Viewshed analys

Viewshed-analys är en beräkningsalgoritm som avgränsar en viewhed , det område som är synligt (på basterrängytan) från en given plats. Det är en vanlig del av terränganalys som finns i de flesta program för geografiska informationssystem ( GIS). Analysen använder höjdvärdet för varje cell i den digitala höjdmodellen (DEM) för att bestämma sikten till eller från en viss cell. Placeringen av just denna cell varierar beroende på analysens behov. Till exempel används en vyskärmsanalys vanligen för att lokalisera kommunikationstorn eller bestämma utsikten från en väg. Vytor kan beräknas med hjälp av en enskild punkt som ett torn eller flera punkter som en linje som representerar en väg. När man analyserar ett linjesegment beräknas var och en av hörnen längs linjen för att bestämma dess synliga area. Processen kan också vändas. Till exempel, när du lokaliserar en deponi kan analysen fastställa varifrån deponin är synlig för att hålla den dold.

Viewshed analysprocess

En viewhed-analys kan utföras med ett av många GIS- program, såsom ArcGIS Pro , GRASS GIS (r.los, r.viewshed), QGIS ( viewshed plugin ), LuciadLightspeed , LuciadMobile , SAGA GIS (Visibility), TNT Mips, ArcMap , Maptitude , ERDAS IMAGINE . En viewhed skapas från en DEM genom att använda en algoritm som uppskattar höjdskillnaden från en cell (synpunktscellen) till nästa (målcellen). För att bestämma synligheten av en målcell undersöks varje cell mellan synpunktscellen och målcellen för siktlinje. Där celler av högre värde finns mellan synpunkts- och målcellerna är siktlinjen blockerad. Om siktlinjen är blockerad är målcellen fast besluten att inte vara en del av synfältet. Om den inte är blockerad ingår den i visningsfönstret.

Algoritmen är också baserad på en given uppsättning variabler. När du utför en vy över analys kan flera variabler användas för att begränsa eller justera beräkningen. Till exempel, om analysen ska bestämma platsen för ett radiotorn, kan höjden på tornet läggas till höjden av den platsen (cellvärde). Om ingen höjd anges, använder vyskärmsanalysen cellvärdet för DEM där tornet är beläget.

Ett annat sätt att lägga till höjden på tornet är att använda en offsetvariabel. Offsetvärden kan läggas till såväl ett sändande torn som ett mottagande torn. Offsetvärdet adderas sedan till cellens höjdvärde för att erhålla den faktiska höjden för varje torn.

Viewhed-analysen kan också ha en begränsad betraktningsvinkel. Betraktningsvinkeln, eller azimut , för radiotornet kan inkluderas i beräkningen genom att lägga till två värden. Det första värdet är den lägsta möjliga azimutvinkeln och det andra värdet är den högsta möjliga azimutvinkeln. Programmet kommer att analysera vyerna endast inom dessa givna azimutvinklar. En vertikal vinkel kan också läggas till. Värdena för vertikal vinkel är från 90° (kika rakt upp) till -90° (rakt nedåt). Denna variabel skulle behöva läggas till i fall där radiotornet avger en mycket smal vertikal stråle. Den sista variabeln som används i visningsgradsanalysen är radievärdet. När det gäller radiotornet, om radiosignalen har en begränsad räckvidd, kanske 10 miles, kan radievariabeln ställas in för att begränsa visningsbreddsanalysen till en radie på 10 miles.

Viewshed analys använder

Förutom tornplacering kan en viewhed-analys användas för andra applikationer. Till exempel kan en visningsanalys uppskatta effekten av att bygga en stor byggnad. Analysen av vyerna skulle visa alla områden från vilka byggnaden kunde ses samt alla vyer som skulle skymmas från en viss plats. Viewshed-analyser används också för att lokalisera brandobservationsstationer i bergsområden (Lee och Stucky, 1998). Detta gör att stationerna kan placeras så att hela skogen kan observeras för eventuella bränder.

Viewshed karta från National Historic Trails i närheten av Rock Springs, Wyoming

Ett exempel på att använda en visningsgradsanalys på ett linjesegment är från Wyoming State Office, Bureau of Land Management , där kontoret använde en visningsgradsanalys för att bestämma sikten från National Historic Trails tvärs över Wyoming. Inom Rock Springs Field Office-området finns fem olika utsiktsplatser att välja mellan. Exemplet här är viewhed nummer ett. Utsiktsskärmen anger de markområden som är synliga från stigarna på fyra olika nivåer från osynliga till synliga, baserat på hur många gånger området kunde ses från leden. Detta är en indikation på vad pionjärerna kunde se när de reste längs stigarna på den västra gränsen (Rock Springs Field Office).

En unik perspektivanalys

Gusev-kratern på Mars: vyskjulen (röd) är överlagd på en höjdkarta

I ett annat exempel använde United States Geological Survey (USGS) en visningsanalys för att hjälpa NASA :s Mars Exploration Rover (MER)-projekt. När NASA behövde hitta lämpliga landningsplatser för Mars rovers vände de sig till USGS för att kartlägga de bästa möjliga platserna. En del av analysen inkluderade en översikt över möjliga platsval. I det här fallet indikerar vyskärmen de områden som kan eller inte kan vara synliga av Mars-rovers från varje landningsplats (MER Landing Site Viewshed Analysis).

Bibliografi

  • Lee, J. & Stucky, D. (1998). Om tillämpning av viewshed-analys för att bestämma billigaste vägar på digitala höjdmodeller. International Journal of Geographical Information Science, 12(8), 891-905.
  • MER Landing Site Viewshed Analysis . (2007). I Mars Exploration Rover Project. Hämtad 16 mars 2009.
  • Utföra en vykortsanalys. (2007, 15 mars). I ArcGIS 9.2 Desktop Hjälp. Hämtad 3 mars 2009 från www.esri.com
  • Rock Springs fältkontor. (2001). National Historical Trail Viewsheds. I Burea of ​​Land Management. Hämtad 16 mars 2009.
  • Wu, H., Pan, M., Yao, L., & Luo, B. (2007). En partitionsbaserad seriell algoritm för att generera Viewshed på massiva DEM. International Journal of Geographical Information Science, 21(9), 955-964.

externa länkar

Hämtad från " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Viewshed_analysis&oldid=1139292549 "