Disponible con una licencia de Spatial Analyst.
Disponible con una licencia de 3D Analyst.
La herramienta Cuenca visual geodésica determina las ubicaciones de superficies visibles para un conjunto de observadores de punto o polilínea, empleando métodos geodésicos. Esta herramienta transforma la superficie de elevación en un sistema de coordenadas 3D geocéntrico y ejecuta líneas de visión 3D para cada uno de los centros de celda transformados. Aprovechará cualquier unidad de procesamiento de gráficos (GPU) que esté disponible en el sistema. También puede ajustar la incertidumbre o errores verticales en la superficie de elevación de entrada. Asimismo, puede generar una tabla de relaciones observador-región para hasta 32 observadores (puntos, multipuntos o polilíneas) que se pueden volver a relacionar con la clase de entidad del observador de entrada.
Dado que el cálculo se realiza en un sistema de coordenadas 3D auténtico, la herramienta Cuenca visual geodésica no necesita el parámetro de corrección de la curvatura de la Tierra. También utiliza las unidades z de la referencia espacial de entrada, si está disponible, en lugar de un parámetro de factor z. Finalmente, dado que cada línea de visión 3D se evalúa de forma independiente respecto a otras líneas de visión, evita que se produzcan determinados errores que podrían dar lugar a un algoritmo de cuenca visual basado en el frente de onda (como la familia de herramientas de geoprocesamiento de cuenca visual existente). Por lo tanto, con la herramienta Cuenca visual geodésica se obtienen una visibilidad y superficies sobre el nivel del suelo (AGL) más precisas que con la herramienta Cuenca visual.
La determinación de la visibilidad
Esta herramienta utiliza puntos 3D geocéntricos para los observadores, destinos y centros de celdas de superficies de elevación. Un destino es un centro de celda de superficie que tiene agregado un desplazamiento adicional opcional. Un sistema de coordenadas 3D geocéntrico es un sistema de coordenadas cartesianas dextrógiro cuyo origen es el centro de la Tierra C, el eje x apunta a la intersección del meridiano base y el ecuador, el eje Z apunta al polo norte y el eje y está girado 90 grados en sentido de las agujas del reloj respecto al eje x mirando desde el polo norte. Consulte la figura siguiente para ver un ejemplo de una ubicación de destino T expresada con coordenadas geocéntricas.
Para determinar la visibilidad de cada destino, se generan líneas de visión 3D desde cada observador para cada destino. Consulte la figura siguiente para ver una ilustración sobre cómo se generan las líneas de visión. Se determina la ruta del terreno de cada línea de visión en el esferoide y se divide en pasos de tamaño de celda. En esta figura, los pasos se muestran como puntos verdes y la distancia entre ellos equivale al tamaño de celda. En cada paso, se calcula la distancia d vertical, entre la línea de visión y la superficie. La elevación del terreno se calcula siguiendo un enfoque de distancia inversa ponderada (IDW) lineal, utilizando los centros de las celdas más cercanos. Si la d es positiva para todos los pasos del terreno a lo largo de la línea de visión, se considera que el destino es visible; en caso contrario, se considera no visible.
Error vertical
El parámetro Error vertical solo está activado cuando el tipo de análisis es Frecuencia. Se utiliza para determinar la incertidumbre vertical en la superficie de elevación de entrada. Si este parámetro es 0 o no se ha especificado, se proyecta una única línea de visión entre el observador y cada destino. El resultado es que el destino puede ser visible o no visible. En este caso, el ráster de visibilidad de salida registra la cantidad de veces que los puntos de observación de entrada pueden ver cada ubicación de celda en el ráster de superficie de entrada.
Si el parámetro Error vertical es mayor que 0 (por ejemplo, 0,6 metros), se proyectan algunas líneas de visión entre el observador y cada destino. Para cada línea de visión y cada paso, se agrega a d un número aleatorio distribuido uniformemente dentro del rango de [-0,6, 0,6]. Si d es menor que cero, esa línea de visión concreta finaliza. En este caso, cada observador aporta un número entre 0 y 1 (el número de líneas de visión correctas dividido entre el número total de líneas de visión, desde dicho observador) al ráster de visibilidad de salida, que ahora es del tipo flotante con precisión única.
La determinación de AGL
Un ráster sobre el nivel del suelo (Above Ground Level, AGL) es una salida opcional que representa la altura sobre el nivel del suelo que las celdas de destino no visibles necesitarían para volverse visibles. La figura siguiente muestra cómo se determina el valor AGL. T es un destino con una altura determinada (que en la ilustración es el desplazamiento de destino). El terreno bloquea la línea de visión entre el observador O y el destino T, por lo que el destino T no está visible. Si el destino se eleva a la nueva posición T’, se volverá visible porque ahora existe una línea de visión clara. La distancia entre T’ y el suelo es el valor AGL del ráster de salida.
El cálculo de la distancia TT' no supone que el triángulo OTT' es un ángulo recto.
Interpretación de la tabla de relaciones observador-región de salida
Cuando el tipo de análisis es Observadores, la herramienta genera una tabla de relaciones observador-región, tal y como se muestra en la siguiente figura. En esta tabla, el campo Observer muestra una lista de los Id. de entidad procedentes de la clase de entidad de entrada. El campo Region muestra una lista de los valores de celda para las regiones en el ráster de visibilidad de salida. Por lo tanto, en la tabla se muestra una lista de las regiones que son visibles para cada observador. Puede utilizar esta tabla para consultar los Id. de región en función de un determinado Id. de observador y viceversa.
Esta misma información está codificada en los valores de celda de salida del ráster de visibilidad, aunque de forma menos accesible. En este caso, el ráster de visibilidad de salida contiene tres valores (1, 2 y 3), tal y como se muestra en la siguiente captura de pantalla de la tabla de atributos:
Los observadores de entrada se ordenan de forma ascendente según los valores de OBJECTID y en el ráster de visibilidad de salida se muestra el operador bitwise OR de las posiciones ordenadas. Se puede utilizar el Álgebra de mapas del ráster para extraer información sobre las regiones que pueden ver los observadores y esta información se puede volver a relacionar con las entidades del observador utilizando esta regla de ordenación. Se muestra un ejemplo en la figura siguiente. Supongamos que el Observador 1 tiene ObjectID 1 y que el Observador 2 tiene ObjectID 2. La Región 1 (el área de color amarillo pálido) en el mapa de visibilidad de salida tendrá un valor de celda de 1. La Región 2 (el área de color azul) en el mapa de visibilidad de salida tendrá un valor de celda de 2. Y la Región 3 (el área de color verde) en el mapa de visibilidad de salida tendrá un valor de celda de 3, el valor numérico del operador bitwise OR de 1 y 2.
En la imagen de arriba, los valores de celda de salida corresponden al operador bitwise OR de los índices internos de las entidades de entrada. En la tabla de relaciones observador-región se incluye esta misma información, aunque utilizando los Id. de clase de entidad en lugar de los índices internos.
Control del análisis de visibilidad
Es posible limitar el campo de visión de cada observador especificando varios valores numéricos o campos en los parámetros del observador. Desde el punto de vista funcional, los parámetros del observador son los mismos que los campos del cono de visión, como OFFSETA u OFFSETB, que se utilizan para controlar el análisis de visibilidad mediante la herramienta Cuenca visual. La diferencia está en que en los parámetros de observador de Cuenca visual geodésica se pueden utilizar campos numéricos y no están limitados por ningún nombre de campo concreto.
Utilización de una GPU
Esta herramienta es capaz de aumentar el rendimiento si tiene determinado hardware de GPU instalado. Encontrará más información sobre la compatibilidad, sobre cómo configurarla y sobre cómo activarla en el tema Procesamiento de GPU con Spatial Analyst de la ayuda de ArcGIS Spatial Analyst extension.
Optimizar el rendimiento
Determinar la cuenca visual es un proceso que requiere muchos recursos informáticos. A continuación se enumeran algunas opciones para mejorar el rendimiento de la herramienta, además del uso de hardware de GPU como se describe en la sección anterior.
- Establezca el parámetro Radio externo en un valor (como 25 kilómetros) que sea significativo para su aplicación. La herramienta solo procesará las celdas dentro de la distancia de visualización, reduciendo así el tiempo de procesamiento. Cuanto mayor sea el radio externo, más tardará la herramienta en procesarlo.
- Establezca el Método de análisis en Líneas de visión de perímetro. Con este método, la herramienta solo ejecuta líneas de visión hasta las celdas de borde del cono de visión, lo que reduce el tiempo de procesamiento.
- Si el ráster de elevación de entrada cubre un área geográfica más grande que su área de estudio, establezca el entorno de Extensión en su área de estudio para reducir el tamaño del ráster de salida.
Requisito de espacio temporal
En tiempo de ejecución, la herramienta Cuenca visual geodésica proyectará el ráster de entrada en un sistema de coordenadas geocéntricas 3D para el procesamiento. Solo se proyectarán las celdas que queden en la zona de influencia de las entidades de observador de entrada (con una distancia de zona de influencia definida por el parámetro Radio externo). Cada celda proyectada requiere aproximadamente 50 bytes de espacio temporal para el método de análisis Todas las líneas de visión y aproximadamente 150 bytes de espacio temporal para el método de análisis Líneas de visión de perímetro. Compruebe los mensajes de la herramienta para conocer la cantidad exacta de espacio temporal que se requiere y la ruta en la cual se escribirá. El directorio temporal se puede redirigir a otra unidad y ruta con la variable de entorno TMP de Microsoft Windows, si el directorio temporal predeterminado no tiene suficiente espacio libre.