[发明专利]一种尺度自适应可视域分析方法

权利要求书

1.一种尺度自适应可视域分析方法，包括以下步骤：

步骤A：获取待分析地形的规则格网数字高程模型DEM，并在所述待分析地形的规则格网DEM上创建观察点并设置观察点的参数，形成可视分析范围；

步骤B：在可视分析范围内，以观察点为起点等角度的构造视线并通过视线切割地形，形成多个地形剖面；

步骤C：在地形剖面的水平方向等距采样，确定地形剖面上的第一个采样点的可视性，对于其他点，分别根据其前一采样点的可视性，判断当前采样点的可视性，得到地形剖面上各采样点的可视性；

步骤D：判断相邻两地形剖面上的与观察点水平距离相同的两个采样点之间的距离是否大于预设的DEM数据精度，若是，则从两点的中间位置点向可视域分析范围的边界构造地形剖面，对此新增地形剖面重复步骤C，得到此新增剖面上各采样点的可视性；

步骤E：重复步骤C-D得到所有地形剖面以及所有地形剖面上可视的采样点，组成待分析地形的可视信息点集；

在规则格网数字高程模型DEM上创建观察点并设置观察点的参数，形成可视分析范围的方法包括：

在规则格网DEM上选定一点作为观察点V，设置视高h_V，即观察点到地表的垂直距离，设置可视分析区域的半径r以及剖面水平方向等距采样的步长Δl，构建一个以所述观察点V为中心的圆形区域作为可视分析范围；

在剖面的水平方向等距采样，确定该剖面上的第一个采样点的可视性的方法包括：

以设置的剖面水平方向等距采样的步长Δl为间隔，在地形剖面的水平方向等距采样，得到采样点点集{S₁,…,S_i-1,S_i,S_i+1,…,S_i+k,…,S_n}；将所述采样点点集中的第一个采样点S₁设置为可视；

根据其前一采样点的可视性，判断当前采样点的可视性的方法包括：

步骤C1：若前点S_i-1可视，比较H(S_i-1)与H(S′_i)的大小，当H(S_i-1)≤H(S′_i)时，当前点是可视的，设置其可视属性为1，迭代到下一采样点，重复步骤C1，否则当前点是不可视的，设置其可视属性为0，然后到步骤C2；

步骤C2：若前点S_i-1不可视，找到对于当前点S_i的已知的最近的可视点S_k及计算其高程值H(S_k)，1ki-1，然后计算当前点S_i在视线VS_k上对应点的高度H(S′_i)，再判断当前点S_i的高程H(S_i)与H(S′_i)的大小关系，计算公式如下：

H(S′_i)＝H(S_k)+m×(i-k) (1)

当H(S′_i)H(S_i)时，当前点是不可视的，设置其可视属性为0，迭代到下一点，重复步骤C2，否则当前点是可视的，设置其可视属性为1，转到步骤C1；

其中，(x，y)为观察点V的平面坐标，其高度由下式得到：

H(V)＝H(V′)+h_V (3)

其中H(V)为点V的高度，H(V′)为点V对应的地表点高程，由该点相邻四个格网点的高程值通过双线性内插法得到，h_V为设置的观察点视高；

前点为S_i-1，其地面高程为H(S_i-1)，由该点相邻四个格网点的高程值通过双线性内插法得到，平面坐标为(x_i-1,y_i-1)；当前点为S_i，其地面高程为H(S_i)，由该点相邻四个格网点的高程值通过双线性内插法得到，平面坐标为(x_i,y_i),当前点S_i与观察点V形成视线VS_i，VS_i在平面坐标为(x_i-1,y_i-1)的位置对应的点为点S′_i，点S′_i的位置信息可由下式计算得到：

其中，S′_i(x)、S′_i(y)、H(S′_i)分别为点S′_i在三维地形空间中的x坐标、y坐标及高度值，n为S_i在等距采样点的序数。