了解天际线分析

天际线分析用于了解地平线相对于一个或多个视点的形状。 地平线可能包含表面和要素，例如建筑物，将结合两者了解物理环境。 这套 3D Analyst 地理处理工具用于在 ArcGIS Pro 中执行天际线分析。 如果按顺序运行天际线、天际线障碍物和天际线图地理处理工具，则可以帮助您执行完整的天际线分析。

下图显示了飞鸟眼中圣海伦斯火山的视图，以此为例帮助您了解如何使用这些工具执行天际线分析。 假设有一个观测者站在火山底部中心位置四处查看。 您希望从观测点分析火山顶部周围的地平线。 您可以创建一条 3D 线，描绘在观测点范围内的位置，然后对该线进行量化。 为此，首先运行天际线地理处理工具创建 3D 地平线。 相对于山脊线，天际线可能相似，但是不同。

显示了圣海伦斯火山的研究区域。

天际线

在此分析中，第一步是使用天际线地理处理工具创建天际线。 该工具会生成线的 3D 线表示，这条线用于将天空与每个观测点周围的表面和要素分离。 要构建天际线，至少需要观测点和地形输入数据。 观测点表示观测者当前所站立位置的视点。 表面可以为不规则三角网 (TIN) 或栅格表面，用于确定观测者可以看到的表面上的最远位置，在该位置上方，观测者只能看到天空。 在天际线地理处理工具中创建这两个输入集后，可以生成如下图所示的天际线。 如果输入包含要素，则该工具可以生成参与天际线的这些要素的轮廓；然后可以将这些轮廓用于“天际线障碍物”地理处理工具以生成阴影体。

显示了运行“天际线”地理处理工具的结果。

火山中心的红点表示站在火山底部中心的观测者。 深蓝色线为“天际线”地理处理工具的输出，用于显示观测者可以在表面周围的各个方向上看到的最远距离。

天际线障碍物

要帮助在 3D 模式下可视化天际线，可以使用天际线障碍物地理处理工具。

天际线障碍物地理处理工具用于生成相对于天际线的高度控制面。 这些表面在观测点和与这些点关联的天际线之间进行定义。 障碍物可用于检测相关要素是在地平线上方，因此可见，还是在嵌入场景后会修改天际线。 该工具还可能生成阴影体，该阴影体转而又可确定用来生成天际线（根据该天际线创建障碍物）的要素或表面是否会对其他要素产生阴影或遮挡其他要素。

必须向该工具提供两个输入：一个为观测点，另一个为天际线，即基于之前使用的天际线地理处理工具生成的 3D 线。 在下图中，可以看到一个红点，即输入观测点，深蓝色线为创建的天际线障碍物，即该工具创建的多面体要素。 此多面体要素由一系列相对于中心观测点生成的三角形组成。

显示了“天际线障碍物”工具的结果。

天际线图

如果希望从天际线分析推导定量测量值，使用天际线图地理处理工具。 天际线图地理处理工具用于计算天空可见性比，并选择性地生成表和极线图。

与天际线障碍物地理处理工具一样，天际线图地理处理工具需要观测点和天际线作为输入。 将输出极线图和（可选）表。 下图是天际线图的极线图输出。 蓝色区域显示暴露的天空，即平躺时看到的天空。 该图的中心位于观测点。 图周围的角度表示相对于观测者的方位角，同心环上的角度指天顶角（天顶角越大，在该水平方向上可以看到的天空越多）。

显示了“天际线图”地理处理工具的极线图输出。

下表显示了天际线图地理处理工具的输出表。 这些字段定义如下：

• HORIZ_ANG - 算术角自东方开始（0 度）逆时针测量，大小介于 0 到 360 度之间。
• ZENITH_ANG - 自上向下测量的角度，介于 0 到 90 度之间。
• HOR_AN_GEO - 地理角从北方开始（0 度）顺时针测量。 将使用以下公式计算其值：

  地理角 = (450 - 算术角) Mod 360

  结果介于 0 到 360 度之间。 Mod 360 表示如果其左侧的数大于等于 360，则从该数中减去 360。
• ZEN_AN_INV - 自下而上测量的角度，介于 0 至 90 度之间。 它是 ZENITH_ANG 的补角，这意味着总和为 90。

显示了“天际线图”地理处理工具的表输出。

在此表中，有两对角度值很重要。

第一对为水平角。 HORIZ_ANG 列中的值为算术角，其中 0 表示正东，角度逆时针增加。 HOR_AN_GEO 为方位角或地理角；其起点 0 为正北，顺时针增加。 下面这些图可以有助于您理解上述概念。

这是地图视图或正射视图。 对于圣海伦斯火山，火山口朝北，方位角/地理角为 0，算术角为 90，如下图所示。

角度值显示天际线图表的结果。

要基于算术角获取地理方位角，可以使用以下公式：

地理角 = (450 - 算术角) Mod 360

例如，当算术角为 180（西）时，地理角为

(450 - 180) mod 360 = 270（西）

。当算术角为 30（东北偏东）时，地理角为

(450 - 30) mod 360 = 420 mod 360 = 60

。

第二对为垂直角，如上表中的 ZENITH_ANG 和 ZEN_AN_INV 字段所示，二者互补。 它们的关系非常简单，如下图所示。

高度角和天顶角之间的关系。

天际线图工具返回的值为有用消息之一：

天际线图地理处理消息：基本垂直角 0.000000 度上方的可见天空百分比为 64.448665。

最小和最大垂直角分别为 0.000000 和 32.605258 度。

第一部分表示暴露的天空百分比，假设相对于水平方向向上计算的。 可通过在工具的“基本可见角”参数中键入值，指定基本高度角。 例如，可在其中键入 15 度，这意味着当高度角为 15 时，您希望计算在该阈值上方暴露的天空。 默认值为 0，意味着计算基于与观测者相同的高程。

消息的第二部分表示天际线图地理处理工具输出表中 ZEN_AN_INV 列中的最小和最大高度角。

天际线工具套件（天际线、天际线障碍物和天际线图）用于提供视觉反馈以及特定物理地点的开放或闭合程度定量测量值。