Fonctionnement de l’outil Horizon

L’outil Horizon génère une représentation polyligne 3D de la ligne qui sépare le ciel de la surface et des entités autour de chaque point d’observation. Cet outil peut également générer des silhouettes qui peuvent être utilisées par l’outil Barrière d’horizon pour la génération de volumes d’ombre.

Si seuls des points d’observation sont fournis, l’horizon obtenu est appelé ligne d’horizon ou ligne de crête. La ligne d’horizon est générée par le tracé d’une ligne de visée à partir du point d’observation couvrant la plage d’azimuts spécifiée dans les options d’azimut. Une ligne de visée est vérifiée après chaque incrément d’azimut et toutes les valeurs d’azimut sont exprimées en degrés. Un incrément plus petit produit un échantillonnage plus grand, ce qui génère une représentation plus précise de la ligne de crête. Une ligne de crête est générée en tant que ligne 3D où chaque sommet est le point visible le plus éloigné le long de chaque ligne de visée échantillonnée. Si le point d’observation a une visibilité sur toute la longueur jusqu’à l’arête de la surface dans une direction donnée, le sommet est généré au point où la ligne de visée atteint l’arête de la surface. Si une valeur est indiquée pour le paramètre Rayon maximum de l’horizon, le sommet se trouve toujours le long de la ligne de visée, mais à une distance du point d’observation inférieure ou égale au maximum indiqué.

Pour chacun des trois paramètres d’azimut, vous pouvez spécifier un champ du paramètre Entités points d’observation en entrée au lieu d’indiquer une valeur. Cela peut s’avérer utile si vous devez créer plusieurs horizons, ce qui est le cas si vous devez prendre en compte plusieurs points d’observation.

La valeur du paramètre Entités en entrée peut être n’importe quelle combinaison de multipatchs, de polylignes et de polygones. Les entités polylignes et surfaciques sont uniquement acceptées en tant que couches 3D avec des informations relatives à la hauteur de base et à l’extrusion.

Lorsqu’une valeur est indiquée pour le paramètre Surface en entrée, les options Rayon de surface virtuelle et Élévation de surface virtuelle sont ignorées. Si aucune surface n’est indiquée et que la valeur du paramètre Rayon de surface virtuelle est définie sur 0, une surface virtuelle dont l’élévation est légèrement inférieure à la valeur z la plus basse des entités en entrée est utilisée et le rayon de surface virtuelle est défini sur la moyenne de toutes les mesures de distance à partir du point d’observation vers l’enveloppe de chaque entité.

Si l’option Détails complets est spécifiée pour le paramètre Niveau de détail de l’entité, chaque arête (de triangles ou d’anneaux extérieurs) au sein de l’entité est prise en compte. Si le paramètre Niveau de détail de l’entité est défini sur Emprise convexe, la contribution de l’entité à l’horizon est générée par le périmètre supérieur du polygone convexe représentant l’enveloppe convexe de l’emprise (projection horizontale sur le plan XY) de l’entité, élevée à l’élévation du plus haut sommet au sein de l’entité. Si l’option Envelope (Enveloppe) est spécifiée, la contribution à l’analyse de l’horizon est générée par le périmètre rectangulaire horizontal supérieur du solide rectangulaire enveloppant l’entité (faces verticales perpendiculaires aux axes x et y).

Remarque :

L’outil ne reconnaît pas les déports de bâtiment, même au niveau de détails complets. L’outil se comporte comme si chaque arête non verticale de l’entité possédait une ligne verticale s’étendant depuis chaque extrémité de l’arête jusqu’à l’horizon et que tout ce qui se trouvait entre ces deux lignes verticales était masqué par l’entité. Si un bâtiment est uniquement constitué d’une base étroite, d’une tour étroite et d’un sommet beaucoup plus large, l’horizon est généré comme si un tissu pendait du sommet.

La polyligne 3D contient une balise (ID) numérique (entier long) pour chaque sommet. Cette balise n’est pas enregistrée si la sortie se trouve dans un shapefile. La balise contient des informations sur la jambe de la polyligne qui suit le sommet.

L’activation du paramètre Segmenter l’horizon entraîne la création de lignes individuelles pour chaque entité continue ayant une influence sur l’horizon et chaque ligne de transition reliant ces entités. Les lignes de transition courent le long d’une radiale imaginaire à partir du point d’observation et sont indiquées par une valeur -2 dans le champ d’ID. Une valeur -1 indique que l’horizon est défini par la surface et des valeurs supérieures ou égales à 0 identifient l’entité multipatch en entrée qui contribue à l’horizon.

L’outil Horizon contient trois paramètres d’échelle qui affectent les élévations des sommets dans l’horizon :

1. Pourcentage de mise à l’échelle : indique à quel pourcentage de l’angle vertical (angle au-dessus de l’horizon, ou angle d’altitude) ou de l’élévation d’origine le sommet doit être placé. Si la valeur 0 ou 100 est entrée, aucune mise à l'échelle n'est effectuée. La valeur peut être n’importe quel nombre, mais elle est généralement environ égale à 70 ou 80.
2. Mettre à l’échelle selon : indique si la mise à l’échelle doit être effectuée en tenant compte de l’angle vertical ou de l’élévation de chaque sommet (par rapport au point d’observation).
3. Méthode de mise à l’échelle : indique si tous les sommets doivent être mis à l’échelle par rapport à l’angle vertical (ou à l’élévation) du sommet doté de l’angle vertical le plus élevé (ou de l’élévation la plus élevée), ou par rapport à l’angle vertical (ou à l’élévation) d’origine du sommet concerné.

Par exemple, si 80 % est spécifié dans le paramètre Pourcentage de mise à l’échelle, si Angle vertical depuis le point d’observation est indiqué et que la méthode d’horizon Ligne d’horizon maximum est utilisée, le résultat obtenu est le suivant :

1. L’angle vertical est vérifié pour chaque sommet de l’horizon et le plus élevé est considéré comme l’angle vertical maximum.
2. La diminution de l’angle vertical est calculée comme étant de 20 % (c’est-à-dire, 100 moins 80) par rapport à l’angle vertical maximum d’origine.
3. Chaque sommet de l’horizon est abaissé de telle sorte que l’angle vertical par rapport à ce sommet soit inférieur d’une valeur égale à la valeur calculée pour le sommet possédant l’angle vertical maximum.

Dans tous les cas, seule la valeur z de chaque sommet est modifiée et non les valeurs X ou Y, ce qui signifie que le sommet tombe droit vers le bas (en supposant que le facteur d’échelle soit inférieur à 100 %).

Zone sans bâtiment (BFZ)

Les zones sans bâtiment (BFZ) décrivent un espace dans lequel les structures environnantes d’un point d’observation donné ne doivent pas être protubérantes de manière à conserver la vue du point d’observation sur les régions d’intérêt environnantes. Les zones sans bâtiment conservent généralement les vues des montagnes à partir de certaines localisations ; elles peuvent être calculées avec la surface d’élévation comme seule entrée de l’outil Horizon. La plage d’azimuts est alors limitée à la zone d’intérêt et les paramètres d’échelle suivants sont utilisés :

• Pourcentage de mise à l’échelle : 80
• Mettre à l’échelle selon : Angle vertical depuis le point d’observation
• Méthode de mise à l’échelle : Ligne d’horizon maximum

L’horizon obtenu est ensuite utilisé en entrée de l’outil Barrière d’horizon pour la génération d’un modèle de la zone sans bâtiment et l’outil Intersection 3D peut être utilisé pour déterminer si un bâtiment proposé entre dans la zone sans bâtiment.

Silhouettes et analyse des volumes d'ombre

Les silhouettes définissent le contour des entités projetées sur un plan vertical à partir de la perspective des points d’observation ; pour les créer, activez le paramètre Créer des silhouettes. L’outil Barrière d’horizon peut utiliser des silhouettes pour générer des volumes d’ombre.

Chaque entité en entrée est associée à une silhouette correspondante pour chaque point d’observation. Ainsi, 5 points d’observation (par exemple, 5 positions du soleil) et 10 entités (comme des bâtiments) entraînent la création de 50 silhouettes. La silhouette est un multipatch généralement vertical, placé juste derrière l’entité selon la perspective du point d’observation.

Les entrées de la surface et les contrôles d’azimut sont ignorés lors de la génération des silhouettes.

Lorsque le paramètre Segmenter l’horizon est activé, chaque silhouette est créée avec les rayons divergents provenant du point d’observation. Cela n’est généralement pas souhaitable pour les études d’ombre qui impliquent la lumière du soleil, car la modélisation de l’éclairage du soleil requiert des rayons parallèles. Le paramètre Segmenter l’horizon doit, par conséquent, être désactivé.

La projection considère que le point d’observation est distant de l’entité à l’infini de sorte que les lignes de visée (rayons lumineux) sont parallèles entre elles. Cela signifie que le point d’observation peut être placé très près de l’entité sans que cela ne pose problème pour les rayons divergents.

Les rayons lumineux partent précisément du point d’observation et se dirigent vers le point central de toutes les entités à prendre en compte lors d’une exécution de l’outil. Ce point central imaginaire est calculé comme indiqué ci-après. Pour chaque entité, le point central de son enveloppe (zone d’emprise solide rectangulaire dont les arêtes sont parallèles aux axes principaux) est calculé. Le point central de toutes les entités est le point central de l’enveloppe qui comprend tous les points centraux des entités. Cela signifie que les rayons lumineux de toutes les entités traitées lors d’une exécution de l’outil sont parallèles entre eux.

Eléments à prendre en compte

L’outil Horizon ne traite pas la variation non linéaire de l’angle d’élévation le long de l’arête supérieure d’un bâtiment. Si le point d’observation est équidistant de deux points à n’importe quelle extrémité de l’arête supérieure d’un bâtiment à proximité et que cette arête supérieure participe à la ligne d’horizon, l’angle d’élévation par rapport à un point médian imaginaire de cette arête est supérieur à celui des extrémités. Cette conséquence est négligeable lorsque les bâtiments sont éloignés du point d’observation mais est perceptible dans le cas de bâtiments plus proches du point d’observation.