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通视分析工作原理

需具备 3D Analyst 许可方可使用。

通视分析工具可根据每个线要素在 3D 空间中相对于表面或多段体要素类所提供的障碍物的位置,计算每个线要素的第一个折点和最后一个折点之间的通视性。 第一个折点定义了观测点,而最后一个折点为观测目标。 可见性沿这些点之间的视线确定,且在超过两个折点的线中,任何中间折点都会被忽略。

2D 线的观测点和目标点的高度从表面进行插值,观察点位置的默认偏移为 1,以使其高于表面。 对于 3D 线要素,观察点和目标高程完全来自该要素的几何体。 通过添加名为 OffsetAOffsetB 的字段,可对观测点和目标点应用额外的偏移。 OffsetA 中的值会加到观察点的高程,而 OffsetB 则加到目标上。

如果未提供多面体要素,输出线会叠加在表面上。 如果提供了多面体要素,其要素将与表面一同纳入可见性分析,产生的线将直接从观察点延伸到目标位置。

输出 3D 线为每条完全可见或不可见的视线存储一个要素,为每条部分可见的视线存储两个要素。 SourceOID 字段指示用于定义视线的输入要素,VisCode 字段中的值指示视线的可见性,其中 1 表示可见,2 表示不可见。 TarIsVis 字段通过值 1 表示可见,通过值 0 表示不可见,以此来说明从观察点是否可见目标点。 还会添加一个名为 OBSTR_MPID 的字段,用于标识阻碍视线的多面体。 如果目标被表面遮挡,则该字段值为 -1。 如果目标可见,则为 -9999。

可创建一个可选的障碍点要素类,用于可视化视线方向上第一个阻碍观察点观测目标的位置。 如果视线在到达某个要素前被表面的任何部分遮挡,则该障碍点位于表面上。 如果视线在到达表面的任何部分之前先遇到某个要素,则该障碍点将位于实际的交点处,其余的视线则被视为不可见。 它包含一个 SourceOID 字段,用于识别与障碍物相关的输入线。

曲率和大气折射校正

曲率选项可在进行视线计算时根据地球曲率进行调整。 只有当输入表面的空间参考处于投影坐标系且定义了 z 坐标单位时,才能使用该方法。

启用折射选项可补偿大气折射的影响,大气折射会迫使光线在穿过大气时偏折。 此偏差的大小由气压和密度、湿度、温度和高程的变化控制。 与曲率类似,校正大气折射需要将表面的空间参考置于投影坐标系中,并定义其 z 坐标单位。

用来进行校正的公式:

\(Z \space = \space Z _{0} \space + \space D ^{2} (R \space - \space 1) \space ÷ \space d\)

其中:

  • Z - 在考虑大气折射影响后校正的高程。

  • Z0 - 观察位置的表面高程

  • D - 观测要素与被观测位置之间的平面距离。

  • d - 地球直径,为 12,740 km。

  • R - 光的折射系数。 在高程变化范围为 40 至 100 米之间的位置,若白天天空晴朗且标准大气压下,默认值 0.13 被认为较为合适(Yoeli,《利用计算机和绘图仪制作通视地图》,Cartographica 22:88–103,1985)。 不同的折射值可用于模拟不同大气条件和高程对可见性的影响。