上机五-景观视域分析.docx

上机五：景观视域分析景观视线分析是景观规划的重要内容。利用ArcGIS的景观视线分析功能，规划师可以分析观景点和观景线路的视域范围，以及景点的可视情况。这对于分析景点的可视效果，确定重要景点，规划景点和观景线路具有重要的作用。一、简单的视线分析步骤1：启动ArcMap，打开地图文档【chap07练习数据简单视线分析视线分析.mxd】。这是一个临江靠山的居住小区的模型。加载“3D Analyst”3D分析扩展模块和“Spatial Analyst”空间分析模块。在任意工具条上点击右键，在弹出的菜单中选择【3D Analyst】，显示【3D Analyst】工具条。在工具条【图层】栏选择【地表面】图层，意味着将对该图层进行三维分析。步骤2：绘制视线。 在【3D Analyst】工具条上，点击【创建通视线】工具，显示【通视分析】对话框。 设置【观察点偏移】为【1.5】，意味着将观察点从地表面抬高1.5，这是成年人眼睛的高度。 从山顶边缘画一条视线至河流。系统将实时计算出该视线的可视情况，图中视线的绿色部分是可以看到的地表面，而红色部分是不可见地表面。 从图中可以清晰地看到，由于河边堤岸的存在，从山顶是看不到陡坡下的河滩的。因此，如果该处设置滨河景观节点，它将不会被站在山顶的人看到。这一情况往往不容易被规划师发现，通过GIS可以直观地发现这一问题。从图上看，建筑由于不是地表面的一部分，因而没有参与视线分析，这显然与实际情况不相符。为此，必须把建筑业加入到地表面，成为地表面的一部分。二、构建带建筑的栅格地表面ArcGIS视线分析功能只能应用于地表面，而对于地表面上的二维半和真三维建筑则不会纳入计算。为此必须把建筑也做成地表面的一部分。由于ArcGIS下的所有景观视域分析都是在栅格表面上进行的，因此本节将介绍构建带建筑的栅格地表面的方法。其基本思路是：（1）求得建筑的屋顶标高。根据建筑基地标高加上建筑高度，可以得到建筑屋顶标高。建筑基底标高可以从地形图上读取，也可以根据地表面求得。（2）根据建筑屋顶标高把建筑转换成栅格数据，并且如果地表面是TIN的话，也将其转换成栅格数据。（3）用栅格格式建筑替换栅格地表面上对应的建筑区域，使这些区域的栅格值变成建筑屋顶标高值。其中将用到【空间分析】扩展模块，如果没有加载该模块，请首先加载它。2.1计算建筑屋顶的标高步骤1：启动ArcMap，打开地图文档【chap07练习数据构建带建筑的栅格地表面构建带建筑的栅格地表面.mxd】。其中【建筑】要素类已拥有【层数】属性，【地表面】是TIN数据。步骤2：求得建筑中部的点。在【目录】面板中，浏览到【工具箱系统工具箱Data Management Tools要素要素折点】，双击该工具，启动【要素折点】对话框。设置输入要素为【建筑】，输出要素类设置为【chap07练习数据构建带建筑的栅格地表面景观评价.mdb分析过程数据建筑内部点】，勾选【内部（可选）】，可保证新生成的点一定在多边形内部。点击【确定】。打开生成的【建筑内部点】要素类的属性表，【建筑】的所有属性都会被继承过来，其中【ORIG_FID】是【建筑】要素类的【OBJECTID】。步骤3：求建筑内部点的高程。在【目录】面板中，浏览到【工具箱系统工具箱3D Analysis Tools功能性表面添加表面信息】，双击该工具，启动【添加表面信息】对话框。输入要素类设置为【建筑内部点】，输入表面设置为【地表面】，输出属性项勾选【Z】，点【确定】。这将根据【地表面】TIN为【建筑内部点】添加高程“Z”属性，它将作为建筑的基底标高。步骤4：连接【建筑内部点】表到【建筑】表。打开【建筑】的属性表，新建双精度字段【屋顶标高】。右键点击【建筑】图层，在弹出菜单中选择【连接和关联】【连接】，显示【连接数据】对话框，设置如下图所示，它将根据【建筑】的【OBJECTID】和【建筑内部点】的【ORIG_FID】连接两个表。 步骤5：计算建筑的屋顶高度。打开【建筑】的属性表，计算【屋顶标高】字段，让其等于【Z+层数*3】，完成后解除连接。 2.2把TIN和建筑转换成栅格数据步骤1：把TIN【地表面】转换成栅格数据【栅格地表面】。在【目录】面板中，浏览到【工具箱系统工具箱3D Analysis Tools转换由TIN转出TIN转栅格】，双击该工具，启动【TIN转栅格】对话框。 设置【输入TIN】为【地表面】。 设置【输出栅格】为【chap07练习数据构建带建筑的栅格地表面景观评价.mdb栅格地表面】。 设置【采样距离】为【CELLSIZE 0.2】，即将每个栅格点的边长设置为0.2米，以获得较高的精度。 接受其它默认值，点击【确定】。步骤2：把【建筑】要素类转换成栅格数据【栅格建筑】。在【目录】面板中，浏览到【工具箱系统工具箱Conversion Tools转为栅格面转栅格】，双击该工具，启动【面转栅格】对话框。 设置【输入要素】为【建筑】，设置【字段值】为【屋顶标高】。 设置【输出栅格数据集】为【chap07练习数据构建带建筑的栅格地表面景观评价.mdb栅格建筑】。 【像元大小】设置为【0.2】，保持与【栅格地表面】的像元大小相同。 点击【环境】按钮，在【环境设置】对话框中展开【处理范围】，设置【范围】栏为【与图层栅格地表面相同】。点【确定】。这保证了【栅格建筑】的范围与【栅格地表面】相同。2.3用栅格建筑更新栅格地表面步骤1：判断是否是建筑区域。在【目录】面板中，浏览到【工具箱系统工具箱Spatial Analyst Tools数学分析逻辑运算为空】，双击该工具，启动【为空】对话框。设置【输入栅格】为【栅格建筑】，【输出栅格】为【chap07练习数据构建带建筑的栅格地表面景观评价.mdb建筑栅格是否为空】。点击【环境】，设置【范围】栏为【与图层栅格地表面相同】，点【确定】。新生成的栅格【建筑栅格是否为空】中，建筑区域的栅格值为【0】，非建筑区域为【1】。步骤2：更新【栅格地表面】。在【目录】面板中，浏览到【工具箱系统工具箱Spatial Analyst Tools条件条件函数】，双击该工具，启动【条件函数】对话框。设置如下图所示。点击【环境】，设置【范围】栏为【与图层栅格地表面相同】，点【确定】。步骤3：栅格地表面的三维显示。 启动ArcScene。 加载上一步生成的上个地表面【带建筑栅格地表面】。 在【内容列表】面板中个双击【带建筑栅格地表面】图层，打开【图层属性】对话框。 切换到【基本高度】选项卡，选择【浮动在自定义表面上】。 切换到【符号系统】选项卡，在【显示】栏中选择【已分类】，【类别】栏选择【1】，更改符号颜色为绿色。 切换到【渲染】选项卡，在【效果】栏中勾选【相对于场景的光照位置为面要素创建阴影】和【使用平滑阴影】。点【确定】。三、观景点视域分析步骤1：启动ArcMap，打开地图文档【chap07练习数据视域分析观景点视域分析.mxd】。其中【观察点】图层是某住宅楼的3个观景阳台的位置。步骤2：设置观景点高度位置参数。【观察点】目前只有一些平面点，下面要把它们放置到制定的观景高度。 打开【观察点】的属性表，增加双精度类型的【SPOT】字段和【OFFSEAT】字段，其中【SPOT】字段用于指定观察点的地面高程，【OFFSEAT】字段用于指定观察点和地面高程之间的高差。 启动编辑，按下图输入观察点属性值，然后停止编辑并保存。其中【SPOT】字段的值均为21.5，代表该栋楼的基底标高；【OFFSEAT】字段中，2.1米和10.5米分别是一楼和四楼人眼和地面的高差。步骤3：观察点分析。在【目录】面板中，浏览到【工具箱系统工具箱3D Analysis Tools可见性视点分析】，双击该工具，设置如下图所示。点【确定】开始计算。结果如下图所示（已打开【建筑】图层）。 步骤4：计算结果分析。打开刚生成的【观察点分析】栅格的属性表，如下图所示。其中【OBS1】、【OBS2】、【OBS3】字段分别对应3个观察点的视域，其值为【1】代表栅格点可视，【0】代表不可视，例如【Value】值为7的区域，其OBS1】、【OBS2】、【OBS3】字段均为1，因此可以被0、1、2号观察点同时看到。四、观景面视域分析步骤1：启动ArcMap，打开地图文档【chap07练习数据视域分析观景面视域分析.mxd】。其中【游园视点】图层是游园内5米*5米点阵，将代表游园的视点。其【OFFSETA】属性值均为1.5，没有SPOT属性，意味着视点将抬高地面1.5米。步骤2：视域分析。在【目录】面板中，浏览到【工具箱系统工具箱3D Analysis Tools可见性视域】，双击该工具，设置如下图所示。点【确定】开始计算。步骤3：计算结果分析。对计算结果【游园视域分析】图层作基于【Value】字段的【唯一值】符号化，得到最终效果图。 该栅格图像的【Value】值是栅格点被看到的视点数目，例如值为120的栅格点代表它能被120个视点看到。五、观景线路视域分析步骤1：启动ArcMap，打开地图文档【chap07练习数据视域分析观景线路视域分析.mxd】。其中【沿河步行线】图层是沿河的一条步行景观线路。其【OFFSETA】属性值均为1.5，没有SPOT属性，意味着视点将抬高地面1.5米。步骤2：为线路增密折点。在【目录】面板中，浏览到【工具箱系统工具箱Editing Tools增密】，双击该工具，设置如下图所示。 设置【输入要素】为【沿河步行线】。