执行视线分析

您将确定安保人员所在的建议位置上是否可以看到费城公园里顿豪斯广场中将举办活动的位置。 视线分析可立即指示能否从特定位置上看到目标。

您将执行两次视线分析。 首先,您将确定是否可以从附近建筑的顶部看到公园。 然后,您将创建一个动画视线,以便沿着计划的巡逻路线可视化障碍点。

可视化城市

在进行视线分析之前,您将导航至费城的里顿豪斯广场,即活动地点。 然后,将 3D 数据添加到 ArcGIS Earth 以显示周围的建筑物。

  1. 启动 ArcGIS Earth 桌面版。
    注:

    如果您没有 ArcGIS Earth 桌面版,可以从 ArcGIS Earth 产品页面进行下载。

    ArcGIS Earth 随即打开,并将世界显示为 3D globe。

  2. 如果出现快速浏览以了解详细信息窗口,请单击跳过
  3. 在顶部工具栏上,检查您是否已登录。 如果未登录,请单击未登录

    未登录

  4. 如果您使用的是 ArcGIS Online 账户,请单击登录并使用 ArcGIS 组织账户凭据登录。
    注:

    如果您没有组织帐户,请参阅软件访问权限选项

  5. 如果您使用的是 ArcGIS Enterprise 账户,请按照以下步骤进行登录:
    • 单击门户管理器
    • 门户窗口中,单击添加门户。 输入 ArcGIS Enterprise 门户的 URL,然后单击确定
    • 要使用门户,请右键单击门户的 URL 并选择设为活动门户
    • 收到系统提示时,请使用 ArcGIS Enterprise 门户的凭据登录,然后关闭门户窗口。

    登录后,地球的底图可能会发生更改以反映组织的默认底图。 您将更改底图以显示卫星影像,这样您就可以更好地了解该区域的外观。

  6. 在工具栏上,单击底图和地形按钮。 确认已选择影像底图。

    底图和地形按钮

    接下来,您将导航至费城的里顿豪斯广场。

  7. 单击搜索按钮,输入 Rittenhouse Square,并选择 Rittenhouse Square, Philadelphia, PA, USA

    搜索费城里顿豪斯广场

    Globe 将导航至指示里顿豪斯广场的标记。 标记略有误差。 里顿豪斯广场是位于标记的西北方向上的公园。

    里顿豪斯广场的位置与搜索结果的比较

  8. 以里顿豪斯广场为中心进行平移和缩放。

    放大后,影像会显示公园周围的几座建筑。

    注:

    实时数据会定期更新。 您的图层可能与示例图像的图层不同。

    范围缩小到里顿豪斯广场

    根据影像,您可以判定这些建筑有几层楼高。 为了进行正确的视线分析,您需要知道具体的高度。 您将在地图中添加费城建筑的 3D 图层,以可视化它们的高度。

  9. 在工具栏上,单击添加数据按钮。

    “添加数据”按钮

    随即显示一个窗口,您可以在其中访问 ArcGIS OnlineArcGIS Enterprise、本地数据和 Web 服务的数据。

  10. ArcGIS Online 选项卡上,单击我的内容,然后选择 ArcGIS Online。 在搜索栏中,输入 Philadelphia owner:Learn_ArcGIS,然后按 Enter 键。

    添加 Philadelphia Buildings

  11. 在结果列表中,对于 Philadelphia Downtown Buildings Learn 场景图层,单击添加按钮。

    Philadelphia Downtown Buildings Learn 场景图层的“添加”按钮

    Globe 缩小,图层将被添加到地图中。 它将覆盖费城的大部分面积,而不仅仅是公园附近的区域。

  12. 关闭窗口。
  13. 导航回里顿豪斯广场。
  14. 右键单击并拖动鼠标以倾斜场景。

    里顿豪斯广场 3D 建筑的倾斜视图

    3D 建筑提供了更加逼真的公园视图。 它们对于确定视线可能被阻挡的位置也非常重要。

    注:

    许多城市的 3D 建筑物都可以从 ArcGIS Living Atlas of the World 中获取。 要了解如何使用 2D 建筑覆盖区来创建简单的 3D 结构,请尝试 ArcGIS 教程系列在 2D 和 3D 模式下绘制威尼斯地图

  15. 在工具条中,单击底图和地形按钮,然后将底图更改为深灰色画布。 (可能需要向下滚动才能看到此内容。)
  16. 在工具栏上,单击展开内容列表按钮。

    工具栏上的展开内容列表按钮

  17. 在内容列表中,右键单击 Philadelphia Downtown Buildings 图层,然后选择属性。 在显示的属性窗格中,单击外观选项卡。
  18. 对于图层透明度,输入 40%。

    图层透明度设置为 40%

    降低透明度后,即可查看这些建筑物之间的高度差。

  19. 关闭属性窗格。

从一个点确定视线

安保人员的推荐位置之一可以借助附近建筑。 规划人员认为,此处部署的安保人员将能够从上方监控公园。 您将进行视线分析,以确定所部署的人员在其位置处能否看到公园。

  1. 单击搜索按钮。 搜索并导航至 1818 Market St,Philadelphia,PA 19103

    地图将导航到具有两个结构的城市街区。 街区西侧的结构比另一侧高得多。 这是观察点所在的结构。

    Market Street 上的观察点位置

    提示:

    要移除搜索结果标记,请打开搜索框并清除文本。

  2. 进行导航,直至您可以看到观察点所在的建筑和里顿豪斯广场(位于建筑物南侧)。

    已定位场景,因此 1818 Market St 建筑物和公园均可见

  3. 在工具栏上,单击交互式分析按钮并选择视线

    视线选项

    随即显示一个窗口,其中包含视线选项。

  4. 确认起点选项卡处于活动状态。

    接下来,您将添加观察点。 这一点将代表安保人员。

  5. 单击 Market Street 建筑顶部(南侧)。
    提示:

    添加观察点和目标点时,您仍可以根据需要倾斜、缩放和平移地图。

    观察点已添加到 Market Street 建筑顶部。

    注:

    如果您要将观察点添加到地面而不是屋顶,请在单击的同时按 T 以添加点。

    将添加一个蓝色观察点。 您单击的下一个位置将是目标点的位置。

  6. 单击里顿豪斯公园的中心以添加目标点,然后双击以完成操作。

    目标点已添加到里顿豪斯广场中心。

    注:

    如果您将观察点放在 Market Street 的顶部而不是其侧面,那么视线可能会被 Market Street 建筑的边缘遮挡。

    将添加一个红色目标点。 有一条线将其连接到观察点。 线的蓝色部分表示视线无障碍,而线的紫色部分表示视线被阻挡的位置。

    提示:

    或者,您可以使用视线窗口中的配色方案选项来更改线条的颜色。

    虽然 Market Street 上的建筑明显高于紧邻公园的建筑,但从建筑顶部到公园中心的视线却被另一栋建筑物遮挡。 因此,这个位置不是安保人员的理想位置。

  7. 单击地图上的任意位置以重新激活视线工具。 添加从靠近 Market Street 的一处建筑到公园的视线。

    无障碍视线

    在示例图像中,视线没有被遮挡,并且从观察点到目标点的线是蓝色的。 根据您所选择的建筑,您的视线可能会被遮挡。

  8. 如有必要,可添加更多视线,直到创建一个无障碍视线。
    提示:

    要在添加观察点或目标点后更改其位置,请单击该点将其选中。 您可以将该点拖动到新位置,也可以在显示的窗口中对其坐标进行编辑。

    创建了无障碍视线后,就不再需要受阻视线。 您会将其删除并保存无障碍视线的图像,以便稍后使用。

  9. 单击受阻视线的观察点或目标点以将其选中(将显示 x,y,z 参考线以指示点已被选中),然后按删除键。

    视线将被删除。

  10. 如有必要,删除所有其他受阻视线,直到只剩下无障碍视线。
  11. 利用您设备中的屏幕截图应用程序或操作系统工具保存站点线可视化图像。
  12. 关闭“视线”窗口。

    窗口关闭后,所有视线都会消失。

创建动画视线

该市还希望有一辆陆上车辆在公园附近的街道上进行巡逻。 并希望提前了解在公园视线受阻的区域内巡逻车的路线。

您将绘制一条线来表示该路线。 然后,您将使用移动的车辆模型作为观察点来创建动画视线。 使用不同的底图并且关闭 3D 建筑来绘制一条沿街道的线会更容易。

  1. 在内容列表中,取消选中 Philadelphia Downtown Buildings

    目录视图中的 Philadelphia Downtown Buildings 已关闭

    场景中的建筑将会隐藏。

  2. 单击底图和地形按钮并将底图更改为 OpenStreetMap
  3. 倾斜场景,以便直视里顿豪斯广场。 缩放视图直至整个公园及其西侧几个街区全部进入视野。

    带有 OpenStreetMap 底图的里顿豪斯广场

    此底图强调街道的显示。 街道两旁是里顿豪斯广场,但巡逻也是意味着覆盖部分的周围区域。 该路线将从 Walnut Street 和 South 18th Street 的交叉路口开始。

  4. 在工具栏上,单击绘制按钮并选择线条

    绘图按钮菜单中的线条选项

    随即显示一个窗口,其中包含绘制选项。

  5. 在窗口中,确认常规选项卡处于活动状态。 在地图上,单击 Walnut Street 和 South 18th Street(里顿豪斯广场的东北角)的交叉点。

    第一个交叉点

    单击地图后,即可开始绘制线条。 您后续单击的每个位置都将是该线条中的另一个折点。

  6. 单击 Walnut Street 与 South 21st Street 的交叉点。

    第二个交叉点

    将创建一条自东向西的线条。 线条上方的测量值表示长度约为 440 米。 您将继续添加交叉点以完成路线。

  7. 按顺序单击以下交叉点:
    • South 21st Street 与 Locust Street
    • Locust Street 与 West Rittenhouse Square
    • 西里顿豪斯广场和南里顿豪斯广场
    • 南里顿豪斯广场和 South 18th Street

    不完整路线

  8. 要完成路线,请在 Walnut Street 与 South 18th Street 起点附近双击。

    完整路线

  9. 使用绘图选项关闭窗口。 切换底图至影像,并展开内容列表。

    现在,名为 Untitled line 的图层显示在内容列表中。

    注:

    如果您不希望该路径显示在动画中,则可以取消选中该图层。 这样做不会影响动画期间的路径。

  10. 右键单击 Untitled line 并选择重命名。 输入 Route,然后按 Enter 键。

    接下来,您将针对路线以动画形式执行视线分析。

  11. 在内容列表中,打开 Philadelphia Downtown Buildings 图层,然后单击折叠内容列表以将其关闭。
  12. 在工具栏上,单击交互式分析按钮并选择视线
  13. 在视线窗口中,单击动画选项卡。

    动画选项卡

  14. 对于选择线条,选择路线。 如有必要,针对模型选择车辆

    该模型代表观察点。 它会自动放置在路线的起点上。 接下来,您将放置目标点。

    注:

    默认情况下,视线分析是在移动观察点的前方进行的,垂直偏移为 2 米。 您可以更改场景顶部模型窗口中的垂直偏移。

  15. 在场景中,单击公园的中心,然后双击以完成操作。

    现在即可共享动画。

  16. 在视线窗口中,单击开始动画

    车辆开始沿着您绘制的路线移动。

    提示:

    您可以在播放动画期间缩放、平移和倾斜场景,以便更好地查看车辆。 要暂停动画,请单击停止动画

    动画视线

    示例图像显示路线上发生公园视线受阻的位置。

    提示:

    要使动画播放速度变得更快或更慢,请调整视线窗口中的速度参数。

  17. 当车辆到达路线的尽头时,请单击停止动画

    车辆位于与公园未直接相邻的道路上时,视线几乎在任何时候都会受阻。 在一个密集城市的地面上,很难看得远。 地面巡逻可能需要利用建筑顶部或空中直升机中的观察点提供辅助。

  18. 关闭视线窗口。

您向宾夕法尼亚州费城市中心添加了一个 3D 建筑图层。 还确定了固定和移动观察点的视线。 根据您的发现,您可以确定哪些位置上安保人员可以看到公园,哪些位置上安保人员无法看到公园。


执行视域分析

您之前执行了视线分析,指示是否可以从指定的观察点看到指定的目标点。 接下来将执行视域分析。 视域表示可以从指定点看到的所有位置。 借助视域,您不仅可以确定在观察点位置是否可以看到公园,还可以确定它们对周围区域的可视范围以及阻碍他们视线的障碍物。

首先,您将对单个区域执行视域分析。 然后,您将为直升机巡逻创建动画视域。

通过相机确定视域

您可以为单个点或动态线条创建视域。 您还可以通过用于导航 ArcGIS Earth 的同一个相机来创建视域。 使用相机可以让观察点的视角倾斜到您想要的位置。 您将使用相机来确定附近建筑中观察点的视域。

  1. 如有必要,请启动 ArcGIS Earth,登录并导航至费城里顿豪斯广场。
  2. 在工具栏上,单击交互式分析按钮并选择视域

    视域选项

    随即打开一个窗口,其中包含视域选项。 指针会更改为显示场景中单击位置的视域。

  3. 在“视域”窗口中,单击通过相机选项卡。

    通过相机选项卡

    指针恢复正常。 并非单击地图上的某个地点作为观察点,而是移动 ArcGIS Earth 相机来表示观察点。

  4. 平移和缩放场景,以使相机位于您所选择位置附近的建筑上。 倾斜相机使其面向公园。

    相机观察点位于建筑上

  5. 在“视域”窗口中,单击应用相机

    应用相机按钮

    视域已应用。

  6. 在视域窗口中,调整标题倾斜水平角度垂直角度范围参数,直到公园被蓝色区域覆盖为止。

    参数

    这些参数改变了观察点的朝向。 蓝色区域代表在观察点可以看到的一切。 因为您没有导航离开观察点,所以场景中几乎所有内容都以蓝色突出显示。
  7. 将场景导航到其他位置。

    从附近建筑顶部的视域

    应用视域时,标记将指示相机的位置。 紫色区域代表在观察点看不到的区域。 由于该地区有许多建筑,因此,实际上在公园内和公园周围有许多看不到的地方。

    提示:

    如果要调整观察点的位置,您可以在场景上拖动观察点,也可以编辑观察点的坐标。

  8. 利用您设备中的屏幕截图应用程序或操作系统工具保存视域可视化图像。
  9. 关闭“视域”窗口。

    视域随即被删除。 通过从不同的屋顶创建多个视域,安全部署可以对各个观察点的盲点进行补偿。

创建动画视域

接下来,您将为移动的观察点创建动态视域。 之前您对地面车辆实施了动态视线分析。 但是,您发现车辆的视线几乎总是被建筑阻挡,除非它直接位于公园旁边。 因此,您不会为地面车辆创建视域,而是为在该区域上空飞行的直升机创建一个视域。

您将通过视线分析,将直升机的路线建立在巡逻车路线的基础之上。 您需要调整路线的高度以适合航空飞行器。

  1. 数据窗格中,右键单击路径,然后选择属性

    Route 图层菜单中的“属性”

    随即打开一个包含图层选项的窗口。

  2. 常规选项卡上,对于高度,选择绝对,然后输入 200 米。

    高度参数

    这条路线提升到空中 200 米,对于直升机来说是一个合理高度。

  3. 关闭图层属性窗口并折叠内容列表。 在工具栏上,单击交互式分析并选择视域
  4. 在“视域”窗口中,单击动画选项卡。
  5. 动画选项卡中,对于选择线,选择路径。 对于模型,选择飞机

    动画设置

    车辆模型将取代为表示飞机的模型。

  6. 单击启动动画

    相机将移动到飞机后面,以沿着飞机路线前进。

    直升机的视域

    注:

    默认情况下,视域的方向与观察点沿路径移动的方向一致。 您可以通过调整“视域”窗口中的标题倾斜水平角度垂直角度范围参数来更改视域的方向。

    如同为地面车辆所创建的动态视线动画一样,您可以在其路线上的任何位置暂停此动画或更改动画的速度。

    直升机的视野比地面车辆的视野要好得多。 然而,即使是直升机也有许多盲点,这取决于它在公园内的位置。 这些盲点可通过屋顶和地面观察点进行补偿。

  7. 动画结束后,关闭“视域”窗口。

在本教程中,您进行了视线和视域分析,以确定哪些区域在费城里顿豪斯广场周围的有利位置上是可见的。 您的分析突出显示了影响地面和空中能见度的障碍物。 通过比较多个视域,您可以创建一个通过较少观察点观察到最大区域的安全部署。

您在本教程中执行的工作流可应用至任何安全工作流。 可见性分析对于许多国防和城市规划工作流来说也很重要。

您可以在教程库中找到更多教程。