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中國風(fēng)來襲！看如何利用ArcGIS制作水墨風(fēng)格山水畫

2019.01.09

水墨山水畫是中國文化的重要組成部分，它所傳達(dá)的是東方“境生象外”的精神境界。水墨畫家或細(xì)心染墨、巧妙勾勒，或濃淡有韻、潑墨潤澤，或筆韻粗壯、墨韻渾厚。古人之法各自活用，各有所長，墨韻見筆，以形求神。

時(shí)至今日，作為GISer的我們，只得望著一幅幅傳世之作，感嘆文人藝術(shù)家們傳神的畫技。古人有古人之法，我們能否利用現(xiàn)代工具，制作出寫意的水墨風(fēng)格山水畫作？

中國傳統(tǒng)的水墨山水畫通常以自然山川為主要對象，通過特定的觀察角度，結(jié)合靈活的著色手法，描繪出擁有深厚感和層次感的壯闊山水景觀。在GIS工具中，利用合適的高程數(shù)據(jù)，通過一定的渲染方式，就可以在某種程度上呈現(xiàn)中國傳統(tǒng)水墨山水畫中的筆墨感和立體感。ArcScene是ArcGIS軟件桌面系統(tǒng)3D分析擴(kuò)展模塊的一部分，是一個(gè)可以展示三維透視場景的優(yōu)秀平臺。

主要工具和材料

ArcGIS桌面軟件
ArcScene模塊
數(shù)字高程地形（DEM）數(shù)據(jù)

制作流程

1基礎(chǔ)數(shù)據(jù)準(zhǔn)備

基礎(chǔ)數(shù)據(jù)包括高分辨率DEM柵格數(shù)據(jù)（空間分辨率30m即可），矢量點(diǎn)數(shù)據(jù)（制作紅日）以及河流水系矢量數(shù)據(jù)。

其中，需要注意的是，DEM數(shù)據(jù)盡量選擇海拔起伏較大的多山地區(qū)，便于分層設(shè)色、制圖美觀等；點(diǎn)數(shù)據(jù)可以在ArcMap中制作，可以畫多個(gè)點(diǎn)，以便在角度調(diào)換時(shí)視野中有點(diǎn)存在；河流矢量數(shù)據(jù)可選，河網(wǎng)無需密集分布。

圖1 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)

2ArcScene 3D模型制作

將上述基礎(chǔ)數(shù)據(jù)導(dǎo)入到ArcScene中，此時(shí)各個(gè)圖層均為扁平圖。然后對各個(gè)圖層設(shè)置屬性（圖2）：

在“Base Heights”選項(xiàng)卡中選中“Floating on a custom surface”，將路徑設(shè)置為導(dǎo)入的DEM數(shù)據(jù)；
注意更改單位轉(zhuǎn)換系數(shù)，根據(jù)DEM數(shù)據(jù)投影確定，如不進(jìn)行偏移設(shè)置，則進(jìn)行下一步；
切換至“Rendering”選項(xiàng)卡，修改柵格圖像質(zhì)量，可以調(diào)到最高，否則柵格數(shù)據(jù)分辨率將會降低，影響制圖質(zhì)量。
適當(dāng)設(shè)置點(diǎn)圖層的size和color。

效果圖如圖3所示，3D模型已構(gòu)建完成，此時(shí)還未呈現(xiàn)水墨質(zhì)感。

圖2 圖層屬性設(shè)置

圖3 初步3D數(shù)字高程模型

3圖層著色

圖層著色是將3D模型呈現(xiàn)出水墨風(fēng)格的重要步驟，該步驟主要著色的對象為DEM數(shù)據(jù)。流程如下：

選擇合適的角度，最好有遠(yuǎn)眺的視角；
打開屬性設(shè)置中的“Symbology”選項(xiàng)卡，更改Color Ramp為“白->黑”漸變色，更改Stretch type，使3D模型明暗適中，如圖4，效果如圖5，此時(shí)已有水墨質(zhì)感和立體感；
圖4 明暗調(diào)節(jié)
圖5 明暗調(diào)節(jié)后的效果
部分著色，體現(xiàn)不同的元素（如山腰處呈現(xiàn)濃郁的綠色，山腳處呈現(xiàn)淡淡的土黃色等）。打開“Labeling”選項(xiàng)進(jìn)行設(shè)置，將“Number of Interval”設(shè)置為16（類別大于10為宜），點(diǎn)擊“Generate”生成分層顏色列表；在顏色列表中稍微修改某一層的顏色，注意調(diào)動幅度不宜過大。
圖6 分層著色
色彩微調(diào)：雙擊顏色條，點(diǎn)擊“More Colors…”，在原本的顏色基礎(chǔ)上進(jìn)行細(xì)微改動，通常選擇RGB顏色進(jìn)行修改，便于控制。