buscando implementações "Céu disponível"

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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.

Matt Wilson
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algum usuário SAGA GIS aqui? O Sky View Factor está relacionado a isso?
27510 Julie
encontrada uma versão ligeiramente diferente deste trabalho on-line como download pdf library.for.gov.bc.ca/ipac20/...
Matt Wilkie
Eu estava pesquisando isso em nome de um de nossos biólogos, e o tempo para testar as respostas passou, já que o trabalho de campo para o qual isso era necessário já está em andamento. Outras prioridades de trabalho estão tendo precedência, então não posso seguir adiante. Acho que esse é apenas um longo caminho para pedir desculpas, não consigo marcar uma resposta aceita, mesmo que a resposta correta possa já estar presente. Eu só não sei :)
Matt Wilkie
Confira SAGA GIS também .. de código aberto e gratuito. Possui boas ferramentas de cálculo de terreno e céu. saga-gis.org
timemirror
Você já trabalhou mais no desenvolvimento de uma varredura de céu disponível? Qualquer informação adicional seria útil!
229 Davis Davis

Respostas:

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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.

Kirk Kuykendall
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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 .

whuber
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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.

Nate
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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

amcaninch
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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,

Marte
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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).

BlinkyBill
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O seu primeiro parágrafo é idêntico a uma sugestão da minha resposta, então só quero observar que é importante tratar esse "polígono do horizonte" como um polígono esférico e calcular sua área esférica . A abordagem no seu segundo parágrafo é excelente. Na verdade, é como os cálculos do ArcGIS "Solar Analyst" são realizados (usando uma representação em grade do polígono em vez de uma representação vetorial).
whuber
whuebr: Quando eu escrevia, estava pensando em um polígono plano versus esférico e não conseguia ver nenhum benefício em usar um método esférico, pois, na minha perspectiva, estamos interessados ​​apenas nas linhas diretas de 'exibição' de o receptor GPS para o espaço. O comprimento de cada um não faz diferença no desempenho. Eu ficaria muito interessado se você pudesse explicar os benefícios de um polígono esférico, para que eu possa aumentar minha compreensão do problema.
precisa saber é o seguinte