Un análisis de horizonte proporciona la comprensión de la forma del horizonte desde uno o más puntos de visualización. El horizonte puede incluir superficies y entidades, por ejemplo, edificios, combinadas para comprender el entorno físico. Un conjunto de herramientas de geoprocesamiento 3D Analyst le permite realizar un análisis de horizonte en ArcGIS Pro. Las herramientas de geoprocesamiento Horizonte, Barrera de horizonte y Gráfico de horizonte, cuando se ejecutan de forma secuencial, pueden ayudarle a realizar un análisis de horizonte completo.
Como ejemplo para ayudarle a comprender cómo utilizar estas herramientas para realizar un análisis de horizonte, el siguiente gráfico muestra una vista de pájaro del cráter del monte Santa Helena. Imagine que hay un observador de pie en la parte inferior central del cráter mirando alrededor. Desea analizar el horizonte desde el punto del observador alrededor de la parte superior del cráter. Puede crear una línea 3D que represente las ubicaciones visibles desde el punto del observador y, a continuación, cuantificarla. Para hacer esto, puede comenzar ejecutando la herramienta de geoprocesamiento Horizonte para crear la línea de horizonte 3D. El horizonte puede ser similar, pero no idéntico, al cordón montañoso.
Horizonte
El primer paso en este análisis es crear un horizonte con la herramienta de geoprocesamiento Horizonte. La herramienta genera una representación de polilínea 3D de la línea que separa el cielo de la superficie y las entidades que rodean a cada punto de observador. Los datos de entrada mínimos que necesita construir un horizonte son un punto de observador y un terreno. El punto de observador representa un punto de visión en el que un observador está de pie. La superficie, que puede ser una Red irregular de triángulos (TIN) o una superficie de ráster, se utiliza para determinar el lugar más lejano en la superficie visible para el observador y por encima del cual el observador solamente ve el cielo. Una vez establecidas estas dos entradas en la herramienta de geoprocesamiento Horizonte, se genera un horizonte como se muestra en la siguiente imagen. Si se proporcionan entidades en la entrada, la herramienta puede generar siluetas de aquellas entidades que participan en el horizonte; estas siluetas pueden ser utilizadas por la herramienta de geoprocesamiento Barrera de horizonte para generar volúmenes de sombra.
El punto rojo del centro del cráter representa un observador que se encuentra en el centro inferior del cráter. La línea azul oscuro es la salida de la herramienta de geoprocesamiento Horizonte, que muestra lo lejos que puede ver el observador, en todas las direcciones, alrededor de la superficie.
Barrera de horizonte
Para ayudar a visualizar el horizonte en 3D, puede utilizar la herramienta de geoprocesamiento Barrera de horizonte.
La herramienta de geoprocesamiento Barrera de horizonte genera superficies de control de altura a partir de horizontes. Se definen entre los puntos de observación y los horizontes asociados con estos puntos. Se puede utilizar una barrera para detectar si una entidad de interés está por encima del horizonte y, por lo tanto, visible, o modificaría el horizonte si se incorpora a la escena. La herramienta también puede generar un volumen de sombra, que a su vez se puede utilizar para determinar si las entidades están sombreadas u ocultas por las entidades, o la superficie, que se utiliza para generar el horizonte a partir del cual se creó la barrera.
Debe proporcionar dos entradas a la herramienta: una es el punto de observador y la otra es el horizonte, que es una línea 3D que generó a partir de la salida de la herramienta de geoprocesamiento Horizonte que utilizó anteriormente. En el siguiente gráfico puede ver un punto rojo que es el punto del observador de entrada, y el es la barrera de horizonte creada, que es una entidad multiparche creada por la herramienta. La composición de esta entidad multiparche es una colección de triángulos que se producen desde el punto de observador central.
Gráfico de horizonte
Si desea derivar mediciones cuantitativas a partir de un análisis de horizonte, utilice la herramienta de geoprocesamiento Gráfico de horizonte. La herramienta de geoprocesamiento Gráfico de horizonte calcula la relación de visibilidad del cielo y genera una tabla opcional y un gráfico polar.
Al igual que la herramienta de geoprocesamiento Barrera de horizonte, la herramienta de geoprocesamiento Gráfico de horizonte requiere un punto de observador y un horizonte como entradas. La salida es un gráfico polar y una tabla opcional. La siguiente imagen es la salida del gráfico polar de Gráfico de horizonte. El área azul muestra la exposición del cielo, que es lo que vería si se encuentra en la parte posterior y mira hacia el cielo. El centro del gráfico se encuentra en el punto de observador. Los ángulos que rodean el gráfico representan el acimut desde el observador y los ángulos de los anillos concéntricos son el ángulo cénit (cuanto mayor sea el ángulo cénit, más cielo se puede ver en esa dirección horizontal).
La siguiente tabla muestra la tabla de salida de la herramienta de geoprocesamiento Gráfico de horizonte. Los campos se definen como los siguientes:
- HORIZ_ANG: ángulo aritmético que empieza desde el este a 0 grados y va en sentido contrario a las agujas del reloj, que va de 0 a 360 grados.
- ZENITH_ANG: ángulo de arriba hacia abajo, que va de 0 a 90 grados.
- HOR_AN_GEO: ángulo geográfico que empieza desde el norte a 0 grados y va en el sentido de las agujas del reloj. Su valor se calcula utilizando la fórmula:
, que varía de 0 a 360 grados. Mod 360 indica que si el número a su izquierda es 360 o mayor, reste 360 de ese número.Geográfico = (450 - Aritmético) mod 360 - ZEN_AN_INV: ángulo de abajo hacia arriba, que va de 0 a 90 grados. Es complementario a ZENITH_ANG, lo que significa que 90 es el valor combinado.
Hay dos pares de valores de ángulo que son importantes en esta tabla.
El primer par consta de ángulos horizontales. Los valores de la columna HORIZ_ANG son ángulos aritméticos, donde 0 representa el este y el ángulo aumenta en el sentido contrario a las agujas del reloj. HOR_AN_GEO es un acimut o ángulo geográfico; su origen 0 tiene dirección norte y aumenta en el sentido de las agujas del reloj. Los siguientes gráficos pueden ayudar a entender estos conceptos.
Esta es una vista de mapa o vista ortográfica. Para el cráter del monte Santa Helena, la apertura es hacia el norte, con el ángulo acimutal/geográfico en 0 y ángulo aritmético en 90, como se muestra en la siguiente imagen.
Para obtener acimut geográfico a partir del ángulo aritmético, se utiliza la siguiente fórmula:
Geográfico = (450 - Aritmético) mod 360Por ejemplo, para un ángulo aritmético de 180 (oeste), el ángulo geográfico es
(450 - 180) mod 360 = 270 (oeste)(450 - 30) mod 360 = 420 mod 360 = 60El segundo par consta de ángulos verticales, como puede ver desde la tabla anterior en los campos ZENITH_ANG y ZEN_AN_INV, que son complementarios. Su relación es mucho más simple y se puede ilustrar con la imagen siguiente.
Un mensaje útil es el valor devuelto de la herramienta Gráfico de horizonte:
Mensajes de geoprocesamiento de Gráfico de horizonte: el porcentaje de cielo visible por encima de un ángulo vertical base de 0,000000 grados es 64,448665.
Los ángulos verticales mínimo y máximo son 0,000000 y 32,605258 grados.
La primera parte indica el porcentaje de exposición del cielo, suponiendo que ha calculado desde el horizontal hacia arriba. Puede especificar el ángulo de elevación base escribiendo un valor en el parámetro Ángulo de visibilidad base de la herramienta. Por ejemplo, puede escribir 15 grados allí, lo que implica que con un ángulo de elevación de 15 grados, desea calcular la exposición del cielo por encima de ese umbral. El valor predeterminado es 0, lo que significa que el cálculo se basa en la misma elevación que el observador.
La segunda parte del mensaje indica los ángulos de elevación mínimo y máximo de la columna ZEN_AN_INV en la tabla de salida de la herramienta de geoprocesamiento Gráfico de horizonte.
El conjunto de herramientas —Horizonte, Barrera de horizonte y Gráfico de horizonte— ofrecen información visual, así como medidas cuantitativas de lo abierto o cerrado que está un determinado sitio físico.