[发明专利]城市区域的可视性分析方法

说明书

本发明公开了一种城市区域的可视性分析方法，包括获取待分析区域的DEM数据；对待分析区域内的建筑物轮廓数据进行修正；采用视线扫描法对待分析区域内目标点的视域进行分析；计算待分析区域内目标点处的各个建筑物的视域值；计算得到待分析区域内目标点的视域值并完成目标点的可视性分析。本发明采用DEM数据和建筑物轮廓数据进行可视性分析和可视域计算，顾及了矢量数据的精细特点和规则格网高程数据的细粒度对可视分析结果的影响；因此本发明方法能够对城市区域的可视性进行分析，而且分析过程简单快捷、精度较高且可靠性高。

技术领域

本发明属于地理空间技术领域，具体涉及一种城市区域的可视性分析方法。

背景技术

可视性分析是空间分析的重要组成部分，又称为视域分析或通视分析。可视域分析是指从一个或多个地理空间位置所可见的视域范围或与其他空间位置的可见程度。可视性分析是地形分析中不可或缺的一个部分，在众多领域，如军事分析、景观评估、城市规划、古迹考察等领域，均被广泛运用。

数字高程模型(Digital Elevation Model，简称DEM)是对局部地表形态特征的数字化表示，可以表示为规则格网(Regular Square Grid，简称RSG)或基于矢量的不规则三角网(Triangulated Irregular Network，简称TIN)，其所蕴含的地形地貌信息常用于可视性分析。

目前，可视性分析的方法主要有如下三种：

(1)基于数字高程模型的方法：该方法使用的数字高程数据，数据通过高程值矩阵来表现地表的形态，在众多领域被广泛应用；该方法的本质是判断视点与目标点之间的可通视性，视线与物体之间是否存在交点是基于光线沿直线传播的基本原则，进而判断点与点之间的通视情况。但是，本方法主要是针对规则格网进行计算，已经不再适用于现今的不规则格网的计算要求。

(2)基于不规则三角网地形模型的算法：该算法主要包括判断视线与三角形相交的方法，判断视线与边相交的方法和投影覆盖检测的方法。判断视线与三角形相交的方法，其主要思想是判断视点与目标点之间的连线是否与三角形平面相交，如果交点在该三角形内则视为不可见，如果视线与所有三角形均无交点则表示为通视。视线与边相交的方法，其主要思想是计算视线与目标点的连线在xy平面的投影与每一条边的交点，判断该视线是否在交点上面，如果均在上方的话，则视为通视。投影覆盖检测的算法，其主要是将三角网的所有三角形和视线连线投影到水平面，定位视点和目标点的三角形位置，根据邻接关系提取所有视线穿过的三角形，并依次判断视线与三角形是否相交。虽然这些方法的通用性较好，但是存在效率太低，现实复杂的场景中难以使用的问题。

(3)基于三维建模的方法：该方法的主要思想为构建建筑物的结构模型，基于三维空间的计算方法对视点和目标点之间的视线与建筑物是否相交进行判断。该类方法虽然可视分析的结果非常精确，但是构建建筑物结构的过程非常复杂，计算的时间成本过高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种分析过程简单快捷、精度较高且可靠性高的城市区域的可视性分析方法。

本发明提供的这种城市区域的可视性分析方法，包括如下步骤：

S1.获取待分析区域的DEM数据；

S2.根据步骤S1获取的DEM数据，对待分析区域内的建筑物轮廓数据进行修正；

S3.根据步骤S2得到的修正后的待分析区域内的建筑物轮廓数据，采用视线扫描法，对待分析区域内目标点的视域进行分析；

S4.根据步骤S3的分析结果，计算待分析区域内目标点处的各个建筑物的视域值；

S5.根据步骤S4得到的待分析区域内目标点处的各个建筑物的视域值，计算得到待分析区域内目标点的视域值，从而完成待分析区域内目标点的可视性分析。