Viewshed analyse - Viewshed analysis

Udsigtsområde analyse er en beregningsmæssig algoritme, der skildrer en udsigtsområde , det område, der er synligt (på basen terræn overflade) fra et givet sted. Det er en almindelig del af terrænet analyse værktøjssæt findes i de fleste geografisk informationssystem (GIS) software. Analysen bruger højdeværdien for hver celle i den digitale højdemodel (DEM) for at bestemme synligheden til eller fra en bestemt celle. Placeringen af ​​denne celle varierer afhængigt af analysens behov. For eksempel bruges en viewshed-analyse ofte til at lokalisere kommunikationstårne ​​eller bestemme udsigten fra en vej. Viewsheds kan beregnes ved hjælp af et individuelt punkt såsom et tårn eller flere punkter såsom en linje, der repræsenterer en vej. Når man analyserer et linjesegment, beregnes hver af hjørnerne langs linjen for at bestemme dets synlige område. Processen kan også vendes. For eksempel, når man finder en losseplads , kan analysen bestemme, hvor lossepladsen er synlig for at holde den skjult fra syne.

Processen til analyse af Viewshed

En viewshed-analyse kan udføres ved hjælp af et af mange GIS- programmer, såsom ArcGIS Pro , GRASS GIS (r.los, r.viewshed), QGIS ( viewshed plugin ), LuciadLightspeed , LuciadMobile , SAGA GIS (Visibility), TNT Mips, ArcMap , Tilpasning , ERDAS IMAGINE . En viewshed oprettes fra en DEM ved hjælp af en algoritme, der estimerer højdeforskellen fra en celle (synspunktcellen) til den næste (målcellen). For at bestemme synligheden af ​​en målcelle undersøges hver celle mellem synspunktcellen og målcellen for synsfelt. Hvor celler af højere værdi er mellem synspunktet og målcellerne, blokeres synslinjen. Hvis synslinjen er blokeret, er målcellen bestemt til ikke at være en del af visningsbilledet. Hvis den ikke er blokeret, er den inkluderet i visningsboden.

Algoritmen er også baseret på et givet sæt variabler. Når der udføres en viewshed-analyse, kan flere variabler bruges til at begrænse eller justere beregningen. For eksempel, hvis analysen skal bestemme placeringen af ​​et radiotårn, kan højden af ​​tårnet føjes til højden af ​​det sted (celleværdi). Hvis der ikke er angivet nogen højde, bruger viewshed-analysen celleværdien af ​​DEM, hvor tårnet er placeret.

En anden måde at tilføje tårnets højde på er at bruge en forskydningsvariabel. Offset-værdier kan tilføjes til et afsendende tårn såvel som et modtagende tårn. Offsetværdien føjes derefter til celleens højdeværdi for at opnå den aktuelle højde for hvert tårn.

Viewshed-analysen kan også have en begrænset synsvinkel. Betragtningsvinklen eller azimut for radiotårnet kan indarbejdes i beregningen ved at tilføje to værdier. Den første værdi er den lavest mulige azimutvinkel, og den anden værdi er den højest mulige azimutvinkel. Programmet analyserer kun visningen inden for disse givne azimutvinkler. En lodret vinkel kan også tilføjes. Værdierne for lodret vinkel er fra 90 ° (ser lige op) til -90 ° (ser lige ned). Denne variabel skal tilføjes i tilfælde, hvor radiotårnet udsender en meget smal lodret stråle. Den sidste variabel, der anvendes i viewshed-analysen, er radiusværdien. I tilfælde af radiotårnet, hvis radiosignalet har et begrænset rækkevidde, måske 10 miles, så kan radiusvariablen indstilles til at begrænse udsigtsanalysen til en radius på 10 miles.

Viewshed analyse bruger

Udover tårnplacering kan en viewshed-analyse bruges til andre applikationer. For eksempel kunne en viewshed-analyse estimere virkningen af ​​tilføjelsen af ​​en stor bygning. Viewshed-analysen viser alle de områder, hvorfra bygningen kunne ses, samt synspunkter, der ville blive skjult fra et bestemt sted. Udsigtsområde analyser også bruges til at lokalisere brand observationsstationer i bjergegne (Lee og Stucky, 1998). Dette gør det muligt at placere stationerne, så hele skoven kan observeres for mulige brande.

Image
Image
Vis kort over National Historic Trails i nærheden af Rock Springs, Wyoming

Et eksempel på brug af en viewshed-analyse på et linjesegment er fra Wyoming State Office, Bureau of Land Management , hvor kontoret brugte en viewshed-analyse til at bestemme synligheden fra National Historic Trails i hele Wyoming. Inden for Rock Springs Field Office-området er der fem forskellige udsigtskure at vælge imellem. Eksemplet her er vist nummer et. Viewshed viser landområderne synlige fra stierne på fire forskellige niveauer fra ikke synlige til synlige, baseret på antallet af gange området kunne ses fra stien. Dette er en indikation af, hvad pionererne kunne se, da de rejste langs stierne ved den vestlige grænse (Rock Springs Field Office).

En unik viewshed analyse

Image
Gusev-krater på Mars: udsigtsskærmen (rød) er overlejret på et højdekort

I et andet eksempel på United States Geological Survey (USGS) brugte en udsigtsområde analyse til at hjælpe NASA 's Mars Exploration Rover (MER) projekt. Da NASA havde brug for at finde passende landingssteder for Mars- roverne, henvendte de sig til USGS for at kortlægge de bedst mulige steder. En del af analysen omfattede en visning af mulige webstedsvalg. I dette tilfælde viser visningsbodet de områder, der måske eller ikke kan ses af Mars-rovere fra hvert landingssted (MER Landing Site Viewshed Analysis).

Referencer

Bibliografi

  • Lee, J., & Stucky, D. (1998). Om anvendelse af Viewshed-analyse til bestemmelse af billigste stier på digitale højdemodeller. International Journal of Geographical Information Science, 12 (8), 891-905.
  • MER Analyse af udsigtssted for landingssted . (2007). I Mars Exploration Rover Project. Hentet 16. marts 2009.
  • Udførelse af en Viewshed-analyse. (2007, 15. marts). I ArcGIS 9.2 Desktop-hjælp. Hentet 3. marts 2009 fra www.esri.com
  • Rock Springs feltkontor. (2001). National Historical Trail Viewsheds. I Burea of ​​Land Management. Hentet 16. marts 2009.
  • Wu, H., Pan, M., Yao, L., & Luo, B. (2007). En partitionsbaseret seriel algoritme til generering af Viewshed på massive DEM'er. International Journal of Geographical Information Science, 21 (9), 955-964.

eksterne links