Выполнение анализа линии видимости
Вы определите, видно ли Риттенхаус-сквер – парк в Филадельфии, где будет проходить мероприятие – с предполагаемых мест размещения сотрудников службы безопасности. Анализ линии прямой видимости сразу же указывает, видна ли цель из определенного места.
Вы проведёте анализ прямой видимости дважды. Сначала вы определите, виден ли парк с крыши соседнего здания. Затем вы создадите анимированную линию видимости для визуализации препятствий вдоль запланированного маршрута патрулирования.
Визуализация города
Прежде чем выполнять анализ линии прямой видимости, надо переместиться к Риттенхаус-сквер (Филадельфия, США), где проходит мероприятие. Затем вы добавите 3D-данные в ArcGIS Earth, чтобы показать окружающие здания.
- Запустите ArcGIS Earth.
Примечание:
Если у вас нет ArcGIS Earth, вы можете загрузить его с сайта продукта ArcGIS Earth (прокрутите в нижнюю часть страницы).
ArcGIS Earth откроется, показывая мир в виде 3D-глобуса.
- Если появится окно Take a tour and learn more, щёлкните Skip.
- Наверху панели инструментов, проверьте, что вход уже выполнен. Если нет, щелкните Не выполнен вход.
- Если вы используете учетную запись ArcGIS Online, щелкните Войти и войдите под учетной записью организации ArcGIS.
Примечание:
Если у вас нет учетной записи организации, см. варианты доступа к программному обеспечению.
- Если вы используете учетную запись ArcGIS Enterprise, выполните вход, следуя данным шагам:
- Щелкните Менеджер портала.
- В окне Порталы щёлкните Добавить портал. Введите URL своего портала ArcGIS Enterprise и щёлкните OK.
- Чтобы использовать свой портал, щёлкните правой кнопкй его URL и выберите Задать как Активный портал.
- Если будет предложено, войдите под учётной записью своего портала ArcGIS Enterprise и закройте окно Порталы.
После входа базовая карта глобуса может измениться, чтобы показать базовую карту вашей организации по умолчанию. Если изменить базовую карту на спутниковые изображения, будет гораздо понятнее, как выглядит интересующая вас область.
- На панели инструментов нажмите кнопку Basemap and Terrain. Убедитесь, что выбрана базовая карта Imagery.
Теперь надо переместиться к Риттенхаус-сквер в Филадельфии.
- Щёлкните кнопку Поиск, введите Риттенхаус-сквер и выберите Rittenhouse Square, Philadelphia, PA, USA.
Глобус повернется к вам маркером, означающим Риттенхаус-сквер. Маркер установлен немного неверно. Риттенхаус-сквер – это парк к северо-западу от маркера.
- Переместитесь и увеличьте изображение до экстента Риттенхаус-сквер.
На увеличенном изображении видно несколько домов вокруг парка.
Примечание:
Данные реального времени периодически обновляются. Ваши слои могут отличаться от примеров на рисунках.
Судя по снимку, высота этих зданий несколько этажей. Чтобы корректно провести анализ видимости, надо знать точную высоту зданий. Вы добавите 3D-слой со зданиями Филадельфии на карту, чтобы визуализировать их высоту.
- На панели инструментов щёлкните кнопку Добавить данные).
Появится окно для доступа к данным из ArcGIS Online, ArcGIS Enterprise, локальным данным и веб-сервисам.
- Во вкладке ArcGIS Online щёлкните Мои ресурсы и выберите ArcGIS Online. В поисковой строке введите Philadelphia owner:Learn_ArcGIS и нажмите Enter.
- В списке результатов поиска для слоя сцены Philadelphia Downtown Buildings Learn щелкните кнопку Добавить.
Глобус переместится, а слой добавится на карту. Он охватывает значительную часть Филадельфии, а не только окрестности парка.
- Закройте окно.
- Переместитесь обратно к Риттенхаус-сквер.
- Щёлкните правой кнопкой и проведите мышью, чтобы наклонить сцену.
3D-здания дают более реалистичную картину парка. Они также будут важны для определения того, где что-то может заслонять обзор.
Примечание:
3D-здания для многих городов доступны в ArcGIS Living Atlas of the World. Чтобы узнать, как создавать простые 3D-структуры с использованием 2D-контуров зданий, попробуйте учебник ArcGIS Карта Венеции в 2D и 3D.
- На панели инструментов нажмите кнопку Basemap and Terrain и измените базовую карту на Темно-серое полотно. (Вам может потребоваться прокрутить вниз.)
- На панели инструментов щелкните кнопку Развернуть таблицу содержания.
- В Таблице содержания щелкните правой кнопкой мыши слой Philadelphia Buildings и выберите Свойства. На появившейся панели Свойства щелкните вкладку Оформление.
- Для Прозрачности слоя введите 66 процентов.
При пониженной прозрачности можно видеть разницу в высоте для этих зданий.
- Закройте панель Свойства.
Определение линии видимости из точки
Одно из предполагаемых мест расположения сотрудников службы безопасности находится на крыше соседнего здания. Планировщики полагают, что находящиеся там сотрудники смогут наблюдать за парком сверху. Вы проведете анализ линии прямой видимости, чтобы определить, смогут ли расставленные по точкам сотрудники службы безопасности наблюдать парк из своих местоположений.
- Нажмите кнопку Поиск. Найдите и переместитесь к 1818 Market St, Philadelphia, PA 19103.
Карта перемещается в городской квартал с двумя структурами. Структура на западной стороне квартала намного выше, чем другая. Это место, где будет находиться наблюдатель.
Подсказка:
Чтобы удалить маркер результата поиска, откройте окно поиска и очистите текст.
- Перемещайтесь, пока не увидите как здание, где будет находиться наблюдатель, так и Риттенхаус-сквер (который находится к югу от здания).
- На панели инструментов нажмите кнопку Interactive analysis (Интерактивный анализ и выберите Line of Sight (Линия видимости).
Появится окно с опциями линии видимости.
- Убедитесь, что активна вкладка From point (из точки).
Далее вы добавите точку наблюдения. Это будет точка размещения сотрудника службы безопасности.
- Щёлкните верх здания на Маркет-стрит в южной части.
Подсказка:
Добавляя точки наблюдателя и цели, вы по-прежнему можете наклонять, масштабировать и перемещать карту по мере необходимости.
Примечание:
Если вы хотите добавить точку наблюдателя на земле, а не на крыше, нажмите T и щёлкните точку.
Добавлена синяя точка наблюдателя. Теперь надо щёлкнуть местоположение целевой точки.
- Щелкните центр парка Риттенхаус, чтобы добавить целевую точку, и дважды щелкните, чтобы закончить.
Примечание:
Если вы разместили точку наблюдателя на верхней части здания Маркет-стрит, а не сбоку, линия видимости может быть перекрыта краем здания на Маркет-стрит.
Добавлена красная точка цели. Линия соединяет её с точкой наблюдателя. Синяя часть линии указывает на беспрепятственную линию видимости, а фиолетовая – где обзор чем-то заслонен.
Подсказка:
Кроме того, вы можете изменить цвета линии, используя опцию Цветовая схема в окне линии видимости.
Хотя здание на Маркет-стрит значительно выше, чем те, которые находятся непосредственно вокруг парка, линия видимости от вершины здания до центра парка перекрыта другим зданием. Это место не будет идеальным местом для сотрудников службы безопасности.
- Щёлкните в любом месте на карте, чтобы активировать инструмент видимости. Добавьте линию видимости от одного из зданий рядом со зданием Маркет-стрит до парка.
На нашем примере изображения линия видимости не перекрыта, поэтому вся линия от точки наблюдателя до целевой синяя. В зависимости от того, какое здание вы выбрали, ваша линия видимости может оказаться чем-то заслонена.
- Если надо, добавьте ещё несколько линий видимости, пока не получится ничем не перегороженная.
Подсказка:
Чтобы изменить местоположение наблюдателя или целевой точки уже после добавления, щелкните точку, чтобы её выбрать. Вы можете перетащить точку на новое место или изменить её координаты в появившемся окне.
Как только вы получите не заслоненную линию видимости, вам больше не нужны перегороженные. Вы удалите их и сохраните изображение прямой видимости, чтобы использовать позже.
- Щёлкните наблюдателя или целевую точку, чтобы выделить ее (при этом появятся направляющие x,y,z, показывающие, что выбрана точка) и нажмите клавишу Delete.
Линия видимости удалена.
- Если надо, удалите все остальные перегороженные линии видимости, пока не останется только ничем не заслоненная линия.
- На панели инструментов щелкните кнопку Экспорт.
Откроется окно экспорта.
- В окне экспорта щелкните кнопку Экспорт изображения.
- Перейдите в папку на компьютере, где потом сможете найти, и сохраните изображение как Unobstructed Line of Sight.jpg.
Примечание:
Вы можете также сохранить изображение в формате .png или .tif.
- Закройте окно экспорта и окно линии видимости.
Когда вы закроете окно, все линии видимости исчезнут.
Создание линии видимости анимации
Город также хочет, чтобы автотранспорт патрулировал улицы возле парка. Он хочет заранее знать, на каких участках трассы из патрульной машины будет не видно парк.
Вы нарисуете представляющую маршрут линию. Затем вы создадите анимированную линию видимости, используя модель движущегося транспортного средства в качестве точки наблюдателя. Будет проще нарисовать линию по улицам, используя другую базовую карту и отключив трехмерные здания.
- В таблице содержания снимите отметку Philadelphia Buildings.
Здания исчезнут со сцены.
- Щёлкните кнопку Basemap and Terrain и смените базовую карту на OpenStreetMap.
- Наклоните сцену так, чтобы вы смотрели прямо на Риттенхаус-сквер.
Эта базовая карта подчеркивает улицы. Улицы опоясывают Риттенхаус-сквер со всех сторон, но патрулирование должно охватывать и некоторые окрестности. Маршрут начнется на пересечении улиц Walnut Street и South 18th Street.
- На панели инструментов нажмите кнопку Draw (Рисование) и выберите Line (Линия).
Появится окно с параметрами для рисования.
- В этом окне убедитесь, что активна вкладка Общие. На карте щелкните пересечение Walnut Street и South 18th Street (северо-восточный угол Риттенхаус-сквер).
Как только вы нажмете на карту, вы начнете рисовать линию. Каждое последующее местоположение, которое вы щелкнете, станет следующей вершиной в линии.
- Щёлкните пересечение улиц Walnut Street и South 21st Street.
Будет создана линия, идущая с востока на запад. Измерение над линией показывает длину около 440 метров. Вы продолжите добавлять перекрестки маршрута.
- Щёлкайте по порядку следующие пересечения:
- South 21st Street и Locust Street
- Locust Street и West Rittenhouse Square
- West Rittenhouse Square и South Rittenhouse Square
- South Rittenhouse Square и South 18th Street
- Чтобы завершить маршрут, дважды щелкните начальную точку на пересечении Walnut Street и South 18th Street.
- Закройте окно с опциями рисования. Измените базовую карту на Imagery и откройте список слоев.
Новый слой Untitled Line появится в таблице содержания.
Примечание:
Если вы не хотите, чтобы путь был виден в анимации, можете отключить этот слой. Это не повлияет на путь, пройденный в процессе анимации.
- Щелкните правой кнопкой Untitled Line и выберите Переименовать. Введите Route и нажмите Enter.
Далее вы выполните анализ линии видимости вдоль маршрута с анимацией.
- В Таблице содержания включите слой Philadelphia Buildings и щелкните Свернуть таблицу содержания, чтобы закрыть таблицу содержания.
- На панели инструментов нажмите кнопку Interactive analysis (Интерактивный анализ и выберите Line of Sight (Линия видимости).
- В окне линии видимости перейдите на вкладку Анимация.
- В опции Select line (Выбрать линию) укажите Route. Если необходимо, в Model (Модель) выберите Vehicle (автомобиль).
Модель представляет наблюдателя. Он автоматически размещается в начальной точке маршрута. Далее вы добавите целевую точку.
Примечание:
По умолчанию, анализ выполняется от передней части двигающегося наблюдателя с вертикальным сдвигом в 2 метра. Вы можете изменить вертикальное смещение в окне Model в верхней части сцены.
- На сцене щелкните центр парка и дважды щелкните, чтобы завершить геометрию.
Анимация теперь готова к запуску.
- В окне линии видимости щёлкните Запустить анимацию.
Транспортное средство начинает двигаться по маршруту, который вы нарисовали.
Подсказка:
Вы можете масштабировать, панорамировать и наклонять сцену во время воспроизведения анимации, чтобы автомобиль было лучше видно. Чтобы приостановить анимацию, нажмите Stop animation.
На нашем примере изображения показано местоположение вдоль маршрута, где линия видимости парка перекрыта.
Подсказка:
Чтобы анимация воспроизводилась быстрее или медленнее, настройте параметр Скорость в окне видимости.
- Когда транспортное средство достигнет конца маршрута, нажмите Stop animation.
Линия видимости заслонена почти всё время, когда машина не находится на улице, непосредственно прилегающей к парку. На уровне земли в плотно застроенном городе очень сложно что-то увидеть. Наземный патруль, вероятно, необходимо будет дополнить наблюдателями на крышах зданий или на вертолетах.
- Закройте окно линии видимости.
Вы добавили слой 3D-зданий в городе Филадельфия (штат Пенсильвания, США). Вы определили, что будет видно неподвижным и мобильным наблюдателям. Основываясь на своих выводах, вы можете определить, откуда сотрудники службы безопасности смогут видеть парк, а откуда нет.
Выполнение анализа видимости
Ранее вы выполнили анализ линии прямой видимости, который указал, можно ли увидеть указанную целевую точку с заданной точки наблюдения. Теперь приступим к анализу видимости. Видимость выявляет все местоположения, которые видно из указанной точки. С помощью видимости вы можете определить не только видят ли наблюдатели парк, но также и то, какую область вокруг они видят и какие препятствия мешают им видеть больше.
Сначала вы выполните анализ видимости для одной области. Затем создадите анимированную область видимости для вертолетного патруля.
Определение области видимости камеры
Вы можете создавать области видимости с одной точки или динамической линии. Вы также можете построить область видимости, используя ту же камеру, которую используете для навигации в ArcGIS Earth. Использование камеры позволяет вам наклонить перспективу вашего наблюдателя в желаемое положение. Вы будете использовать камеру, чтобы определить область видимости наблюдателя с соседнего здания.
- Если необходимо, запустите ArcGIS Earth, выполните вход и переместитесь к Rittenhouse Square, Philadelphia.
- На панели инструментов нажмите кнопку Interactive analysis (Интерактивный анализ и выберите Viewshed (Видимость).
Откроется окно с опциями видимости. Указатель изменится, чтобы показать видимость с того места, где вы находитесь на сцене.
- В окне видимости перейдите на вкладку From camera (С камеры).
Указатель возвращается в нормальное состояние. Вместо того, чтобы щелкнуть место на карте для задания точки наблюдения, вы переместите представляющую наблюдателя камеру ArcGIS Earth.
- Перемещайте и масштабируйте сцену так, чтобы камера находилась в каком-нибудь соседнем здании, по вашему выбору. Наклоните камеру, чтобы она была направлена на парк.
- В окне видоискателя щёлкните Apply camera (Применить камеру).
Видимость применится.
- В окне видимости настройте параметры Heading (Курс), Tilt (Наклон), Horizontal angle (Горизонтальный угол), Vertical angle (Вертикальный угол) и Range (Диапазон), пока весь парк не будет покрыт областью голубого цвета.
Эти параметры меняют направление, куда смотрит наблюдатель. Синие области показывают, что может видеть наблюдатель. Поскольку вы не перемещались из точки наблюдения, почти вся сцена выделена синим цветом.
- Переместите сцену в другое положение.
Маркер указывает местоположение вашей камеры, когда вы применили видимость. Фиолетовые области показывают, что не видно наблюдателю. Из-за большого количества зданий в этом районе, в парке и вокруг него очень много мест, которые невозможно увидеть.
Подсказка:
Если вы хотите отрегулировать положение наблюдателя, вы можете либо перетащить наблюдателя по сцене, либо отредактировать координаты точки наблюдения.
- На панели инструментов нажмите кнопку Share (Опубликовать) и выберите Save Image (Сохранить изображение). Сохраните изображение в папке на ваше усмотрение под именем Viewshed from Building.
- Закройте окно видимости.
Видимость удалится. Создав несколько областей видимости с разных крыш, развертывание системы безопасности сможет компенсировать "слепые зоны" у отдельных наблюдателей.
Создание обоюдной видимости анимации
Далее вы создадите динамическую область видимости для перемещающегося наблюдателя. Ранее вы выполнили динамический анализ прямой видимости для автомобиля на уровне земной поверхности. При этом вы обнаружили, что обзор с автомобиля почти всегда была закрыт зданиями, за исключением тех случаев, когда машина находится прямо возле парка. Теперь вместо того, чтобы создать видимость для наземного транспортного средства, вы построите её для вертолета, пролетающего над этой территорией.
Маршрут вертолета будет основан на маршруте патрульной машины из предыдущего анализа видимости. Вам нужно будет отрегулировать высоту маршрута, чтобы она подходила для воздушного судна.
- Щелкните правой кнопкой Маршрут на панели Данные и выберите Свойства.
Откроется окно с опциями для слоя.
- На вкладке Общие в качестве Высоты выберите Абсолютную и введите 200 м.
Маршрут поднят на 200 метров в воздух, это подходящая высота для вертолета.
- Закройте окно свойств слоя и список слоев. На панели инструментов щёлкните Interactive analysis (Интерактивный анализ и выберите Viewshed (Видимость).
- В окне видимости перейдите на вкладку Animation (Анимация).
- На вкладке Анимация в опции Выбрать линию укажите Маршрут. В опции Model выберите Aircraft.
Модель транспортного средства заменяется моделью, представляющей самолет.
- Щёлкните Start animation (запустить анимацию).
Камера движется за воздушным судном, следуя по маршруту.
Примечание:
По умолчанию направление видимости совпадает с направлением движения наблюдателя по маршруту. Чтобы изменить направление видимости, настройте в окне видимости параметры Heading (Направление), Tilt (Наклон), Horizontal angle (Горизонтальный угол), Vertical angle (Вертикальный угол) и Range (Диапазон).
Как и в случае с динамической анимацией видимости, которую вы создали для наземного транспортного средства, вы можете приостановить эту анимацию в любой точке своего маршрута или изменить скорость анимации.
Видимость с вертолета намного лучше, чем с наземного транспортного средства. Тем не менее, даже вертолет имеет много слепых зон в некоторых местах над парком. Эти слепые зоны могут быть дополнены наблюдателями на крыше и на земле.
- Когда анимация закончится, закройте окно видимости.
В этом учебном пособии вы выполнили анализ линии видимости и области непосредственной видимости, чтобы определить, какие области видны и не видны с наблюдательных точек вокруг Риттенхаус-сквер в Филадельфии. Ваш анализ выделил препятствия, которые мешали обзору как с земли, так и с воздуха. Сравнивая несколько областей видимости, вы можете развернуть систему безопасности, при которой несколько наблюдателей смогут наблюдать за максимально возможно территорией.
Рабочий процесс, которому вы следовали в этом учебном пособии, может быть применен и к другим рабочим процессам в области безопасности. Анализ видимости также важен для многих рабочих процессов в сферах обороны и городского планирования.
Вы можете найти больше учебных пособий в галерее учебных пособий.
