填挖方的工作原理

需要 Spatial Analyst 许可。

需要 3D Analyst 许可。

填挖操作是一个通过添加或移除表面材料来修改地表高程的过程。

填挖方工具用于汇总填挖操作期间面积和体积的变化情况。 通过在两个不同时段提取给定位置的表面，该工具可识别表面材料移除、表面材料添加以及表面尚未发生变化的区域。

应用程序

通过填挖方工具，您可完成以下任务：

• 识别河谷中出现泥沙侵蚀和沉淀的区域。
• 计算要移除的地表材料的体积以及要填充的面积，以便将某一场地用作建筑施工地。
• 通过研究在泥石流期间经常被地表材料淹没的区域，以确定可用于建造房屋的安全区域。

显示

当运行填挖方工具时，默认情况下，将使用专用渲染器来高亮显示执行填挖方操作的位置。 输出栅格的属性表用于确定显示方式，并且分别将正体积和负体积视为挖出材料的位置（已移除）和填充材料的位置（已添加）。

有关示例，请参阅工具文档中的图示。

将填挖方用于河流形态

接下来，以河流形态为例说明如何追踪河谷中的侵蚀和沉淀物的数量与位置。在本例中，需要从河谷中提取一系列横截面，并定期对其进行测量，以识别出现泥沙侵蚀和沉淀物的区域。

下图显示了表面内一个横截面的侧剖面图，该表面在已将材料从一些区域移除并添加到另一些区域的位置处发生了变化。

第一幅图显示的是处于原始状态的表面：

填挖方前的表面剖面图

第二幅图显示的是在一段时间后受到侵蚀和沉淀作用的表面：

填挖方后的表面剖面图

第三幅图介绍了填挖方工具如何识别已移除（已挖掘）材料和已获取（已填充）材料的区域：

挖/填方侵蚀和沉淀

计算

输出栅格保留了属性表中的几个变更属性。

边缘相连的区域已被识别

首先，从右上角开始，为各个边缘相连的填挖区域指定有序值，或者不进行任何更改。

下图演示了不同类型的连通性：

挖/填区域

体积计算

对于每个挖/填区域，都会计算其体积。 对于单个像元，体积公式为：

Vol = (cell_area) * ΔZ

• 其中：

  ΔZ = ZBefore - ZAfter

例如，特定像元的初始 z 值为 235，像元大小为 10 米。 如果将该位置挖掘 3 米，则体积将为：

Vol = (10m * 10m) * (235m - 232m) = 100m2 * 3m = 300m3

注：

从公式中可以得出，对于在其中挖掘材料的区域，体积将为正值（较大值 - 较小值 > 0）。 添加材料时，体积将为负值（较小值 - 较大值 < 0）。

面积计算

对于每个挖/填区域，还会计算其面积。 只需将区域内的像元数量（计数）与栅格像元大小相乘即可求出面积。

属性表

以下是输出栅格属性表的一个示例：

ObjectID   Value   Count           Volume        Area
       0       1   55819            0.000   258107056
       1       2     707   -137415060.250     3269168
       2       3      65   -114913516.625      300560
       3       4     810   1235057106.000     3745440

当体积为正值时，表示已挖出（已移除）材料的区域；当体积为负值时，表示已填充（已添加）材料的区域。