Funktionsweise des Werkzeugs "Sichtlinie"

Mit dem Werkzeug Sichtlinie wird die Sichtverbindung zwischen dem ersten und letzten Stützpunkt jedes Linien-Features anhand seiner Position im 3D-Raum und relativ zu den Hindernissen durch eine Oberfläche oder eine Multipatch-Feature-Class berechnet. Der erste Stützpunkt definiert den Beobachtungspunkt, der letzte das Beobachtungsziel. Die Sichtbarkeit wird entlang der Sichtlinie zwischen diesen Punkten bestimmt. Dazwischen liegende Stützpunkte in Linien mit mehr als zwei Stützpunkten werden ignoriert.

Die Höhe des Beobachtungs- und des Zielpunktes für 2D-Linien wird von der Oberfläche mit einem auf jede Beobachterposition angewendeten Standardversatz von 1 interpoliert, um sie über die Oberfläche zu heben. Bei 3D-Linien-Features wird die Beobachter- und die Zielhöhe nur aus der Geometrie des Features ermittelt. Zusätzliche Versatzwerte können auf den Beobachtungs- und Zielpunkt angewendet werden, indem Felder mit dem Namen OffsetA und OffsetB hinzugefügt werden. Der Wert "OffsetA" wird zur Höhe des Beobachters, der Wert "OffsetB" zur Höhe des Ziels addiert.

Wenn kein Multipatch-Feature bereitgestellt wird, wird die Ausgabelinie auf der Oberfläche drapiert. Wird ein Multipatch-Feature bereitgestellt, werden seine Features in die Sichtbarkeitsanalyse entlang der Oberfläche einbezogen, und die entstehenden Linien erstrecken sich direkt von der Beobachter- zur Zielposition.

Die ausgegebenen 3D-Linien enthalten ein Feature für jede vollständig sichtbare oder unsichtbare Sichtlinie und zwei Features für jede teilweise sichtbare Sichtlinie. Das SourceOID-Feld gibt das Eingabe-Feature an, mit dem die Sichtlinie definiert wird. Die Werte im VisCode-Feld geben die Sichtbarkeit der Sichtlinie an, wobei 1 "sichtbar" und 2 "unsichtbar" bedeutet. Das Feld TarIsVis beschreibt, ob der Zielpunkt vom Beobachter gesehen werden kann. Dabei bedeutet der Wert 1 Sichtbarkeit und der Wert 0 Unsichtbarkeit. Zudem wird ein Feld OBSTR_MPID hinzugefügt, mit dem das Multipatch, das die Sichtlinie behindert, identifiziert wird. Wenn das Ziel von der Oberfläche verdeckt wird, beträgt der Wert des Feldes -1. Wenn das Ziel sichtbar ist, beträgt er -9999.

Eine optionale Point-Feature-Class für Hindernisse kann erstellt werden, um die erste Position entlang der Sichtlinie, welche die Sichtbarkeit des Ziels für den Beobachter verhindert, zu visualisieren. Wenn die Sichtlinie durch einen Teil der Oberfläche behindert wird, bevor sie auf ein Feature trifft, befindet sich der Hindernispunkt auf der Oberfläche. Wenn die Sichtlinie zuerst auf ein Feature und dann auf einen Teil der Oberfläche trifft, befindet sich der Hindernispunkt am tatsächlichen Schnittpunkt, und der Rest der Sichtlinie kann als nicht sichtbar beobachtet werden. Sie enthält ein SourceOID-Feld, das die mit dem Hindernis verbundene Eingabelinie identifiziert.

Krümmungs- und atmosphärische Brechungskorrekturen

Die Durchführung von Sichtlinienberechnungen erfolgt mit der Option "Krümmung verwenden" unter Berücksichtigung der Erdkrümmung. Die Option kann nur verwendet werden, wenn sich der Raumbezug der Eingabe-Oberfläche in einem projizierten Koordinatensystem befindet und Z-Koordinateneinheiten definiert sind.

Durch Aktivieren der Brechungsoption wird der Einfluss der atmosphärischen Brechung kompensiert, die die Beugung des Lichts auf seinem Weg durch die Atmosphäre bewirkt. Der Umfang dieser Abweichung ist von Variationen in Luftdruck, Dichte, Feuchtigkeit, Temperatur und Höhe abhängig. Wie bei der Krümmung muss sich auch für die Korrektur der atmosphärischen Brechung der Raumbezug der Oberfläche in einem projizierten Koordinatensystem befinden und definierte Z-Koordinateneinheiten aufweisen.

Die Korrekturformel lautet:

Z = Z0 + D2(R - 1) ÷ d

Dabei gilt:

• Z – Korrigierte Höhe nach Berücksichtigung des Einflusses der atmosphärischen Brechung.
• Z₀ – Oberflächenhöhe der beobachteten Position.
• D – Planimetrische Entfernung zwischen dem Beobachtungs-Feature und der beobachteten Position.
• d – Der Durchmesser der Erde: 12.740 km.
• R – Brechungskoeffizient des Lichts. Der Standardwert 0,13 gilt unter standardmäßigem atmosphärischem Druck für Bedingungen am Tag mit klarem Himmel an Positionen, deren Höhe zwischen 40 und 100 Metern variiert (Yoeli, The Making of Intervisibility Maps with Computer and Plotter, Cartographica 22:88–103, 1985). Abweichende Brechungswerte können verwendet werden, um den Einfluss variierender atmosphärischer Bedingungen und Höhen in Bezug auf die Sichtbarkeit zu simulieren.