天际线分析：城市环境辅助设计

城市环境具有复杂的空间组成 - 既包含建筑物、树木、街道设施等实体结构的密集集合，也包含公园或公共城市广场等城市开放空间。您可以使用天际线来更好的分析城市空间及其涵盖的空间区域，以便对城市中的特殊地点引起注意。

3D Analyst 可见性工具集包含一套可以满足多种应用的天际线工具。在用户确定观察点处可以看到的天空范围以及特定视点存在的可能障碍物时，这套工具可以对所采用的多种方案进行图形化比较。在此工作流中，您将了解到如何使用这些工具来保护对于市中心塔楼至关重要的海滨景观。

位于城市广场中心的热门旅游景点和城市地标塔都可以从顶层俯瞰海洋。游客在顶层旋转餐厅用餐时，所有顾客都可以欣赏到附近的海滨美景。在此工作流中，此顶层将用作观察点。规划人员和开发人员正在处理一个恰好坐落于滨水区的新高层建筑规划。这个高层建筑不仅会遮挡餐厅还有附近的宾馆和海滨公寓的部分视野。在规划城市空间时通常要考虑到建筑物的高度限制，建筑物的高度会对居民、商业、旅游业和房地产带来巨大的影响。

此工作流将比较新建筑物对塔上可获得的视野所产生的影响的前后结果。天际线工具用于在观察点周围创建一个新的城市轮廓线。天际线空间范围将由天际线障碍物工具生成。最后，使用天际线图对天空可见性进行图形化比较，天际线图代表观察点到每个天际线顶点的角度。所有这些都是对同一信息进行不同的描述，但是有助于可视化可见天际线的范围并描述各种情景。

数据准备

通常对于城市天际线分析而言，最低数据要求包括观察点、城市建筑数据，还可以选择地形或表面信息。了解观察点的位置也十分关键。如果观察点位于闹市的地面，周围被众多建筑物环绕，则表面不会对天际线产生任何影响，除非建筑物中间和周围区域存在高山。这就是天际线工具需要有一个默认虚拟表面的部分原因。通常，在闹市仰望天空时，您不会看到任何地形，所以在执行分析时该数据类型不是必须的。如果您不是在城市里而是站在山脊上或山谷中，天际线就会大不一样，提供的表面和高程值会更有意义。ArcScene 是最适合这种地区分析的应用程序。

天际线分析

如果观察点需要转向且可以从 360 度观察城市，则天际线工具可用于从塔顶的观察点描绘所观察到的城市天际线。输出的天际线将会显示建筑顶部和天空之间的边界。从根本上说，它会检测到从您站立的地方和转身环视周围景观的第一个能看到天空的点。

在此例中，我们关注的问题是如果沿此主要海滨景观建造另一座高层建筑，是否会阻挡水面景观的视野。您将对建造新建筑物前后的天际线影响进行比较。

天际线工具会使用输入观察点（塔顶中心）和周围建筑物图层作为比较条件。将天际线结果 (skyline1) 添加到视图后，请调整线颜色和线宽度，以便突出显示。

生成的天际线从塔顶的观察点向外发散。假设您坐在塔顶的旋转餐厅中：您现在可以清楚地看到毫无遮挡的海滨景观（面向场景的右上方）。这是大多数顾客所期望的。随着您顺时针转动，您可以看到在天际线开始前视线如何与许多建筑物顶部相连。

注:

• 如果要使用“天际线障碍物”为每个建筑物生成单独的多面体，只需要使用可选的分段天际线参数。这最适合于少量的建筑物。

天际线障碍物分析

天际线障碍物类似于一个冠层形状的覆盖区，用于显示可见范围。由从中心观察点向周围天际线辐射的视线相连构成。输出可以描述观察点的可见范围，并显示为皮肤状的平面区域，通过选中闭合选项，可显示为立体区域，具体方式为从天际线开始向下拉抻以创建一个裙子状的要素。它可以确定要素（如建筑物）是否与障碍物发生冲突，如果发生冲突则凸出显示并改变天际线。

为创建障碍物，请打开天际线障碍物工具，并使用观察点和之前步骤得出的天际线。

默认平面输出如下图所示：

使用 3D 效果 工具条中的“图层透明度”按钮可增加天际线障碍物的透明度：

重新运行该工具以创建如下形式的闭合柱体，关闭建筑物以显示裙状物：

图表分析

尽管天际线和天际线障碍的可视化分析非常必要，但人们可能更希望获得定量数字以及图形化图表来辅助 3D 分析。创建天际线图对该过程可起到帮助作用。

打开天际线图工具，在输入观察点要素字段输入观察点，在输入线要素字段输入天际线。输出会创建一个表格、一个图表，或同时创建二者，所以您需要提供如下所示的输出名称：skyline_table1 和 skyline_graph1。单击确定创建表格和极线图。

输出表会自动添加到“内容”窗口，并且使用方式与任何独立表或属性表相同。

运行工具后极线图会自动打开，并基于表值显示天际线轮廓。

极线图右侧列出的数字是每个天际线分区的天顶角。

要更改极线图的符号系统，以使天空区域轮廓更加逼真，请右键单击图表，然后单击高级属性。在编辑对话框中，单击左侧列中的系列 > 极线图。选择天蓝色作为轮廓颜色，并使用模式中的格式选项，以一种与之匹配的半透明纯蓝色来填充天空颜色。

现在，中央的天空区域涂上了浅蓝色，类似蓝天。

要理解极圈的含义，可假设您平躺在地上仰望天空。白色部分（极圈周围无颜色的环状部分）表示建筑物已拉伸至天空。建筑物越高，距离极圈中心越远。您仍可在图表的顶部看到无遮挡的画面。这是一种类似鱼眼照片的极线图，它可以基于观察者的中心点描述封闭程度。

天际线图工具也可以输出其他有用的值。如果检查工具执行结果（如未打开，请转到地理处理菜单，选择结果），您可以找到两组值。其中一组值为大于基本垂直角的天际线曝光百分比，可在可选的基本可见角参数中设置，另一组值为垂直角的最小值和最大值。此为天际线可用性的当前结果：

来自“天际线图”地理处理结果的其他输出值

在基本垂直角 0.000000 度之上的天空可见百分比为 95.254876。

最小垂直角和最大垂直角分别为 -6.560444 和 13.617137 度。

图形和文本工具执行结果基于塔顶的一个有利位置。使用半圆形的图表类型 - 自西（- 90 度）向东（90 度）顺时针方向 - 因为我们只关注朝向海洋有海滨景观的北部。

新天际线和结果比较

要比较存在规划的海岸高层建筑时观察者从餐厅望向海景所能看到的景象，请将建筑图层添加到场景中，然后再次运行工具。

您可以从图表中清晰地看到新的海滨建筑直插天际线。现在做这样一种假设，如果您的观察点是海岸边的一间旅馆或公寓，这栋建筑物会矗立在您的正面房间或与您的海景房相邻。您的天际线会被完全遮挡。

来自第二个“天际线图”地理处理结果的其他输出值

在基本垂直角 0.000000 度之上的天空可见百分比为 94.277842。

最小垂直角和最大垂直角分别为 -6.560444 和 17.496400 度。

与之前的天际线图相比，因出现了规划中的建筑物，此天际线可见范围减少了约 1%，垂直角最大值增加了约 4 度。对于离海岸线较近的观察点而言，百分比变化会更大。这就是为什么考虑观察点的位置十分重要。

汇总

到目前为止，您已经计算出天际线、天际线障碍物和天际线图。对于测算城市区域的暴露程度和一栋规划中建筑物在从塔顶观测时会遮挡多大的海景景观，这给您提供了定性和定量的衡量手段。现在，您可以将调查结果汇总到一个简单的报表中，来显示原始景观、未遮挡景观和有规划中的建筑物遮挡景观时的区别。

通过这个项目，对于一个城市区域的开放程度以及在某地存在一栋建筑时景观的变化情况，您已经有了一个直观的了解。从观察者所站位置计算，地平线之上的天空开放区域接近 95%。垂直角最大值约为 17.3 度，最小值约为 -6.5 度。添加的建筑物会对附近的现有建筑的海滨景观造成显著的遮挡。而对于观测塔，除面向北方的方向外，大部分区域会被高楼包围。对塔上游客的空间感受会因为可见天际线的改变而带来潜在负面影响。