Sichtbarkeitsanalyse

Sichtbarkeitsanalyse (viewshed).

Siehe auch:

• Digitales Höhenmodell (Wikipedia)

Überblick

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:

• GIS
  • ArcGIS, vgl. viewshed
  • GRASS, SAGA
• Tools:
  • Visibility Analysis Plugin (VAP) for QGIS: http://madchuckle.blogspot.com/2010/10/visibility-analysis-plugin-vap-for-qgis.html#

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.

GeoTIFF

...

XYZ

...

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.