buscando implementações "Céu disponível"

Estou procurando implementações de um algoritmo chamado "Céu disponível". O ArcGIS (Analista Espacial ou GRID) é o preferido, mas as soluções GDAL, SAGA GIS ou outras são perfeitamente aceitáveis.

A descrição que eu tenho é "um método para quantificar a influência do terreno no desempenho dos radiocolares GPS, criando uma variável chamada" Céu Disponível "(Rodgers et al. 1997). ... ASé a proporção de céu disponível para radiocolares GPS por linha direta local em todas as direções e em todos os ângulos sem obstruções do terreno (desconsiderando a cobertura florestal) ... os locais no topo das montanhas têm altos valores de AS ... os locais no fundo do vale são baixos devido às cordilheiras dos dois lados [obstruções laterais] " - parafraseado de 'erro de radiotelemetria GPS e viés em terreno montanhoso', Robert G. D'Eon, Robert Serrouya, Graham Smith, Christopher O. Kochanny; Wildlife Society Bulletin 2002.

O artigo continua descrevendo, apenas em linhas gerais, um processo de comparação de um modelo de elevação base com uma varredura "céu" mais grossa, ajustada x100m acima do ponto mais alto da dem. O processo é calcular a linha de visão direta para cada ponto dem para cada ponto do céu, chegando a um ASvalor é a proporção do número total de pontos do céu visíveis a partir desse local.

Parece que deve haver uma maneira de derivar o AS de um gráfico de horizonte criado usando o analista do ArcGIS 10.0 3D. Se você tiver um horizonte (polilinha 3D) que envolve um ponto de observação, ele poderá percorrer cada vértice do horizonte e encontrar alguma parte visível de uma esfera.

Ou, se você moveu cada vértice para que fique a uma unidade de distância do ponto de observação, mas com a mesma direção, parece que o volume da sombra corresponderia ao AS.

Este é realmente um comentário sobre a excelente resposta de Kirk Kuykendall (por que ninguém foi perspícuo ou generoso o suficiente para votar ainda?), Mas eu não tenho o representante para postar um comentário.

Kirk sugere

Parece que deve haver uma maneira de derivar o AS de um gráfico de horizonte criado usando o analista do ArcGIS 10.0 3D.

Não vi esse gráfico, mas presumivelmente é um gráfico de elevação do horizonte (como um ângulo, ou algo equivalente a um ângulo) versus o azimute. OK: como você possui um SIG, use-o! Trate o azimute como longitude e o ângulo (expresso adequadamente) como latitude, projete o gráfico usando uma projeção de área igual e calcule a área do polígono que abrange: isso é diretamente proporcional ao ângulo sólido subtendido pelo céu. (Você precisa tomar cuidado para não calcular a área do polígono complementar, que é o ângulo sólido bloqueado pela terra.)

No mundo raster, o cálculo do AS foi redescoberto várias vezes (por exemplo, como "abertura topográfica" (1)). Infelizmente, o algoritmo óbvio leva tempo O (N ^ 4) onde N é o número de linhas ou colunas, tornando-o proibitivo para trabalhos precisos. Portanto, ter uma linha do horizonte vetorial é um ativo real e é uma ideia brilhante explorá-la.

Referência:

(1) Yokoyama R, Shirasawa M e Pike RJ, 2002, Visualizando a topografia por abertura: uma nova aplicação do processamento de imagens em modelos digitais de elevação. Engenharia fotogramétrica e sensoriamento remoto, 68 (3): 257-265. PDF digitalizado disponível aqui .

É como o inverso de um Viewshed? No entanto, criar iterativamente seria a parte mais difícil, você pode pensar em inverter a superfície e usar uma ferramenta Viewshed como início.

Você pode olhar para o GRASS e o comando r.horizon. Eu não o usei, apenas o r.sun relacionado para calcular a irradiância solar, mas para um determinado ponto você pode calcular o ângulo do horizonte em qualquer direção especificada.

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

Sim, este é um Q. comumente consultado para calcular min. elevações necessárias dos satélites GPS para telemetria.

O que você está procurando é o horizonte 'local' criado pelo terreno com base em uma posição 3D.

Três ferramentas que vêm à mente são;

GRASS - r.horizon

MicroDEM

Software de Planejamento Trimble

Você pode usar o 'Obstruction Editor' no Trimble Planning Software (download gratuito) e importar as informações .txt de saída do GRASS ou do MicroDEM no formato (Azimuth, Horizon Angle), acredito ... e isso deve fornecer o seu min. req. telemetria de elevação por GPS.

Espero que ajude,

De maneira semelhante à resposta de Kirk, considerando as duas extremidades de um horizonte como uma polilinha, podemos considerá-lo um polígono. Ao tomar a área do polígono, temos uma área de céu disponível. Podemos facilmente determinar a área de um polígono onde as bordas estão no horizonte, permitindo assim calcular uma porcentagem do céu disponível para um céu ideal.

O outro bônus com esse método é que podemos pesar certas áreas do céu, aumentando a utilidade do mundo real. Geramos uma série de polígonos em círculos concêntricos, como o de um alvo de tiro com arco, com o alvo diretamente acima da nossa posição atual. Os círculos externos com um valor mais alto (como sabemos que os satélites no horizonte fornecem uma melhor triangulação do que aqueles diretamente acima). Agora, podemos simplesmente descobrir qual a porcentagem de nosso céu em áreas de alto valor (se temos satélites nessas áreas, embora sejam facilmente determinados, está fora de alcance aqui).