ArcGIS教程：获取建筑物轮廓线的高程信息

总览

    建筑物轮廓线是一个常用数据集，可方便地供许多用户使用。创建 3D 建筑物的一种简便方法是使用 ArcGlobe 或 ArcScene 拉伸这些轮廓线。在许多情况下，高度信息可能已经与这些面相关联。该信息可以表示为每个建筑物的屋顶数、轮廓线应拉伸到的绝对高程或距地面的相对高度。或者，您可能需要收集高度信息以构建 3D 建筑物。如果您有权使用第一次回波激光雷达，则可以建立各建筑物的屋顶高程或各建筑物距地面的高度。

    本指南说明如何通过第一次回波激光雷达获得建筑物轮廓线的屋顶高程值和建筑物高度。

从激光雷达信息创建栅格高程面

    首先，将激光雷达信息转换为栅格高程面。从大型激光雷达点集合创建栅格 DEM 和 DSM 指南介绍创建栅格高程面的过程。创建高程面时，确保选择一个可用于确定建筑物高程高度的单元大小。单元大小必须足够小，以便沿轮廓线边缘的高度值可以清楚地定义哪些是建筑物的一部分，哪些不是。通常，单元大小为 1 米即足以有效地捕捉此信息。

从随机点建立建筑物轮廓线的高程

    由于您已有了高程图层，因此需要在随机位置进行采样以确定建筑物的高程。第一步是为各建筑物轮廓线生成一组随机采样点。可以使用创建随机点地理处理工具生成一组随机采样点，这些点受建筑物轮廓线约束并引用其唯一对象标识符。为每个建筑物轮廓线创建的点数由您自己决定。采样点越多，平均高度越精确，但处理时间越长。设置采样点间允许的最小距离时，请记住，该距离不应小于采样栅格中的单元大小。否则，最终可能需要对一些单元进行重新采样。

    结果为包含点组的新要素类，每组对应一个建筑物。请注意，各建筑物可能不具有在地理处理工具中指定的采样点总数。该工具在无法放置新点时将停止创建点，以便不违反允许的最小距离。

    可使用添加表面信息地理处理工具将高程信息（来自从激光雷达得到的第一次回波栅格高程面）作为属性添加到各个点。

    现在可以使用汇总统计数据地理处理工具汇总高程信息，以便为各建筑物生成单一值。汇总高程值所使用的统计方法取决于所需的结果类型。例如：

• MEAN 统计方法将给出建筑物的平均屋顶高度并提供最佳的可视化结果。
• MAXIMUM 统计方法将屋顶高度设置为最高的采样值，并且是用于通视线分析的最佳结果。
• MINIMUM 统计方法将屋顶高度设置为最低的采样值，并且是用于天际线分析的最佳结果。

    使用包含初始建筑物轮廓线中的对象标识符的字段作为案例分组字段，以汇总各建筑物的值。然后可以使用对象标识符将汇总表重新连接到建筑物轮廓线。

    在 ArcGlobe 或 ArcScene 中将轮廓线显示为建筑物与将拉伸用作 3D 符号系统一样简单。打开图层属性 对话框，首先启用拉伸图层中的要素选项。使用表达式构建器 选择拉伸所依据的属性。接下来，设置拉伸值时，确保将拉伸方法设置为将其用作要素的拉伸数值。要成功完成拉伸过程，需要添加和指定轮廓线图层的高程面（“图层属性”>“高程”选项卡）。否则，轮廓线将从 0 高程（海平面）拉伸到各建筑物的屋顶高程。

确定建筑物轮廓线的高度

    由于您已具有表示建筑物轮廓线屋顶的高程值，因此接下来要计算各建筑物的高度。为此，需要使用各建筑物的地面高程。有多种不同方法可确定建筑物轮廓线的地面高程。如果您有权使用激光雷达的后处理裸露地面版本或高分辨率裸露地面数字高程模型，就可以很容易地收集各建筑物轮廓线的高程信息。使用在前一部分中讨论的相同方法为各建筑物开发采样点，并从裸露地面栅格面高程图层收集高程信息。按建筑物将这些采样值汇总为单一值，并将其重新连接到源数据。向原始数据添加一个字段，并从裸露地面高程中减去建筑物的屋顶高程。结果为各建筑物的高度值。

    或者，可能要从用于生成初始建筑物屋顶高度的第一次回波激光雷达数据获取表面高程值。使用一致的数据源会消除由于数据集间的差异导致的错误。这需要生成第二组采样点（建筑物周围的环形采样点），并进行采样以查看这些点处的地面高程。

    生成建筑物轮廓线周围的环形采样点前，应考虑如下事项：首先，采样点应距建筑物足够远，以便收集值不受建筑物的高度影响。此偏移距离应不小于从激光雷达得到的栅格高程面的单元大小。此外，应十分小心，以防止某个建筑物的采样点与邻近建筑物重叠。要创建这些采样点，请执行以下步骤：

    步骤:

• 缓冲建筑物轮廓线，缓冲距离等于表面高程图层的栅格单元大小。
• 缓冲建筑物轮廓线，缓冲距离等于表面高程图层的栅格单元大小的两倍。切勿使用缓冲区地理处理工具上的融合选项，因为每个轮廓线需要一个唯一面。
• 使用擦除地理处理工具从步骤 2 的缓冲结果中擦除步骤 1 的缓冲结果。输出应为围绕各建筑物的一组环。
• 使用在前一部分中描述的相同方法开发一组随机点。

    最终结果是为建筑物周围的各环生成的一组采样点。请注意，如果采用此方法，环可能彼此重叠，但绝不会与建筑物重叠。由于第一次缓冲，所有环距离建筑物足够远，因此源自这些环的采样点不会受建筑物屋顶高程的影响。

    可以利用在前一部分中描述的方法使用这些采样点来汇总各建筑物的地面高程值。但在此情况下，应仅使用 MINIMUM 统计方法。这是因为第一次回波激光雷达可能具有附加的收集要素，如植物、街道设施和汽车。使用最小的收集值可提供正确标识建筑物表面高程的最佳机会。汇总地面高程值后，可以从先前收集的屋顶高程值减去该值以确定各建筑物的高度。