Cómo funciona Horizonte

La herramienta Horizonte genera una polilínea 3D que representa la línea que divide el cielo de la superficie y entidades que rodean el punto del observador. La herramienta también puede generar siluetas que la herramienta Barrera de horizonte puede utilizar para generar volúmenes de sombra.

Si solo se proporcionan puntos del observador, el horizonte resultante se conoce como una línea de horizonte o cordón montañoso. La línea de horizonte se genera al proyectar una línea de visión desde el observador, que cubre el rango del acimut de origen especificado en las opciones de acimut. Una línea de visión se marca después de cada Incremento de acimut y todos los valores de acimut se expresan en grados. Un incremento menor produce un mayor muestreo, lo que genera una representación más precisa del cordón montañoso. Un cordón montañoso se genera como línea 3D donde cada vértice es el punto visible más lejano a lo largo de cada línea de visión de muestra. Si el observador puede ver todo el camino al borde de la superficie en una dirección determinada, entonces el vértice se genera en el punto donde la línea de visión alcanza el borde de la superficie. Si se proporciona un Radio de horizonte máximo, entonces el vértice aún estará a lo largo de la línea de visión pero no más allá del punto del observador que el máximo especificado.

Para cada uno de los tres parámetros relacionados con acimut, se puede especificar un campo de Entidades de punto del observador de entrada en vez de especificar un valor. Esto es útil si se creará más de un horizonte, lo que ocurre cuando se considera más de un punto de observador.

Las Entidades de entrada pueden ser cualquier combinación de multiparches, polilíneas y polígonos. Las entidades de polilínea y poligonales solo se aceptaran como capas 3D con altura base e información de extrusión.

Si se proporciona una Superficie de entrada, las opciones de Superficie virtual se ignoran. Si no se proporciona una superficie y el Radio de superficie virtual se establece en 0, se utilizará una superficie virtual cuya elevación es ligeramente inferior al valor Z más bajo, y el Radio de superficie virtual se establecerá en la media de todas las mediciones de distancia desde el punto del observador al sobre de cada entidad.

Si la opción FULL_DETAIL se especifica para el Nivel de detalle de entidad, entonces se considera cada borde (de triángulos o anillos exteriores) dentro de la entidad. Si el Nivel de detalle de entidad es CONVEX_FOOTPRINT, entonces la contribución de la entidad al horizonte se genera por medio del perímetro superior del polígono convexo que representa la envoltura convexa de la huella (proyección horizontal sobre el plano XY) de la entidad, subida a la elevación del vértice más alto dentro de la entidad. Si se especifica ENVELOPE, entonces la contribución al análisis del horizonte se genera por medio del perímetro rectangular horizontal superior del sólido rectangular que envuelve a la entidad (caras verticales perpendiculares a los ejes x e y).

Nota:

La herramienta no reconocerá los salientes de los edificios, ni siquiera en detalle completo. La herramienta se comporta como si cada borde no vertical en la entidad tuviera una línea vertical que se extiende desde cada extremo del borde hasta el horizonte, y todo lo que hay entre esas dos líneas verticales queda oculto por la entidad. Si un edificio tiene solo una base angosta y una torre, con una parte superior más ancha, la parte superior hará que el horizonte se genere como si se desplegara una tela sobre él.

La polilínea 3D contiene una etiqueta (entero largo) numérica (ID) para cada vértice. Esta etiqueta no se guarda si la salida está en un shapefile. La etiqueta contiene información acerca del lado de la polilínea que sigue el vértice.

Al habilitar la opción Segmento horizonte se crean líneas individuales para cada entidad que condicionan el horizonte y cada línea de transición que conecta dichas entidades. Las líneas de transición se extienden por un radio imaginario desde el observador y están indicadas por un valor -2 en el campo de Id. Un valor -1 indica que el horizonte está definido por la superficie, y unos valores iguales o superiores a 0 identifican la entidad de entrada que contribuye al horizonte.

La herramienta Horizonte contiene parámetros relacionados con la escala que afectan a las elevaciones de los vértices en el horizonte:

1. Ajustar a porcentaje: indica a qué porcentaje del ángulo vertical original (ángulo sobre el horizonte o ángulo de elevación) o elevación debe ubicarse el vértice. Si se escribe 0 o 100, no se realizará ningún ajuste. El valor puede ser cualquier número pero comúnmente estará alrededor de 70 u 80.
2. Escala según: indica si la escala debe realizarse teniendo en cuenta el ángulo vertical o la elevación de cada vértice (relativo al punto del observador).
3. Método de ajuste: se refiere a si todos los vértices deben ajustarse en relación con el ángulo vertical (o la elevación) del vértice con el ángulo vertical más alto (o elevación), o en relación con el ángulo vertical original (o elevación) del vértice que se tiene en cuenta.

Por ejemplo, si se especifica 80 por ciento en la opción Ajustar a porcentaje, de acuerdo con VERTICAL_ANGLE y al utilizar SKYLINE_MAXIMUM del método de horizonte, el resultado será el siguiente:

1. El ángulo vertical se marcará para cada vértice en el horizonte y el más alto se reconocerá como el ángulo vertical máximo.
2. La disminución en el ángulo vertical se calculará como el 20 por ciento (es decir: 100 menos 80) del ángulo vertical máximo original.
3. Cada vértice en el horizonte se reducirá para que el ángulo vertical a ese vértice disminuya en la misma cantidad que se calculó para el vértice con el ángulo vertical máximo.

En todos los casos, sólo se cambia el valor z de cada vértice, no el X ni el Y, lo que significa que el vértice cae en forma recta hacia abajo (asumiendo que el factor de la escala es menor al 100 por ciento).

Zona libre de edificios (BFZ)

Las zonas libres de edificios (BFZ) describen un espacio dentro del cual las estructuras que rodean un punto de observación concreto no deben sobresalir con el fin de mantener intacta la vista del observador de las regiones de interés circundantes. Normalmente, las zonas BFZ respetan las vistas hacia las montañas desde ciertas ubicaciones y se pueden calcular utilizando la superficie de elevación como única entrada en la herramienta Horizonte. El rango de acimut se limitaría a incluir el área de interés, y se aplicarían los siguientes ajustes de parámetros relacionados con la escala:

• Acercar el porcentaje al: 80
• Escala según: VERTICAL_ANGLE
• Método de ajuste: SKYLINE_MAXIMUM

Así pues, el horizonte resultante se utilizaría como entrada para la herramienta Barrera de horizonte para generar un modelo de BFZ, y la herramienta Intersecar 3D se podría usar para determinar si un edificio entra en los límites de BFZ.

Siluetas y análisis de volumen de sombra

Las siluetas definen el contorno de las entidades proyectadas en un plano vertical desde la perspectiva de los puntos del observador y se pueden crear mediante la opción Crear siluetas. La herramienta Barrera de horizonte también puede utilizar las siluetas para generar volúmenes de sombra.

Cada entidad de entrada tendrá su silueta correspondiente para cada punto del observador. Por ejemplo, si hay cinco observadores (como por ejemplo cinco posiciones del sol) y diez entidades (como por ejemplo edificios), se crearán cincuenta siluetas. La silueta es un multiparche y, generalmente, será vertical y se ubicará justo detrás de la entidad (desde la perspectiva del observador).

Cuando se generan siluetas, las entradas de superficie y los controles de acimut se ignoran.

Si habilita la opción Segmentar horizonte, cada silueta se creará con rayos divergentes que provienen del punto del observador. Por lo general, esto no es conveniente para estudios de sombras, ya que el modelado de la iluminación del sol requiere rayos paralelos. Por esta razón, el parámetro Segmentar horizonte debería estar deshabilitado.

La proyección se realiza teniendo en cuenta que el observador se encuentra en una ubicación infinitamente distante de la entidad, de modo que las líneas de visión (rayos de luz) son paralelas unas con otras. Esto significa que el observador puede ubicarse muy cerca de la entidad sin que se genere ningún problema con los rayos divergentes.

La dirección exacta de los rayos de luz será desde el punto de observador al punto central de todas las entidades que se tendrán en cuenta en una ejecución de la herramienta. El punto central imaginario se calcula de la siguiente manera. Para cada entidad, se calcula el punto central de su sobre (un cuadro de delimitación sólido rectangular con bordes paralelos a los ejes principales). El punto central de todas las entidades será el punto central del sobre que encierra todos los puntos centrales de las entidades. Esto significa que los rayos de luz de todas las entidades que se incluyen en una ejecución de la herramienta son paralelos unos con otros.

Consideraciones

La herramienta Horizonte no abarca la variación no lineal del ángulo de elevación a lo largo del borde superior de un edificio. Si el observador está en una ubicación equidistante de dos puntos a cada extremo del borde superior de un edificio cercano y ese borde superior participa en el horizonte, el ángulo de elevación a un punto medio imaginario de este borde será mayor que el de los extremos. Esta es una consecuencia insignificante cuando los edificios están lejos del observador pero puede ser notable en el caso de edificios que están cerca del observador.