ARCGIS教程第十五章

5第十五章 视线、视域1 视线分析打开地图文档gis_ex09ex15ex15.mxd，激活 data frame1，该视图有点状图层 “观察点”，线状图层“道路”，TIN 图层“地形”（见图 15-1）。鼠标双击 data frame1，在 Data Frame Properties 话框的 General 标签中将 Map Units 和 Display Units 均改为 Meters。在 3D Analyst 工具条中，点击产生视线按钮（Create Line of Sight），出现Line Of Sight 对话框：Define height offsets Observer offset：1 观察点的相对高程，键盘输入Target offset：1 目标点的相对高程，键盘输入一旦确定了观察点和目标点的相对高程，就可以连续进行视线分析。此时， 屏幕上出现十字光标，可以在三维表面上指定观察点和目标点。先用鼠标将十字 光标移到观察点处，按下左键不放，再把鼠标十字光标移到目标点处，松开鼠标的左键，系统根据用户观察点和目标点的位置，绘制出一条连接线段。这条线往 往是红绿相间的，绿色表示连线上的可视部分，红色表示连线上的不可视部分（见图 15-2）。图 15-1 data frame1 的显示图 15-2 两点间的视线输入需注意，不能仅仅根据连线的颜色判断两点之间是否可视，因为连线的上的 不同颜色，仅仅是反映当目标点在连线上的某一点时，是否可视，并不是直接反 映观察点（起点）和目标点（终点）之间是否可视。要判断观察点（起点）和目 标点（终点）之间是否可视，要看 ArcMap 窗口最下方的状态栏中的文字显示，如显示 Target is visible 表明两点间可视；如显示 Target is not visible 表明两点间不可视。利用基本工具条中的 Select Element 按钮，可以调整起点、终点的位置，按键盘中的 Delete 键，可以删除，再次选用按钮，可以再添加。2 基于视点的视域21 产生单个观察点的视域栅格首先对 3D Analyst 进行初始化设置，选择 3D Analyst / OptionsGeneral 标签：Working：D:gis_ex09ex15temp 3D Analyst 的指定工作路径Analysis mask：None 栅格数据的属性表中将不存在无数据（No data）属性值 Analysis coordinate system： 勾选上侧圆点，所产生的坐标系统参照已有栅格 Extents 标签：Analysis extent：Same As layer“地形” 下拉选择“地形”为计算范围Cell size 标签：Analysis cell：As Specified Below 下拉选择Cell size：10 栅格单元的大小为 10Number of Rows：66 边界和栅格单元确定后，自动确定栅格的行数Number of Columns：95 边界和栅格单元确定后，自动确定栅格列数按“确定”键完成初始化设置，选择菜单 3D Analyst / Surface Analysis / Viewshade，出现 Viewshade 参数设置对话框：Input surface：地形 选择三维表面图层名Observer points：观察点 选择观察点图层名（此处为“观察点”）Z factor：1 纵向比例不夸张Output cell size：10 已在初始化时设定Output raster：visible1 输入产生栅格数据的名称，路径按初始设定按 OK 键继续，系统产生栅格状视域分析结果图层 visibile1，自动分成 2 类（见图 15-4），Not Visible：表示站在观察点不可见的范围，默认为红色（地图中较 深颜色），Visible：表示站在观察点的可见范围，默认为绿色（地图中较浅颜色）图 15-4 观察点的视域分析结果（不设置观察点的高程）22 改变观察点的高程基于观察点的视域分析与前面使用过的视线分析不同。视线分析可以由用户指定观察点和目标点的相对高程。视域分析中，需预先设定部分参数，其中有观 察点的高度。在前面进行的视域分析中，没有作任何特别的设置，系统默认观察 点的高度是比所在位置三维表面高 1 个单位。例如，上述练习中，观察点所在处 的三维表面的高程为 78 米，观察点的高程即为 79 米。用户可以在观察点图层的 属性表中设置特定的字段，设定观察点的高程。常用的字段有：Spot：指定观察点的绝对高程值 OffisetA：三维表面高程不变，设定观察点的高程偏移值 OffsetB：观察点高程不变，设定三维表面的高程偏移值打开“观察点”专题的属性表“Attribute of 观察点”。 确认该表处于不可编 辑状态，选用菜单 Options / Add field，出现 add Field 对话框，为属性表“Attributeof 观察点”增加一个新的字段（若原文件已有该字段则不需要增加），键盘输入：Field Name：SpotData Type：Short IntegerPrecision：4按 OK 键确认后新字段添加完毕，还要为该字段添加数据，在 Editor 工具栏 中选择 Editor / Start Editing，输入 Spot 字段的数值 90，选用菜单 Editor / Stop Editing，出现提示“Save Editing？”，选“是（Y）”确认，返回地图窗口，选择 菜单 3D Analyst / Surface Analysis / Viewshe，出现 Viewshed 参数设置对话框：Input surface：地形 下拉选择三维表面图层名Observer points：观察点 下拉选择观察点图层名（此处为“观察点”）Z factor：1 纵向比例不夸张Output cell size：10 已在初始化时设定Output raster：visible2 输入产生栅格数据的名称，保存路径为初始设定按 OK 键继续，系统产生栅格状视域分析结果图层 visibile2，（见图 15-5）。图 15-5 观察点绝对高程为 90 米时的视域显示23 两次视域分析结果的比较 前一次不作任何设置，观察点高程仅仅是比对应的三维表面高 1 米。后一次则是设定了观察点的绝对高程为 90 米，得到的分析结果略有差异。同样方法也可以在观察点的属性表中增加字段 OffsetA 和 OffsetB，来调整观察点和地形的相互 关系。读者可以自行试验。如果几个字段同时出现在属性表中，系统根据三者的 之间的相对关系进行计算，再得到对应的观察点高度。3 基于路径的视域data frame1 中，已经有了 TIN 图层“地形”、线状图层“道路”、点状图层“观 察点”。先将线状图层“道路”转化为 3D Shape 文件，选用菜单 3D Analyst / Convert/ Features to 3D，出现“Convert features to 3D”参数设置对话框，做出如下设置：Input features：道路 下拉选择路径图层名Source of heights： 选择 raster or TIN surface，并下拉选择 TIN 图层“地形”Output features：3d-road 输入 3D shape file 的文件名，路径为初始设定按 OK 键继续，在 data frame1 中就有了一个新的图层 3d-road。选用菜单 3D Analyst / Surface Analysis / Viewshed，出现 Viewshed 参数设置对话框：Input surface：地形 下拉选择作为三维表面的图层名Observer point：3d-road 下拉选择观察点的图层名Z factor：1 纵向比例不夸张Output cell size：10 已在初始化时设定Output raster：visible3 产生栅格数据的名称，保存路径为初始设定图 15-6 基于路径的视域分析结果（两条道路）按OK键确定，系统经过一段时间的计算，得到视域分析的结果栅格图层Visibile3（见图 15-6）。视域分析不仅判断三维表面上是否可见的范围，也可以记录可视的范围内每 一栅格单元可以被观察到的次数。计算得到的结果是栅格图层，其中每个单元的 值表示沿着观察路径该单元可以被看到的次数，观察的总次数应该等于观察路径 的总长度除以栅格单元的大小，即观察者沿者路径移动的步长由栅格单元的大小 决定。打开属性表 Attribute of Visible3，显示如下：Value（取值即被看到的次数） Count（取该值的栅格共有几个）0 7221 1112 713 884 88 209 1211 1可以返回 data frame1，进入图层符号设置对话框，按观察到的次数多少进行分类显示。本练习的路径视域分析是对该图层中两条道路同时进行计算，得到的结果也是这两条道路的视野总和。如果仅对其中一条道路的视域分析，就要在选用菜单3D Analyst / Surface Analysis / Viewshed之前用要素选择工具，将其中一条道 路选中，此后的操作仅仅按进入选择集的要素进行分析，得到的结果也是沿着这 条道路的视域分类栅格数据。练习结束，返回 Windows，选 File / Exit，关闭文档，退出 ArcMap。4 视域分析小结 视域分析与视线分析不同：（1）视域分析用于确定从三维表面上的某一点向周围观察，可以看到的范围，也可以沿着某一路径运动，可以看到的范围。作视域分析除了要有一个代表 三维表面外的 TIN 或 Grid 外，还要有一个观察点或观察路径图层。观察点是一般 的点状矢量图层，观察路径是三维数据（3D Shapefile）。 （2）视域分析的结果是栅格图层，视线分析的结果是临时图形 Graph。（3）作视域分析前，应在观察点的图层属性表中添加相关的字段，输入高 程值。否则，默认的观察点高程就是比对应的三维表面高程高 1 个坐标单位。 （4）视线分析的高程通过对话框输入。5 本章小结视线分析是判断三维表面上任意两个点之间是否通视。观察点和目标点可以 在三维表面上，用户可以指定观察点和目标点相对于三维表面的高程，也可以通 过借用生成纵剖面的方法，绘一条直