Доступно с лицензией 3D Analyst.
Городская среда имеет сложную пространственную композицию – плотные группы физических структур, такие как здания, деревья и уличное оборудование, открытые пространства, такие как парки или городские площади. Вы можете лучше проанализировать городское пространство с помощью линии горизонта, чтобы привлечь внимание к определенным местам города.
Группа инструментов Видимость в 3D Analyst содержит инструменты линии горизонта, которые можно использовать во многих ситуациях. Они позволяют визуально сравнивать различные способы определения видимой области неба из точки наблюдения и находить возможные препятствия для той или иной точки обзора. В этом рабочем процессе вы увидите, как использовать инструменты для сохранения вида на океан из башни в центре города.
Башня – популярный туристический аттракцион и городская достопримечательность – находится в центре городской площади, с ее верхних этажей открывается вид на океан. Гости обедают во вращающемся ресторане на верхнем этаже, наблюдая береговую линию. Этот верхний этаж будет использоваться в рабочем процессе как точка расположения наблюдателя. У архитекторов и строителей имеется предложение о постройке высотного здания справа вдоль береговой линии. Высотное здание перекроет часть вида, причем не только для ресторана, но и для ближайших отелей и апартаментов, выходящих набережную. Ограничение высоты зданий – частая проблема при планировании городского пространства, затрагивающая интересы жителей, бизнеса, туризма и агентств недвижимости.
В этом рабочем процессе сравниваются результаты влияния до и после постройки нового здания на обзор, открывающийся с башни. Для создания линии городского силуэта вокруг точки наблюдения будет использован инструмент Линия горизонта. Объем экстента линии горизонта будет создан с помощью инструмента Граница видимости. Наконец, вы сделаете графическое сравнение видимости неба с помощью Схемы горизонта, которая представляет углы из точки наблюдателя к каждой вершине линии горизонта. Все это различные варианты представления одной и той же информации, но они помогают визуализировать данные и рассказать историю о размере видимого неба.
Подготовка данных
Обычно для анализа городской линии горизонта как минимум требуются точка наблюдения и данные по зданиям, желательно также использовать данные поверхности или рельефа. Положение наблюдателя также имеет критическое значение. Если наблюдатель находится на уровне земли в центре города, окруженный зданиями, поверхность не оказывает влияния на линию горизонта, если только город не находится в гористой местности. Отчасти по этой причине инструмент Линия горизонта по умолчанию имеет виртуальную поверхность. В основном, глядя из центра города вверх на небо, вы не видите рельефа, поэтому он не является обязательным условием для анализа. И наоборот, если вы не в городе, в на горном хребте или в долине, линия горизонта совсем другая, поэтому поверхность и значения высот становятся более важными. ArcScene – это приложение, лучше всего подходящее для проведения такого анализа.
Анализ линии горизонта
Инструмент Линия горизонта позволяет провести городскую линию горизонта так, как с вершины башни ее видит наблюдатель, поворачивающийся на 360 градусов. Выходная линия горизонта отображает границу между зданиями и небом. В общем виде она определяет первую точку, в которой вы видите небо, находясь на своей позиции и поворачиваясь, чтобы увидеть круговой обзор.
В этом примере главный вопрос – определить, в каких местах вид на океан будет перекрыт высотным зданием, построенным на берегу. Вы будете сравнивать линию горизонта до постройки и после постройки здания.
Инструмент Линия горизонта использует входную точку наблюдения (центр крыши башни) и слой окрестных зданий как факторы сравнения. После добавления к изображению результата вычисления линии горизонта (skyline1), измените цвет и толщину линии, чтобы сделать ее ярче.
Полученная линия горизонта соответствует круговому обзору из точки наблюдения на башне. Представьте, что вы сидите во вращающемся ресторане наверху башни: ясно видно, что вид береговой линии ничем не перекрывается (вперед и вправо на сцене). Это то, чего хотят большинство посетителей. Если вы повернетесь по часовой стрелке, вы увидите, что линия горизонта перекрывается крышами домов.
Анализ Граница видимости
Граница видимости похожа на покрытие, отображающее видимый экстент. Она строится с помощью соединения линий взгляда, расходящихся из центральной точки наблюдения до горизонта. Выходные данные изображают видимый для наблюдателя диапазон и могут отображаться как плоская поверхность или, при включении опции Замкнутый, как объемная поверхность, в этом случае выступающие объекты строятся с помощью вытягивания от линии горизонта. Он используется для определения, нарушают ли объекты, например, здания, плоскость барьера, выступая через него и изменяя таким образом линию горизонта.
Для создания барьера, откройте инструмент Граница видимости и укажите точку наблюдения и линию горизонта, построенную в предыдущем шаге.
Построенные по умолчанию плоские выходные данные показаны здесь:
Сделайте границу видимости прозрачнее, с помощью кнопки Прозрачность слоя на панели инструментов 3D Эффекты.
Перезапустите инструмент для создания замкнутых объемов, наподобие таких, с отключенными зданиями для лучшего отображения границ:
Графический анализ
Несмотря на необходимость визуального анализа линии горизонта и границы видимости, для поддержки 3D анализа также может потребоваться количественный анализ, например, графические диаграммы. В этом вам поможет создание схемы горизонта.
Откройте инструмент Схема горизонта и введите точку наблюдения в поле Входные точечные объекты наблюдателей, а линию горизонта – в поле Входные линейные объекты. В результате вы получите таблицу, диаграмму или и то и другое, поэтому необходимо присвоить выходным данным следующие имена: skyline_table1 и skyline_graph1. Щелкните OK, чтобы создать таблицу и граф.
Выходная таблица автоматически добавляется в окно Содержание и используется так же, как любая другая отдельная таблица или таблица атрибутов.
Полярная диаграмма автоматически открывается после запуска инструмента и отображает профиль линии горизонта, основанный на значениях таблицы.
Числа, указанные справа от полярной диаграммы являются углом к зениту каждого сектора горизонта.
Чтобы изменить символы этой полярной диаграммы, чтобы область неба отображалась более реалистично, щелкните его правой кнопкой мыши и выберите Дополнительные свойства. В диалоговом окне Редактирование щелкните Серии > Полярные в левом столбце. Выберите небесно-голубой цвет линии и используйте опцию форматирования Заливка, чтобы заполнить небо сплошным полупрозрачным голубым цветом.
Теперь центральная область неба окрашена светло-голубым цветом, напоминающим голубое небо.
Чтобы понять, что такое полярный круг, представьте, что вы лежите на спине и смотрите в небо. Белые, не закрашенные области вокруг – это здания, которые вытянуты в небо. Чем выше здание, тем дальше оно вдается в круг. Вы можете видеть открытое пространство вверху диаграммы. Эта полярная диаграмма, напоминающая фотографию "рыбий глаз", может использоваться для изображения степени приближения, основанной на центральной точке наблюдателя.
Инструмент Схема горизонта также вычисляет другие полезные значения. Если вы изучите результаты работы инструмента (перейдите в меню Геообработка и выберите Результаты, если вы их не видите), вы можете найти два пары значений. Одна – это процент экспозиции линии горизонта над базовым вертикальным углом, который можно задать с помощью дополнительного параметра Базовый угол видимости, другая – минимальный и максимальный вертикальные углы. Вот текущие результаты доступности горизонта:
Дополнительные выходные значения инструмента Схема горизонта
Процент неба, видимого выше базового вертикального угла в 0.000000 градусов равен 95.254876.
Минимальный и максимальный вертикальные углы составляют -6.560444 и 13.617137 градусов.Графические и текстовые результаты работы инструмента зависят от точки обзора наверху башни. Использован полукруглый тип диаграммы – запад (-90 градусов) напротив востока (90 градусов) – поскольку нас интересует только северное направление, выходящее на океан.
Новая линия горизонта и сравнение результатов
Чтобы сравнить, что будут видеть наблюдатели из ресторана, смотрящие в сторону океана, после постройки высотного здания, добавьте слой этого здания и снова запустите инструмент.
На диаграмме вы можете ясно видеть, как новое здание врезается в линию горизонта. Также представьте, что точка наблюдения находится в здании отеля у берега, а новое здание расположено прямо перед ним и рядом с окнами вашей комнаты. Ваша линия горизонта будет блокирована полностью.
Дополнительные выходные значения после второго запуска инструмента Схема горизонта
Процент неба, видимого выше базового вертикального угла в 0.000000 градусов равен 94.277842.
Минимальный и максимальный вертикальные углы составляют -6.560444 и 17.496400 градусов.По сравнению с предыдущими результатами, из-за нового здания видимость горизонта уменьшается примерно на 1%, а минимальный и максимальный вертикальные углы примерно на 4 градуса больше. У наблюдателя, расположенного ближе к береговой линии, изменение процентного соотношения будет еще больше. Вот почему важно учитывать положение наблюдателя.
Сводка
Итак, вы вычислили линию горизонта, границу видимости и схему горизонта. Это дает вам качественное и количественное представление об экспозиции города и о том влиянии, которое будет оказывать новое здание на обзор океана с высоты башни. Теперь вы можете собрать полученные сведения в простой отчет, чтобы показать разницу между исходным видом и видом после постройки здания.
Из этого проекта становится понятно, насколько открыто пространство города и каким оно станет, если на указанном месте будет построено здание. Область открытого неба с точки обзора составляет около 95 процентов. Максимальный вертикальный угол составляет примерно 17,3, а минимальный – -6,5 градусов. Новое здание значительно блокирует обзор побережья для близлежащих зданий. Наблюдательная башня будет в значительной степени закрыта высотным зданием, кроме направления на север. Изменение видимого горизонта будет оказывать негативное влияние на пространственное восприятие посетителей башни.