Анализ линии горизонта дает понимание формы горизонта с одной или нескольких точек обзора. Горизонт может включать поверхности и объекты, такие как строения, объединенные для понимания окружающей среды. Набор инструментов геообработки 3D Analyst позволяет вам выполнять анализ линии горизонта в ArcGIS Pro. Инструменты геообработки Линия горизонта, Граница видимости и Схема горизонта при последовательном запуске помогают выполнить полный анализ линии горизонта.
В качестве примера, который поможет вас понять, как использовать эти инструменты для выполнения анализа линии горизонта, ниже приведено изображение кратера Гора Сент-Хеленс с высоты птичьего полета. Представьте, что есть наблюдатель, который стоит на дне в центре кратера и смотрит вокруг. Вы хотите анализировать горизонт с точки наблюдения по вершине кратера. Вы можете создать 3D линию, описывающую местоположения, которые видимы с точки наблюдения, и далее оценить ее. Чтобы сделать это, вы можете начать с запуска инструмента геообработки Линия горизонта, чтобы создать 3D линию горизонта. Линия горизонта может быть похожа, но не идентичная линии хребта.
Линия горизонта
Первый шаг этого анализа - создать линию горизонта с помощью инструмента геообработки Линия горизонта. Инструмент генерирует представление 3D линии, отделяющей небо от поверхности и объектов, вокруг каждой точки наблюдения. Минимальные входные данные, которые вам необходимы для построения линии горизонта, это точка наблюдения и ландшафт. Точка наблюдения представляет собой точку обзора, где стоит наблюдатель. Поверхность, которая может быть Нерегулярной сетью триангуляции (TIN) или растровой поверхностью, используется для определения самой дальней точки поверхности, видимой наблюдателю, над которой наблюдатель может видеть небо. Когда у вас будут эти два набора входных данных в инструменте геообработки Линия горизонта, вы создадите линию горизонта, как показано на рисунке ниже. Если в качестве входных данных передаются объекты, инструмент может создать силуэт этих объектов, которые включены в линию горизонта; эти силуэты потом могут использоваться инструментом геообработки для создания объемных теневых объектов.
Красная точка в центре кратера представляет наблюдателя, стоящего на дне в центре кратера. Темно-синяя линия - это выходные данные инструмента геообработки Линия горизонта, которые показывают, насколько далеко может видеть поверхность наблюдатель.
Граница видимости
Для того, чтобы визуализировать линию горизонта в 3D, вы можете использовать инструмент геообработки Границы видимости.
Инструмент геообработки Граница видимости создает поверхности с контролем высоты по линиям горизонта. Они задаются между точками наблюдения и линиями горизонта, связанными с этими точками. Границу видимости можно использовать для определения, находится ли объект интереса выше горизонта и, следовательно, он видимый или будет менять линию горизонта при включении в сцену. Этот инструмент также может генерировать объемный теневой объект, который в свою очередь можно использовать, чтобы определить, затеняются ли или скрываются ли эти объекты другими объектами или поверхностью, использующимися для генерации линии горизонта, по которой строится барьер.
Вы должны предоставить два набора входных данных для инструмента: один - это точка наблюдения, а другой - это линия горизонта, являющаяся 3D линией, созданной инструментом геообработки Линия горизонта, который вы использовали ранее. На рисунке ниже вы можете видеть красную точку, которая является входной точкой наблюдения, и созданную границу видимости, которая является объектом-мультипатч, созданным инструментом. Состав этого объекта-мультипатч - это набор треугольников, исходящих из точки наблюдения в центре.
Схема горизонта
Если вы хотите получить количественные характеристики из анализа линии горизонта, используйте инструмент геообработки Схема горизонта. Инструмент геообработки Схема горизонта вычисляет процент видимости неба и строит дополнительную таблицу и полярный график.
Как и для инструмента геообработки Граница видимости, инструменту геообработки Схема горизонта нужна точка наблюдения и линия горизонта в качестве входных данных. Выходным данными будут полярный график и дополнительная таблица. Следующее изображение - это полярных график, полученный инструментом Схема горизонта. Голубая область показывает освещенность неба, которую вы увидите, если вы ляжете на спину и будете смотреть на небо. Центр графика - это точка наблюдения. Углы вокруг графика показывают азимут от наблюдателя, а угла на концентрических кругах - это зенитные углы (чем больше зенитный угол, тем больше неба можно видеть в этом горизонтальном направлении).
Таблица ниже показывает выходную таблицу, полученную инструментом геообработки Схема горизонта. Заданы следующие поля:
- HORIZ_ANG—Арифметический угол, начинающийся от восточного направления в 0 градусов и увеличивающийся против часовой стрелки, от 0 до 360 градусов..
- ZENITH_ANG—Угол от верха вниз с диапазоном от 0 до 90 градусов.
- HOR_AN_GEO—Географический угол, начинающийся от северного направления в 0 градусов и увеличивающийся по часовой стрелке. Его значение вычисляется с помощью формулы:
, который лежит в диапазоне от 0 до 360 градусов. Mod 360 означает, что если число 360 или больше, вычтите 360 из этого числа.Географический = (450 - Арифметический) mod 360 - ZEN_AN_INV—Угол от низа вверх с диапазоном от 0 до 90 градусов. Он является комплементарным к ZENITH_ANG, что означает, что 90 - это суммарное значение.
Есть две пары значений углов, которые важны в этой таблице.
Первая пара содержит горизонтальные углы. Значения в столбце HORIZ_ANG - это арифметические углы, где 0 представляет восток и углы увеличиваются против часовой стрелки. HOR_AN_GEO - это азимут или географический угол, 0 находится на севере, и угол увеличивается по часовой стрелке. Следующие рисунки помогут понять эту концепцию.
Это вид карты, или ортогональный вид Для кратера Горы Сент-Хеленс вход находится на севере, с углом азимута/географическим углом равным 0 и арифметическим углом 90, как показано на рисунке ниже.
Чтобы получить географический азимут из арифметического угла, используется следующая формула:
Географический = (450 - Арифметический) mod 360Например, для арифметического угла 180 (запад), географический угол составляет
(450 - 180) mod 360 = 270 (запад)(450 - 30) mod 360 = 420 mod 360 = 60Вторая пара содержит два вертикальных угла, как вы можете видеть из таблицы в полях ZENITH_ANG и ZEN_AN_INV, которые комплементарны. Это отношение намного проще и может быть проиллюстрировано рисунком ниже.
Одно полезное сообщение - это возвращаемое значение инструмента Схема горизонта:
Сообщения геообработки Схема горизонта: Процент неба, видимого над базовым вертикальным углом 0.000000 градусов составляет 64.448665.
Минимальный и максимальный вертикальные углы составляют 0.000000 и 32.605258 градусов.
Первая часть показывает процент освещенности неба, который вы вычислили от горизонтали. Вы можете задать базовый уровень высоты, набрав значение в параметре Базовый угол видимости в инструменте. Например, вы можете набрать там 15 градусов, что означает, что на 15-градусном угле высоты вы вычислите освещенность неба выше этого порога. Значение по умолчанию 0, что означает вычисление на уровне наблюдателя.
Вторая часть сообщения показывает минимальный и максимальный угол высоты из столбца ZEN_AN_INV в выходной таблице инструмента геообработки Схема горизонта.
Набор инструментов Линия горизонтов - Линия горизонта, Граница видимости и Схема горизонта - дает визуальное представление и количественные измерения того, насколько открыто или закрыто заданное место в ландшафте.