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都灵能见度地图

将大气条件纳入dsm的视域分析

通过Gabriele Garnero，恩里科法 • 2014年4月30日

高层建筑影响城市的天际线，从而影响人们对城市空间的感知。从哪些点可以看到建筑物或建筑物的一部分?答案需要对栅格或矢量三维城市模型进行可视分析。能见度不仅仅是一种几何练习，使用标准的GIS工具计算视线。能见度和对空间的感知也取决于大气条件、前景和背景(包括天空)之间的对比、视力和心理方面。在此，作者提出了一种基于上述标准生成能见度地图的简单而准确的方法，并在意大利都灵的一座新建摩天大楼上证明了该方法的有效性。

视图表示建筑物或另一个物体从固定的有利位置的可见性，这可以通过使用标准GIS功能从数字表面模型(DSM)计算出来。结果可能是“是”——从视点上看建筑是可见的——或“否”——不可见。在一个区域内，n个视点的结果最终形成一个累积视点:n - m，其中m是不可见建筑的点数。简单地将二进制值1和0相加并不能够公正地处理部分可见性，因此引入了可视星等，从而产生了0和1之间的值范围。该方法已广泛应用于农村和森林景观的分析。视敏度是由眼睛的视角决定的，如果没有清新的空气，即没有雾霾、灰尘或其他扩散的颗粒，则从69公里的最大距离可以看到直径为20米的建筑物。

方法

然而，在大气中经常会出现扩散的粒子，当从远处观察时，它们会阻碍建筑物的清晰视野。完全干净的空气是最好的情况，但会导致不切实际的数值，因为大气条件影响能见度多于视力。能见度可由描述大气条件的参数表示，但更可行的是使用气象站随时间记录的视线距离。观测距离最好每小时采集一次，此类高频观测数据可从国际数据库中获取。也可以使用实时天气观测。视景变化的频率不同，视景距离可以在一定的时间跨度内取平均值，例如一周、一个月或一年。拥有大量重工业的都灵市在9月和10月能见度最低，在8月和1月能见度最高;这一差距可能高达7公里。这种方法不是简单地求平均，而是选择某一时间段内最主要的可见距离。

数据和结果

测试区域位于意大利西北部的都灵。裸地高度是由山麓地区最近的数字高程模型(DEM)获得的，由机载激光雷达捕获，平均密度为每5m 1个点²然后插入一个10 × 10米的网格。使用ArcGIS工具，绘制了一张1:10 00比例的地图，地图上包含了建筑物的屋檐轮廓，以及它们高于街道的高度，并将其转换为网格层，网格大小为0.5 x 0.5m。同时，将DEM重新采样到0.5 x 0.5m的网格大小。合并这两个数据集创建了一个包含建筑及其高度的栅格，这些栅格显示为简单的块(图1)。摩天大楼占地面积为45 x 45米。高度为210m，高度高于参考水平234.50m，四个角点顶部高度为444.50m。如果四个角点中的一个是可见的，那么建筑就被表示为可见的。利用几何计算和视力，视线的长度似乎是218公里。随后，基于大气条件引入能见度约束。图2显示了两张地图，每张地图都是在30分钟内计算的，使用的是20公里和1.6公里的能见度距离。