1、第十二章 空间分析建模
练习2：坡向变率（SOA）
一、背景
平面曲率即地面坡向变率，是指在地表的坡向提取基础之上，进行对坡向变化率值的二次提取，亦即坡向之坡度（Slope of Aspect， SOA）。地面坡向变率是一个反映等高线弯曲程度的指标，可以反映出地表所有的山脊线、山谷线。
值得注意的是：SOA在提取过程中在不同的坡 面上将会有误差的产生，即在坡面的南北两侧，北面坡由于在坡向算法将会有误差产生，所以要对北坡的SOA结果进行纠正，因为从理论上讲SOA在地表北坡上将产生误差，北坡上坡向值范围为0-90°和270°-360°，在正北方向附近，15°和345°之间坡向差值只是30°
2、而在计算中却是差了330°，所以要利用反地形将北坡地区的坡向变率误差进行纠正。
二、目的
通过纠正平面曲率的例子，使读者了解如何在模型中调用用户自定义的模型，明晰模型嵌套的过程。
三、要求
为了得到纠正后的SOA，必须得到正地形的SOA1和反地形的SOA2，修正的公式为((SOA1+ SOA2) - (SOA1-SOA2).abs)/2。其数据流如图7所示。
四、数据
DEM栅格数据。
五、操作步骤
1、建立生成SOA的模型
(1) 打开ArcMap，启动ArcToolbox。
(2) 右键ArcToolbox，选择new toolbox，生成toolbox2，如图1。
3、
(3) 右键toolbox2，在new中选择model，，则生成model1，如图2。
图1 选择new toolbox 图2 选择model
(4) 右键图标，选择rename命令，输入generate SOA。
(5) 在模型窗口右键，选择create variable命令，在数据类型选择框中选中raster dataset，如图3所示。
图3 create variable命令
(6) 打开spatial analyst tools的surface功能，分别选中aspect和slope工具拖拽到模型生成器窗口中，如图4。
4、
图4 将工具拖拽到模型生成器窗口中
(7) 设置参数。右键单击模型图标，选择properties命令。在parameter内选择该模型中用到的参数DEM和SOA of DEM，如图5所示。
图5 Properties命令
(8) 双击DEM图标，选择输入的DEM数据路径，激活整个模型，如图6所示。
图6 生成SOA的模型
(9) 点击运行按钮，运行模型（图7），并到输出路径中找到该模型的运行结果（图8），加载到ArcMap中，结果如图9所示。
图7 运行模型 图8 到输出路径中找到该模型的运行结果
图9 SOA模型的生成结果
5、
2、建立反地形模型
(1) 以同样的方法建立反地形的模型，模型Rename为 -DEM，如图10所示。
图10 生成反地形的模型
(2) 其中Input raster or constant为在ArcMap中打开DEM找出高程的最大值，设置为max of elevation，如图11。右键单击模型图标，选择properties命令，在parameter内选择该模型中用到的参数DEM和-DEM，如图12所示。
图11 设置max of elevation 图12 properties命令
(3) 双击DEM图标，选择输入的DEM数据
6、路径，激活整个模型。点击运行按钮，运行模型(图13)，并到输出路径中找到该模型的运行结果(图14)，加载到ArcMap中，结果如图15所示。
图13 运行模型 图14 到输出路径中找到该模型的运行结果
图15 反地形模型的生成结果
(4) 将生成的反地形数据（图16）与原始的DEM地形数据（图17）相比较。
图16 反地形数据 图17 原始的DEM地形数据
3、建立主模型
(1) 新建一个空模型，取名为correct SOA。加入刚才所建的两个子模型。打开spatial analyst中的ma
7、th，在模型中分别加入以下工具：minus、plus、abs、divide，如图18。
图18 correct SOA模型
(2) divided constant设为2，并设为模型参数，如图19。同时把输入数据DEM和输出数据corrected SOA设置为模型参数，如图20。
图19 divided对话框 图20 Properties命令
4、运行模型
以上模型建好后（图21），要运行，检查结果是否符合实际。如果结果不令人满意，还可以调整模型直到满意为止。图22为未消除误差的SOA，图中白色圆圈均为北坡的误差，消除误差后的结果如图23所示，消除误差后则无这些错误的圆圈，很好地反映了地表所有的山脊线、山谷线。
图21 建好后的correct SOA模型
图22 未纠正的SOA 图23 纠正后的SOA
小结：
通过坡向变率修正的例子，介绍了如何在图解模型中嵌套自己订制的模型，极大地方便用户的操作，体现了模型生成器的灵活性。
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