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如何在 GIS 中显示太阳角度和多方向山体阴影

时间:2024-05-24     【原创】

Global Mapper 中的动态山体着色工具在地形数据上显示定向阴影,以模拟光线和阴影如何落在该表面上。山体阴影有时称为阴影浮雕(shaded relief),可用于增强地形纹理的可视化、估计阴影位置等。

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将着色的地形图层与启用默认山体着色的同一图层进行比较以显示高程值。

在 Global Mapper 中,山体阴影是一种简单的可视化技术,它将 UI 着色元素应用于栅格高程数据。它不会改变高程值,只会改变它们在 2D 和 3D 视图中的显示方式。本博客介绍了使用动态山体阴影工具可以实现的两种方法。两者都可以用来创建坡度增强的阴影地形图,尽管它们的功能不同:

  • 真实世界山体阴影使用数据的位置以及指定的时间和日期来显示太阳的角度,创建照明和阴影来代表现实。

  • 多方向光源山体着色是一种人工可视化技术,它使用多个光源来增强数据的纹理和细节。

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内布拉斯加州多向山体阴影(下)与 3 月份下午 1:00 计算的真实山体阴影(上)进行比较。

可以使用动态山体阴影工具中提供的这些和其他设置进一步自定义应用的山体阴影:

Vertical Exaggeration(垂直夸张)逐渐改变 Z 值或高程在 2D 视图中的显示方式。这与 3D 视图中的夸张类似。增加垂直夸张会产生更粗糙的地形和更深的阴影。此设置在 2D 的动态山体阴影工具以及 “配置 > 3D 视图属性 > 3D 视图环境”进行管理。

Terrain Shaders (地形着色器)是内置且可自定义的选项,用于通过使用颜色来显示海拔变化。这些选项与查看器工具栏中的可用选项相匹配。

  • 日光着色器(Daylight)使所有东西都具有相同的颜色。白色是默认值,但您可以在“着色器选项”>“表面颜色”下的“配置”菜单中更改此设置。

高程颜色基于可见高程值调整地形着色器颜色以仅解释主 2D 视图中可见的高程值。当您放大和缩小或平移数据时,颜色会发生变化。

所需数据:地形栅格图层。通过 Global Mapper 的在线数据工具找到它,或导入您自己的文件。

真实世界的山体阴影

Global Mapper 25.1 版对动态山体着色工具进行了改进,该工具可以根据指定位置的时间计算太阳的方位角和高度角。这种类型的山体着色的目标是准确地模拟地形上的自然光照。该工具使用户能够直观地看到一年中任何时候哪些区域全天都会受到阳光照射。

要使用此方法,请从“动态山体着色”对话框的左侧选择用于计算太阳位置的日期和时间,以便自动显示在 2D 和 3D 工作区中。单击“计算太阳角度”可查看应用于数据的这些更改。如果所选时间在预定日出之前或之后,Global Mapper 将显示警告。日期和时间设置自动本地化到数据位置;不用担心考虑时间变化!

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缅因州的阿卡迪亚国家公园是北美第一个在十月份看到日出的地方。在此地图中,动态山体着色工具用于突出显示哪些区域将在 10 月 10 日看到第一缕阳光。添加了重叠的、部分透明的地形图以提供参考信息。使用在线数据工具将地形 (USGS 3DEP) 和 topo(世界地形图)图层直接添加到 Global Mapper 中。

多光源山体阴影

多向山体阴影是一种数据可视化技术,它使用多个太阳来突出显示地形中的细节。这种方法非常适合显示景观中的所有裂缝或增强某些特征。这些高度详细的地图以引人注目的方式可视化数据,通常用于创意地图制作,而且可以在 Global Mapper 中轻松生成。

在动态山体着色工具对话框中,选中“使用多个光源”框以启用 4-6 个光源。这些单独的光源将为地形的陡峭部分添加阴影,而不会遮挡裂缝和其他周围区域。当调整一个太阳时,其他太阳会自动匹配以保持均匀的间距。通常,使太阳更接近中心将提供更集中的光线以突出显示小细节。将太阳拉得更远会产生更柔和的外观。

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这种多向山体阴影是使用四个光源、一个白色日光着色器以及增强的垂直夸张和高光创建的。

Global Mapper 中的数据可视化方法(例如山体阴影)可以通过简单的屏幕截图导出,或者通过创建地图布局进行自定义输出。

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