上机五-景观视域分析

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1、上机五：景观视域分析上机五：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【

2、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，

3、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

4、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 Mana

5、gement 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

6、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】 ，

7、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

8、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

9、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

10、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

11、【确定】 。三、观景点视域分析三、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

12、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】

13、 、 【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

14、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】 。 设置【增密方法】为【DISTANCE】 ，在【距离】栏输入【5】 ，意味着每个 5 米增 密一个折点。点【确定】 。 步骤 3：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 4：计算结果分析。 对计算结果【步行线视域分析】图层作基于【Value】字段的【唯一值】符号化。该栅 格图像的【Value】值是栅格点被看到的视点数目。