137_CI_K。
    7. 反距离加权 (IDW) 地理处理工具对话框
  7. 确认输出栅格位置是否已设置为默认的地理数据库 (3D_Default.gdb)，然后将输出栅格名称更改为 CS137_IDW。
    8. 如果位置设置不正确，单击浏览 浏览 按钮设置输出栅格的位置，然后单击保存。
  8. 单击输出像元大小框，然后将值增大到 5000。
  9. 单击确定。

    ArcScene 将数据插值成表面并将该表面添加到场景中。

查看经过插值的表面

表面添加到场景后，您会发现其中两个区域的 CS137 浓度非常高。您可以在透视图中使用新色带查看该表面以便更好地显示其形状。

步骤：
  1. 右键单击 CS137_IDW，然后单击属性。
    2. 使用某图层的快捷菜单或双击打开该图层属性
  2. 单击符号系统选项卡，然后在显示类别中选择拉伸。
  3. 单击色带下拉箭头，然后单击新的色带。
    4. 选择新色带可以更好地显示整个表面的浓度变化
  4. 单击基本高度选项卡。
  5. 单击在自定义表面上浮动。
    6. 确认 IDW 表面已作为自定义表面列出。
    设置表面的基本高度
  6. 单击确定。
  7. 取消选中内容列表中的 CS137_3D。
    8. 切换不再需要显示在视图中的数据的可见性

现在您可以查看 CS137 污染的插值表面和患甲状腺癌比率的数据。

对应于各最高程度污染区域的甲状腺癌患病比率

接下来，您需要选择甲状腺癌患病比率最高的地区中心。

按属性选择要素

有时关注特定数据集或特定要素非常重要。您可以通过要素的位置和属性或通过选择要素 选择要素 工具单击要素的方式在场景中选择要素。按属性选择地区中心便可以找到最高比率所处的位置。

步骤：
  1. 单击选择，然后单击按属性选择。
    2. 根据要素属性定义表达式从而选择要素
  2. 单击图层下拉箭头，然后单击 ThyroidCancerRates。
  3. 双击字段列表中的 INCID1000。
    4. 为按属性选择定义选择条件
  4. 单击 >= 按钮。
  5. 输入 0.5。
  6. 单击验证检查刚刚构建的选择表达式。
  7. 单击应用。
  8. 单击关闭。
    9. 按属性选择查询执行后，选中的要素将高亮显示
    此时场景中选中的是甲状腺癌患病比率大于每 1,000 人中 0.5 个病例的区域中心。这些区域中心将以浅蓝色绘制，表示它们已被选中。

查看要素属性

您需要研究所选位置的属性，从而查明这些地区中患甲状腺癌的病例数。

步骤：
  1. 右键单击 ThyroidCancerRates，然后单击打开属性表。
    2. 打开属性表
    图层属性的表 窗口将出现在视图中。
    表窗口可停靠在 3D 视图中
  2. 单击表 窗口的标题栏，然后将该窗口从当前位置向 3D 视图的中心拖动。
    3. 此时将出现导引菱形标志，指向 3D 视图的四边，您可以有选择地将表 窗口停靠在任意一边。
  3. 将光标向底部导引箭头移动，箭头变暗后表示停靠位置已选好。
    4. 已指定区域中将显示窗口的阴影轮廓。
    使用导引箭头将窗口停靠在用户界面中
  4. 释放鼠标键后表 窗口即被停靠在 3D 视图空间的底部。
    5. 将表窗口停靠在 3D 视图空间的底部。
    您可以尝试导引菱形中其他箭头所指示的位置以便找到最适合您个人偏好的位置。在本练习中，表 窗口将仍旧停靠在视图底部。
  5. 在表 窗口，单击已选择 显示所选记录 按钮。
    6. 仅显示所选要素
    此时表中将仅显示那些选中的要素。
  6. 右键单击 CASES，然后单击升序排列。
    7. 为所选字段排序
    各个选中的区域中心将根据病例数进行排序。
  7. 右键单击 CASES，然后单击统计数据。
    8. 显示所选病例的统计数据
    在选中的一组 11 个区域中心中，病例总数为 176。
  8. 关闭所选内容的统计数据 对话框。
    9. 关闭所选内容的统计数据窗口。
  9. 单击导航 导航 按钮，然后在场景中单击。
    10. “导航”按钮在“基础工具”工具条中高亮显示。属性表呈打开状态时，仍可以在 3D 视图中继续您的操作。
    属性表呈打开状态时，您可以在 ArcScene 中进行操作。
  10. 单击保存 保存 按钮。

在本练习中，您创建了 3D 要素、拉伸了点要素还将一组数据点插值成了栅格表面。您比较了拉伸后矢量数据与表面数据，还探究了该矢量数据的属性。


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7/10/2012