Анализ видимости

Анализ зоны обзора — это вычислительный алгоритм, который определяет зону видимости , область, которая видна (на базовой поверхности местности ) из заданного местоположения. Это обычная часть набора инструментов анализа местности , присутствующая в большинстве программ географических информационных систем (ГИС). В анализе используется значение высоты каждой ячейки цифровой модели рельефа (DEM) для определения видимости в конкретной ячейке или из нее. Расположение этой конкретной ячейки варьируется в зависимости от потребностей анализа. Например, анализ зоны обзора обычно используется для определения местоположения вышек связи или определения вида с дороги. Зоны обзора можно рассчитать с использованием отдельной точки, например башни, или нескольких точек, например линии, обозначающей дорогу. При анализе отрезка линии каждая из вершин рассчитывается вдоль линии, чтобы определить ее видимую площадь. Этот процесс также можно обратить вспять. Например, при обнаружении свалки анализ может определить, откуда свалка видна, чтобы скрыть ее от глаз.

Процесс видимости анализа

Анализ видимости можно выполнить с помощью одной из многих ГИС- программ, таких как ArcGIS Pro , GRASS GIS (r.los, r.viewshed), QGIS ( плагин viewshed ), ^[1] LuciadLightspeed , LuciadMobile , SAGA GIS (Видимость), TNT Mips, ArcMap , Maptitude , ERDAS IMAGINE . Зона обзора создается на основе матрицы высот с помощью алгоритма, который оценивает разницу высот от одной ячейки (ячейки точки обзора) до следующей (целевой ячейки). Чтобы определить видимость целевой ячейки, каждая ячейка между ячейкой точки обзора и целевой ячейкой проверяется на предмет прямой видимости. Если ячейки с более высоким значением находятся между точкой обзора и целевыми ячейками, линия обзора блокируется. Если линия обзора заблокирована, то целевая ячейка определяется как не являющаяся частью зоны обзора. Если он не заблокирован, то он включается в область просмотра. ^[2]

Алгоритм также основан на заданном наборе переменных. При выполнении анализа видимости можно использовать несколько переменных для ограничения или корректировки расчета. Например, если целью анализа является определение местоположения радиовышки, высоту вышки можно прибавить к высоте этого местоположения (значению ячейки). Если высота не указана, то при анализе зоны обзора используется значение ячейки матрицы высот, в которой расположена башня.

Другой способ добавить высоту башни — использовать переменную смещения. Значения смещения могут быть добавлены как к отправляющей, так и к принимающей башне. Затем значение смещения добавляется к значению высоты ячейки, чтобы получить фактическую высоту каждой башни.

Анализ зоны обзора также может иметь ограниченный угол обзора. Угол обзора или азимут радиовышки можно включить в расчет путем сложения двух значений. Первое значение — это минимально возможный угол азимута, а второе значение — максимально возможный угол азимута. Программа будет анализировать зону обзора только в пределах заданных углов азимута. Также можно добавить вертикальный угол. Значения вертикального угла составляют от 90° (смотря прямо вверх) до -90° (смотря прямо вниз). Эту переменную необходимо будет добавить в тех случаях, когда радиовышка излучает очень узкий вертикальный луч.Последняя переменная, используемая в анализе зоны обзора, — это значение радиуса. В случае с радиовышкой, если радиосигнал имеет ограниченный радиус действия, например, 10 миль, то можно установить переменную радиуса, чтобы ограничить анализ зоны обзора радиусом 10 миль.

Анализ видимости использует [ править ]

Помимо размещения башни, анализ обзорной зоны можно использовать и для других целей. Например, анализ видимости может оценить влияние пристройки большого здания. Анализ зоны обзора покажет все области, из которых можно увидеть здание, а также любые виды, которые могут быть закрыты из любого конкретного места. Анализ видимости также используется для определения местоположения станций наблюдения за пожарами в горных районах (Lee and Stucky, 1998). Это позволяет размещать станции так, чтобы можно было наблюдать за всем лесом на предмет возможных пожаров.

Карта обзорной площадки Национальных исторических троп в окрестностях Рок-Спрингс, Вайоминг

Пример использования анализа зоны обзора на сегменте линии взят из Вайоминг штата Бюро землеустройства , в котором офис использовал анализ зоны обзора для определения видимости по национальным историческим тропам через Вайоминг. На территории полевого офиса в Рок-Спрингс есть пять различных смотровых площадок на выбор. Примером здесь является зона просмотра номер один. В обзорной зоне указаны участки земли, видимые с тропы, на четырех разных уровнях: от невидимого до видимого, в зависимости от того, сколько раз эту территорию можно было увидеть с тропы. Это показатель того, что пионеры могли видеть, путешествуя по тропам западной границы (полевой офис в Рок-Спрингс).

Уникальный анализ зрительской зоны [ править ]

В другом примере Геологическая служба США (USGS) использовала анализ зоны обзора для помощи НАСА проекту по исследованию Марса (MER). Когда НАСА нужно было найти подходящие места для посадки марсоходов , они обратились к Геологической службе США, чтобы составить карту наилучших возможных мест. Часть анализа включала обзор возможных вариантов выбора места. В этом случае зона обзора указывает области, которые могут или не могут быть видны марсоходам с каждой площадки приземления (Анализ зоны обзора места посадки MER).

Ссылки [ править ]

^ Цукович, Зоран (9 августа 2016 г.). «Расширенный анализ видимости: плагин Quantum GIS для анализа визуальных ландшафтов» . Журнал программного обеспечения с открытым исходным кодом . 1 (4): 32. Бибкод : 2016JOSS....1...32C . дои : 10.21105/joss.00032 . ISSN 2475-9066 .
^ Ким, Ён Хун; Рана, Санджай; Уайз, Стив (1 ноября 2004 г.). «Изучение множественного анализа видимости с использованием особенностей местности и методов оптимизации» . Компьютеры и геонауки . 30 (9): 1019–1032. Бибкод : 2004CG.....30.1019K . дои : 10.1016/j.cageo.2004.07.008 . ISSN 0098-3004 .

Библиография [ править ]

Ли Дж. и Стаки Д. (1998). О применении анализа видимости для определения путей наименьшей стоимости в цифровых моделях рельефа. Международный журнал географической информатики, 12 (8), 891-905.
Анализ обзора посадочной площадки MER . (2007). В проекте марсохода по исследованию Марса. Проверено 16 марта 2009 г.
Выполнение анализа видимости. (2007, 15 марта). В справке ArcGIS 9.2 Desktop. Получено 3 марта 2009 г. с сайта www.esri.com.
Полевой офис Рок-Спрингс. (2001). Смотровые навесы Национальной исторической тропы. В Бюро землеустройства. Проверено 16 марта 2009 г.
Ву Х., Пан М., Яо Л. и Луо Б. (2007). Последовательный алгоритм на основе секций для создания зоны обзора на массивных цифровых высотах. Международный журнал географической информатики, 21 (9), 955–964.

Внешние ссылки [ править ]

Смотровые навесы национальных исторических троп - от Бюро землеустройства
Приложение EarthScope Viewshed — веб-приложение от Института применения геопространственных технологий, поддерживаемое НАСА.

[Cuckovic2016-1] Цукович, Зоран (9 августа 2016 г.). «Расширенный анализ видимости: плагин Quantum GIS для анализа визуальных ландшафтов» . Журнал программного обеспечения с открытым исходным кодом . 1 (4): 32. Бибкод : 2016JOSS....1...32C . дои : 10.21105/joss.00032 . ISSN 2475-9066 .

[Kim2004-2] Ким, Ён Хун; Рана, Санджай; Уайз, Стив (1 ноября 2004 г.). «Изучение множественного анализа видимости с использованием особенностей местности и методов оптимизации» . Компьютеры и геонауки . 30 (9): 1019–1032. Бибкод : 2004CG.....30.1019K . дои : 10.1016/j.cageo.2004.07.008 . ISSN 0098-3004 .

[1]

[2]

Процесс видимости ​ анализа