Sichtbarkeitsanalyse

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Sichtbarkeitsanalyse (viewshed).

Siehe auch:


Überblick

Szenarien:

  • tbd.

Erwartete Ergebnisse:

  • Commandline-Tool (mit README.txt und LICENSE.txt, alles Englisch)
  • Integration in ArcGIS Geoprocessing (mit README.txt und LICENSE.txt, alles Englisch)
  • Kurze Anleitung (deutsch)
  • Sichtbarkeits-Karte der Schweiz (als PDF farbig, hochauflösend)

Begriffe:

  • Digitales Höhenmodell (DHM) (engl. Digital Elevation Model, DEM) => eine repräsentierte Oberfläche.
  • Digitale Geländemodell DGM (engl. Digital Terrain Model, DTM) => Erdoberfläche samt allen darauf befindlichen Objekten.
  • Digitales Oberflächenmodell (DOM) (engl. Digital Surface Model).

Software:

Formate: GeoTIFF und v.a. das „ESRI ASCII Grid“.

Beispieldaten eines Höhenmodells (DTM): [1]

Formate Digitales Höhenmodell

ESRI ASCII Grid

Datei im ASCII Format. Die Datei enthält einen Header gefolgt von den eigentlichen Zellwerten.

  • Dateiendung: .asc, .grd

Datei Aufbau

Koordinaten sind entweder als Dezimalzahlen oder Ganzzahl (integer) formatiert. xxxxx im untenstehenden Text steht jeweils als Platzhalter für den eigentlichen Wert.

Zeilen 1 - 6: Header Informationen

ncols xxxxx
ncols bezeichnet die Anzahl der Spalten im Grid.
nrows xxxxx
ncols bezeichnet die Anzahl der Zeilen im Grid.
xllcorner xxxxx
xllcorner beschreibt die westliche Kante des Grids.
yllcorner xxxxx
yllcorner beschreibt die südliche Kante des Grids.
cellsize xxxxx
cellsize beschreibt die Auflösung des Grids.
nodata_value xxxxx
nodata_value beschreibt den Wert welcher eingesetzt wird, wenn ein Höhenwert im Grid nicht bekannt ist. Achtung: Diese Zeile ist optional und kann weggelassen werden, der ESRI Default Wert ist -9999.

Zeile 7 bis Dateiende

xxx xxx xxx ...
Die einzelnen Zellwerte, gespeichert als Integer oder Gleitpunktzahlen. Die Werte des Grids beginnen oben links und enden unten rechts.

Beispiel

ncols         1000
nrows         1000
xllcorner     600000
yllcorner     196000
cellsize      2
NODATA_value  -9999
543.1614 543.1928 543.2276 543.3452 543.243 543.3442 543.3735 543.3679 543.4429 543.4737 543.4287 543.4465 543.4899 543.5698 543.6249 543.5658 543.5531 543.6077 543.618 543.6724 543.6178 543.6452 etc.

GeoTIFF

...

XYZ

Datei im ASCII Format. Die Datei enthält eine Header-Zeile gefolgt von Koordinaten-Zellwert-Tupeln.

  • Dateiendung: .xyz

Datei Aufbau

Der Aufbau ist selbsterklärend. Jede Zeile enthält die X-Koordinate, Y-Koordinate und der zugehörige Z-Wert.

Beispiel

X Y Z
600000.0 196000.0 760.7346
600002.0 196000.0 761.455
600004.0 196000.0 762.1183
600006.0 196000.0 762.6023
600008.0 196000.0 763.1311
600010.0 196000.0 763.7216
600012.0 196000.0 764.2397
600014.0 196000.0 764.916
etc.

Berechnung

Input:

  • DTM-Datei (2D-Matrix) mit Z-Werten, die für Höhe ü.M. stehen.
  • "Sichtbarkeitsgrenze" als Radius in Meter.
  • Formel zur Berechnung der Bewertung (z.B. quadratisch distanzgewichtet)

Output:

  • DTM-Datei (2D-Matrix) mit Z-Werten, mit Farben in 5 Klassen (?) wo Sicht gegeben ist, ansonsten die alten Höhenwerte

Berechne:

  • 1. Starte bei Gridpunkt ptN (N = Position minX/minY)
  • 2. Iteriere (in x,y) über alle Gridpunkte der Matrix (N endet bei Position maxX/maxY):
    • 2a. Berechne für pt1 die Sichtbarkeit der anderen Grids (bis zur Sichtbarkeitsgrenze)
    • 2b. Falls ein anderes Grid sichtbar, erhöhe dort ein Wert gemäss Formel.
  • 3. Klassiere alle Ergebnis-Matrix in 5 Klassen.
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