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坡度 (Spatial Analyst)

在本主题中

  1. 摘要
  2. 插图
  3. 使用情况
  4. 参数
  5. 环境
  6. 许可信息

需要 Spatial Analyst 许可。

需要 3D Analyst 许可。

摘要

识别栅格中每个像元的坡度（梯度或陡度）。

表面参数工具可提供较新的实施和增强功能。

了解有关坡度工具工作原理的详细信息

插图

坡度工具图示
OutRas = Slope(InRas1)Slope_3d (InRas1, OutRas)

使用情况

  • 表面参数工具可提供坡度的较新实施，建议使用该工具来代替坡度工具。 坡向工具可将一个平面与九个局部像元进行拟合，但是，平面可能并非景观的良好描述符，可能会掩盖或夸大感兴趣的自然变化。 表面参数工具可将一个表面与像元邻域而不是平面进行拟合，以提供针对地形的更自然的拟合效果。

    坡向工具始终使用 3 × 3 像元窗口来计算值，而表面参数工具允许窗口大小介于 3 × 3 到 15 × 15 像元之间。 较大的窗口尺寸对于高分辨率高程数据很有用，可以适当的比例捕获地表过程。 表面参数还可提供自适应窗口选项，该选项可评估地形的局部变异性，并为每个像元标识最大的适当邻域大小。 对于被河流、道路或陡坡中断的平缓且均匀的地形而言，该工具很有用。

    如果您需要结果与先前工具运行结果完全匹配，或者快速执行时间比更好的算法更重要，则可以继续使用坡度工具的传统方法。

  • 此工具使用移动的 3 x 3 像元窗口来处理数据。 如果处理像元为 NoData，则该位置的输出将为 NoData。

  • 该工具还要求在与处理像元相邻的 8 个像元中，至少有 7 个具有有效值。 如果有效像元少于 7 个，则不执行计算，并且该处理像元处的输出将为 NoData。

  • 输出栅格最外侧行列的像元为 NoData。 这是因为沿着输入数据集边界，这些像元没有足够的有效相邻像元。

  • 输出值的范围取决于测量单位的类型。

    • 如果为度，坡度值的范围为 0 至 90。
    • 如果为增量百分比，则范围为 0 至无穷大。 平坦表面为 0%，45 度表面为 100%，随着表面变得越来越接近垂直，增量百分比将变得越来越大。

  • 对于平面方法，如果表面（垂直）z 单位使用其他单位而非地面 x,y 单位表示，则需要使用 Z 因子对坡度计算进行校正。 仅当选择平面方法时才会启用 Z 因子参数。

  • 在测地线方法中，指定表面 z 单位可确保输出的精度。 仅当选择测地线方法时才会启用 Z 单位参数。

  • 如果 z 单位可用于输入栅格的垂直坐标系，则将自动应用 z 单位。 如果缺失，建议您定义输入栅格的 z 单位。 可使用定义投影工具来指定 z 单位。 如果未定义 z 单位，则默认使用米。

  • 若要对输入栅格进行重采样，需使用双线性技术。 例如，当输出栅格与输入栅格的坐标系统、范围或像元大小不同时，可对输入栅格进行重采样。

  • 如果输入栅格参数值（Python 中的 in_raster）为高分辨率值（其像元大小小于几米，或者特别是存在噪点），请考虑使用表面参数工具及其用户定义的邻域距离选项，而非此工具的直接 3 x 3 邻域。 使用较大邻域可以最大程度地减少噪点表面的影响。 当使用高分辨率表面时，使用较大邻域也可以更好地表示地形和表面特征。

  • 此工具可通过 GPU 加速，也就是说，如果系统中安装了兼容的图形处理器 (GPU)，该设备将用于增强工具的性能。 使用用于分析的目标设备（Python 中的 analysis_target_device）参数来控制是使用 GPU 还是 CPU 来运行该工具。

    有关兼容的 GPU 以及配置和使用 GPU 设备的更多详细信息还有故障排除提示，请参阅使用 Spatial Analyst 进行 GPU 处理。

  • 有关适用于此工具的地理处理环境的详细信息，请参阅分析环境和 Spatial Analyst。

参数

对话框Python

标注说明数据类型
输入栅格

输入表面栅格。

Raster Layer
输出测量单位
(可选)

指定输出坡度数据的测量单位（度或百分比）。

  • 度—坡度倾角将以度为单位进行计算。
  • 增量百分比—坡度倾角将以增量百分比进行计算，也称为百分比坡度。
String
Z 因子
(可选)

一个表面 z 单位中地面 x,y 单位的数量。

z 单位与输入表面的 x,y 单位不同时，可使用 z 因子调整 z 单位的测量单位。 计算最终输出表面时，将用 z 因子乘以输入表面的 z 值。

如果 x,y 单位和 z 单位采用相同的测量单位，则 z 因子为 1。 这是默认设置。

如果 x,y 单位和 z 单位采用不同的测量单位，则必须将 z 因子设置为适当的因子，否则会得到错误的结果。 例如，如果 z 单位是英尺，而 x,y 单位是米，则应使用 z 因子 0.3048 将 z 单位从英尺转换为米（1 英尺 = 0.3048 米）。

Double
方法
(可选)

指定计算将基于平面（平地）还是测地线（椭球）方法。

平面方法适用于保持正确距离和面积的投影中的局部区域。 适用于覆盖诸如城市、县或面积较小的州等区域的分析。 测地线方法可以产生更精确的结果，但会造成处理时间这一潜在成本增加。

  • 平面—将使用 2D 笛卡尔坐标系对投影平面执行计算。 这是默认方法。
  • 测地线—通过将地球形状视为椭球体，在 3D 笛卡尔坐标系中执行计算。
String
Z 单位
(可选)

指定将用于垂直 z 值的线性单位。

由垂直坐标系（如果存在）定义。 如果垂直坐标系不存在，则应使用单位列表来定义 z 单位，以确保测地线计算正确。 默认单位为米。

  • 英寸—线性单位将为英寸。
  • 英尺—线性单位将为英尺。
  • 码—线性单位将为码。
  • 英里(美制)—线性单位将为英里。
  • 海里—线性单位将为海里。
  • 毫米—线性单位将为毫米。
  • 厘米—线性单位将为厘米。
  • 米—线性单位将为米。
  • 千米—线性单位将为千米。
  • 分米—线性单位将为分米。
String
用于分析的目标设备
(可选)

指定将用于执行计算的设备。

  • 先 GPU 后 CPU—如果找到了兼容的 GPU，则系统会将其用于执行计算。 否则，系统将使用 CPU。 这是默认设置。
  • 仅 CPU—计算将仅在 CPU 上执行。
  • 仅 GPU—计算将仅在 GPU 上执行。
String

返回值

标注说明数据类型
输出栅格

输出坡度栅格。

此栅格为浮点类型。

Raster

Slope(in_raster, {output_measurement}, {z_factor}, {method}, {z_unit}, {analysis_target_device})
名称说明数据类型
in_raster

输入表面栅格。

Raster Layer
output_measurement
(可选)

指定输出坡度数据的测量单位（度或百分比）。

  • DEGREE—坡度倾角将以度为单位进行计算。
  • PERCENT_RISE—坡度倾角将以增量百分比进行计算，也称为百分比坡度。
String
z_factor
(可选)

一个表面 z 单位中地面 x,y 单位的数量。

z 单位与输入表面的 x,y 单位不同时，可使用 z 因子调整 z 单位的测量单位。 计算最终输出表面时，将用 z 因子乘以输入表面的 z 值。

如果 x,y 单位和 z 单位采用相同的测量单位，则 z 因子为 1。 这是默认设置。

如果 x,y 单位和 z 单位采用不同的测量单位，则必须将 z 因子设置为适当的因子，否则会得到错误的结果。 例如，如果 z 单位是英尺，而 x,y 单位是米，则应使用 z 因子 0.3048 将 z 单位从英尺转换为米（1 英尺 = 0.3048 米）。

Double
method
(可选)

指定计算将基于平面（平地）还是测地线（椭球）方法。

  • PLANAR—将使用 2D 笛卡尔坐标系对投影平面执行计算。 这是默认方法。
  • GEODESIC—通过将地球形状视为椭球体，在 3D 笛卡尔坐标系中执行计算。

平面方法适用于保持正确距离和面积的投影中的局部区域。 适用于覆盖诸如城市、县或面积较小的州等区域的分析。 测地线方法可以产生更精确的结果，但会造成处理时间这一潜在成本增加。

String
z_unit
(可选)

指定将用于垂直 z 值的线性单位。

由垂直坐标系（如果存在）定义。 如果垂直坐标系不存在，则应使用单位列表来定义 z 单位，以确保测地线计算正确。 默认单位为米。

  • INCH—线性单位将为英寸。
  • FOOT—线性单位将为英尺。
  • YARD—线性单位将为码。
  • MILE_US—线性单位将为英里。
  • NAUTICAL_MILE—线性单位将为海里。
  • MILLIMETER—线性单位将为毫米。
  • CENTIMETER—线性单位将为厘米。
  • METER—线性单位将为米。
  • KILOMETER—线性单位将为千米。
  • DECIMETER—线性单位将为分米。
String
analysis_target_device
(可选)

指定将用于执行计算的设备。

  • GPU_THEN_CPU—如果找到了兼容的 GPU，则系统会将其用于执行计算。 否则，系统将使用 CPU。 这是默认设置。
  • CPU_ONLY—计算将仅在 CPU 上执行。
  • GPU_ONLY—计算将仅在 GPU 上执行。
String

返回值

名称说明数据类型
out_raster

输出坡度栅格。

此栅格为浮点类型。

Raster

代码示例

Slope 示例 1（Python 窗口）

此示例将确定输入表面栅格的坡度值。

import arcpy
from arcpy import env
from arcpy.sa import *
env.workspace = "C:/sapyexamples/data"
outSlope = Slope("elevation", "DEGREE", 0.3043)
outSlope.save("C:/sapyexamples/output/outslope01")
Slope 示例 2（独立脚本）

此示例将确定输入表面栅格的坡度值。

# Name: _Ex_02.py
# Description: Identifies slope from each cell.
# Requirements: Spatial Analyst Extension

# Import system modules
import arcpy
from arcpy import env
from arcpy.sa import *

# Set environment settings
env.workspace = "C:/sapyexamples/data"

# Set local variables
inRaster = "elevation"
outMeasurement = "DEGREE"
zFactor = ""
method = "GEODESIC"
zUnit = "FOOT"

# Check out the ArcGIS Spatial Analyst extension license
arcpy.CheckOutExtension("Spatial")

# Execute Slope
outSlope = Slope(inRaster, outMeasurement, zFactor, method, zUnit)

# Save the output 
outSlope.save("C:/sapyexamples/output/outslope02")

环境

自动提交, 像元大小, 像元大小投影方法, 当前工作空间, 范围, 地理变换, 掩膜, 输出配置关键字, 输出坐标系, 临时工作空间, 捕捉栅格, 切片大小

许可信息

  • Basic: 需要 Spatial Analyst 或 3D Analyst
  • Standard: 需要 Spatial Analyst 或 3D Analyst
  • Advanced: 需要 Spatial Analyst 或 3D Analyst

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