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山顶点是指局部区域内海拔最高点，通常位于山脊或山脉的高处，周围地形在水平或垂直方向上均低于该点。山顶点是地形地貌中的重要特征点，是地形起伏的关键标志点，山顶点的分布特征（密度、高程）能反映地形地貌的发育特征，如区域构造运动（抬升、断裂）或外力侵蚀强度（如河流切割、冰川侵蚀）等。

一、高程差提取山顶点

由于山顶点是局部区域的最高点，因此可以利用高程差的方式进行提取。原理为利用邻域分析方法提取局部最高点，其与原始地形的差值即有可能为山顶点（实验数据于文末下载链接或点击文末阅读原文获取）。

1. 局部最大值

Spatial Analyst 工具➡️邻域分析，打开焦点统计工具❶。输入栅格下拉菜单选择原始DEM图层❷，输出栅格选择保存位置并命名（本例为dem_max）❸，邻域设置输入分析窗口大小（本例为17×17）❹，统计类型下拉菜单选择MAXIMUM（即最大值）❺，确定❻。

得到研究区分析窗口为17的邻域分析最大值图层。

2. 高程差值

Spatial Analyst工具➡️地图代数，打开栅格计算器❶。在对话框输入公式：最大值-原始值（鼠标双击两个图层及减号，切勿手动输入公式。本例为‘dem_max’ – ‘dem_test’）❷。输入栅格选择保存位置并命名（本例为minus）❸，确定❹。

得到最大值与原始值的差值图层。

3. 山顶点提取

最大值减原始值，如果值为0，则为山顶点，因此只需要保留差值图层为0的区域。

再次打开栅格计算器，输入公式：‘minus’ == 0，输出栅格选择保存位置并命名（本例为minus0）。确定。

得到仅保留差值为0的结果。

此时可能看不太清潜在山顶点在哪里，局部放大即可，其中图层属性值0为背景层，属性值为1的即为潜在山顶点（本例为黑色点）。

将背景值去除，仅保留潜在山顶点。3D Analyst 工具➡️栅格重分类，打开重分类工具❶。输入栅格选择上步计算结果minus0图层❷，重分类中，0对应NoData，1对应1，NoData对应NoData❸。输出栅格选择保存位置并命名（本例为minus_rec）❹。确定❺。

得到重分类后的结果。

4. 栅格山顶点转矢量栅格点

此时得到的潜在山顶点实际上是栅格图层，同时并不是所有的山顶点都是一个栅格，有的是由几个栅格组成的面状山顶（有可能是山顶夷平面），例如下图所示由三个栅格组成。

转换工具➡️由栅格转出，打开栅格转面工具❶。输入栅格下拉菜单选择重分类结果图层minus_rec❷，输出面要素选择保存位置并命名（本例为矢量面山顶点）❹，确定❺。

得到转化为矢量面的山顶点。

通常山顶点为点要素，而上步转化成的为矢量面，因此还需要将矢量面山顶点转换为点要素。数据管理工具➡️要素，打开要素转点工具❶。输入要素下拉菜单选择矢量面山顶点图层❷，输出要素类选择保存位置并命名（本例为山顶点）❸。确定❹。

得到最终的山顶点。

叠加山体阴影后（具体配置步骤见GIS制图(6)：图层叠加技巧，打造高质感地图），效果如下：

二、负地形洼地提取山顶点

基于负地形洼地提取山顶点，其原理是将原始地形变为负地形或反地形，使原始地形中的山顶点（局部最高点）变为反地形中的洼地点（局部最低点）。这样做的好处是可以规避邻域分析中平坦区域伪山顶点的干扰，通过洼地填充的连续性分析提升精度。

1. 负地形计算

Spatial Analyst 工具➡️地图代数，打开栅格计算器❶，给原始DEM图层乘-1，将地形反转，公式框输入： – 1 * ‘dem_test’ ❷， 输入栅格选择保存位置并命名（本例为dem_reverse）❸，确定❹。

得到负地形图层。

2. 流向

洼地计算前需要先计算流向。Spatial Analyst 工具➡️水文分析，打开流向工具❶。输入表面栅格数据下拉菜单选择负地形图层dem_reverse❷，输出流向栅格数据选择保存位置并命名（本例为direction1）❸，确定❹。

得到负地形流向图层。

3. 提取洼地

Spatial Analyst 工具➡️水文分析，打开汇❶。输入流向格栅数据选择上步计算的流向图层direction1❷，输出格式选择保存位置并命名（本例为sink）❸。确定❹。

得到负地形的洼地，即正地形的潜在山顶点。

此时的图层仍然为栅格面图层，需要将其转换为矢量点，先用栅格转面工具将栅格面转为矢量面（命名为矢量面山顶点1），再用要素转点工具转换为点（命名为山顶点1），具体步骤见方法一相关步骤。得到最终利用洼地提取的潜在山顶点。

可以看到，因为此方法没有经过邻域窗口提取局部最大高程，所以利用洼地提取的潜在山顶点，较方法一，要多很多，负地形有洼地的地方均认为是山顶点，会产生很多冗余的伪山顶点，可以利用等高线对伪山顶点进行剔除。

4. 伪山顶点的剔除

3D Anlyst 工具➡️栅格表面，打开等值线工具❶。输入栅格下拉菜单选择原始DEM图层❷，输出要素类选择保存位置并命名（本例为contour）❸，等值线间距设置50❹（根据需要自行尝试合适的间距，这个仅作示例），其它项默认。确定❺。

得到等高线面图层。

将等高线转化为面：数据管理工具➡️要素，打开要素转面工具❶。输入要素下拉菜单选择等高线图层contour❷，输出要素类选择保存位置并命名（本例为等高线矢量面）❸。确定❹。

得到等高线矢量图层。

上方菜单栏选择❶➡️按位置选择❷，打开按位置选择对话框，选择方法➡️从以下图层中选择要素，在目标图层下的山顶点1前面打勾❸，源图层选择等高线矢量面图层❹，目标图层要素的空间选择方法选择与源图层要素相应❺，应用❻，并确定❼。

在等高线矢量面内的山顶点被选中。

此时，选中的为真的山顶点，而其它的则为伪山顶点，需要删除。选择山顶点图层❶，右键打开属性表❷，在属性表对话框中，单击切换选择按键❸，即可将伪山顶点全部选中。

上方菜单栏编辑器➡️开始编辑❶，在弹出的对话框中选择山顶点1❷，确定❸。此时山顶点图层已经处于编辑状态，直接按键盘上的Del删除键，删除伪山顶点即可。

小结

山顶点，多大范围内最高点属于山顶点？笔者并未进行文献资料查阅。如果地势平坦，仅有一个孤峰，那无疑只有一个山顶点；如果是峰群，其中山峰规模大小不同，多大规模的山峰最高点算山顶点？

本节的两种山顶点提取方法，各有优劣，并且各自在提取的时候受多种因素的影响。但是建议大家用第一种方法。

利用高程差在进行邻域最大值提取时，分析窗口影响至关重要，这在前面好多计算中已经说明过，不同邻域分析窗口体现的尺度不一样，会得到不同空间尺度大小的山顶点，也就控制着山顶点的分布密度，需要根据研究需要选择最适合的窗口大小。

利用高程插值提取的山顶点，也可以叠加山体阴影、等高线，对伪山顶点进行剔除，同时可以添加遗漏的山顶点。

而利用负地形提取时，本说明中并没有对原始DEM图层进行水文分析中的填洼处理，而是直接计算的流向，填洼对结果到底有没有影响，留给大家自行尝试。同时也应该注意到，由于负地形的洼地较多，并不是所有洼地都是山顶点，所以需要用等高线去限定，但是等高线在计算时的参数设置对结果也有很大的影响。假设如果所有等高线均闭合，那需要确定多大闭合面积的等高线内的山顶点是真正的山顶点，这个面积阈值也需要讨论。

对比两种方法提取出的山顶点，高差方法在流域边界有山顶点分布，而负地形方法没有，这显然和实际不符，因此建议大家使用前者，第二种方法仅提供思路参考。