alla ricerca di implementazioni "Cielo disponibile"

Sto cercando implementazioni di un algoritmo chiamato "Cielo disponibile". ArcGIS (Analista spaziale o GRID) è preferito, ma le soluzioni in GDAL, SAGA GIS o altri sono perfettamente accettabili.

La descrizione che ho è "un metodo per quantificare l'influenza del terreno sulle prestazioni del radiocollare GPS creando una variabile chiamata" Cielo disponibile "(Rodgers et al. 1997) ... ASè la proporzione di cielo disponibile per il radiocollare GPS attraverso la linea diretta del sito in tutte le direzioni ea tutti gli angoli senza ostruzioni del terreno (trascurando la copertura forestale) ... le posizioni sulle cime delle montagne hanno valori AS elevati ... al contrario, le posizioni nei fondovalle sono basse a causa delle creste montuose su entrambi i lati [ostruzioni laterali] " - parafrasato da" errore di radiotelemetria GPS e distorsione in terreno montuoso ", Robert G. D'Eon, Robert Serrouya, Graham Smith, Christopher O. Kochanny; Bollettino della Wildlife Society 2002.

Il documento continua descrivendo, solo in una struttura, un processo di comparazione di un modello di elevazione di base con un raster "cielo" più grossolano impostato x100m più alto del punto più alto del dem. Il processo consiste nel calcolare la linea di mira diretta per ciascun punto dem per ciascun punto Cielo, arrivando a un ASvalore è la proporzione del numero totale di punti cielo visibili da quella posizione.

Sembra che ci dovrebbe essere un modo per derivare AS da un grafico dell'orizzonte creato utilizzando l'analista 3D ArcGIS 10.0. Se hai uno skyline (polilinea 3D) che circonda un punto di osservazione, dovrebbe essere in grado di scorrere ogni vertice sullo skyline e trovare una parte di una sfera che è visibile.

Oppure, se hai spostato ciascun vertice in modo che sia a una distanza di unità dal punto di osservazione, ma avendo la stessa direzione da esso, sembra che il volume dell'ombra corrisponderebbe all'AS.

Questo è davvero un commento sull'ottima risposta di Kirk Kuykendall (perché nessuno è stato abbastanza perspicuo o abbastanza generoso da votarlo ancora?), Ma non ho il rappresentante per pubblicare un commento.

Kirk suggerisce

Sembra che ci dovrebbe essere un modo per derivare AS da un grafico dell'orizzonte creato utilizzando l'analista 3D ArcGIS 10.0.

Non ho visto quel grafico, ma presumibilmente è una trama di elevazione dell'orizzonte (come un angolo o qualcosa di equivalente a un angolo) rispetto all'azimut. OK: dato che hai un GIS, usalo! Tratta l'azimut come longitudine e l'angolo (opportunamente espresso) come latitudine, proietta la trama usando una proiezione ad area uguale e calcola l'area del poligono che racchiude: è direttamente proporzionale all'angolo solido sotteso dal cielo. (Devi stare attento a non calcolare l'area del poligono complementare, che è l'angolo solido bloccato dalla terra.)

Nel mondo raster, il calcolo AS è stato riscoperto più volte (ad esempio, come "apertura topografica" (1)). Purtroppo l'algoritmo ovvio impiega O (N ^ 4) in cui N è il numero di righe o colonne, il che lo rende proibitivo per un lavoro preciso. Pertanto, avere una linea dell'orizzonte vettoriale è una vera risorsa ed è un'idea geniale sfruttarla.

Riferimento:

(1) Yokoyama R, Shirasawa M e Pike RJ, 2002, Visualizzazione della topografia per apertura: una nuova applicazione dell'elaborazione delle immagini ai modelli digitali di elevazione. Ingegneria fotogrammetrica e telerilevamento, 68 (3): 257-265. PDF scansionato disponibile qui .

È come l'inverso di un Viewshed? Tuttavia, crearlo in modo iterativo sarebbe la parte difficile, potresti pensare di invertire la superficie e utilizzare uno strumento Viewshed come inizio.

Potresti guardare GRASS e il comando r.horizon. Non l'ho usato, solo il relativo r.sun per il calcolo dell'irradiazione solare, ma per un dato punto puoi calcolare l'angolo dell'orizzonte in qualunque direzione tu specifichi.

http://grass.itc.it/gdp/html_grass64/r.horizon.html

Sì, questo è un Q. un po 'comunemente richiesto per il calcolo di min. elevazioni richieste dei satelliti GPS per la telemetria.

Quello che stai cercando è l'orizzonte "locale" creato dal terreno in base a una posizione 3D.

Gli strumenti che vengono in mente sono;

ERBA - r.horizon

MICRODEM

Software di pianificazione Trimble

È possibile utilizzare l '"Editor delle ostruzioni" nel software di pianificazione Trimble (download gratuito) e importare le informazioni di output .txt da GRASS o MicroDEM nel formato di (Azimuth, Horizon Angle) credo ... e questo dovrebbe darti il ​​tuo min. req. telemetria di elevazione gps.

Spero che aiuti,

In modo simile alla risposta di Kirk, considerando le due estremità di uno skyline unite da una polilinea, possiamo considerarlo un poligono. Prendendo l'area del poligono, abbiamo un'area di cielo disponibile. Possiamo facilmente determinare l'area di un poligono in cui i bordi si trovano all'orizzonte, permettendoci così di calcolare una percentuale del cielo disponibile in un cielo ottimale.

L'altro vantaggio di questo metodo è che possiamo appesantire alcune aree del cielo, aumentando l'utilità del mondo reale. Generiamo una serie di poligoni in cerchi concentrici, come quello di un bersaglio da tiro con l'arco, con l'occhio di tori direttamente sopra la nostra posizione attuale. I cerchi esterni hanno un valore più alto (poiché sappiamo che i satelliti all'orizzonte forniscono una triangolazione migliore di quelli direttamente sopra la testa). Ora possiamo semplicemente capire quale percentuale del nostro cielo è in aree di alto valore (se abbiamo satelliti in quelle aree anche se facilmente determinabili, è fuori portata qui).