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Una volta calcolata la distanza in linea retta regolata, è possibile utilizzare il fattore orizzontale per controllare il tasso con cui si riscontra la distanza. È anche possibile utilizzare la superficie di costo, le caratteristiche del viaggiatore e il fattore verticale per controllare il tasso.
Il fattore orizzontale è lo sforzo necessario, o l'assistenza ricevuta, per superare un fattore quando ci si muove attraverso un paesaggio. Esempi di influenze orizzontali includono il vento se ci si muove sul terreno e le correnti se il viaggio avviene su un corpo acqueo. Il fattore orizzontale può influire sul modo in cui la distanza viene riscontrata. Un ciclista che pedala controvento dovrò fare uno sforzo maggiore per superarlo, oppure coprirà la distanza con una velocità minore. Pedalare con il vento a favore richiede uno sforzo minore, mentre con il vento trasversale una via di mezzo. Modificare la distanza per questa influenza aiuta ad acquisire il tasso con cui la distanza viene riscontrata dal viaggiatore.
Se il vento soffia dietro al ciclista con un offset di 45 gradi, il vento porterà un certo vantaggio al ciclista, ma non tanto quanto se il vento soffiasse direttamente da dietro (un offset di 0 gradi).
Il fattore orizzontale (HF) è un modificatore che agisce come moltiplicatore nei calcoli della distanza.
La direzione dell'influenza orizzontale per ogni cella viene identificata nel raster orizzontale. Il fattore orizzontale varia in base alla direzione in cui si sta muovendo il viaggiatore. Utilizzando il parametro di caratteristica d'origine Direzione di viaggio, è possibile definire se il viaggiatore si sta muovendo da o verso l'origine. Muoversi verso o allontanarsi da una fonte cambia la direzione con cui il viaggiatore entra in una cella. Il viaggiatore quindi incontra l'influenza orizzontale con un'angolazione diversa, determinando un cambiamento nel moltiplicatore del fattore orizzontale. Per ulteriori informazioni su come la direzione di viaggio e il fattore orizzontale interagiscono per influire sulla distanza di costo, Includere il vento nell'analisi nell'argomento delle caratteristiche di origine.
Esempi d'uso del fattore orizzontale
Il fattore orizzontale può essere utilizzato in vari scenari, ad esempio:
- Identificare la rotta che una nave dovrebbe prendere tenendo conto dell'influenza delle correnti oceaniche che possono alterare il percorso da prendere, presumendo una velocità di corrente costante nell'area di studio.
- Determinare la differenza nel tempo di volo di un aereo che viaggia da New York a Los Angeles e da Los Angeles a New York. Volare da est a ovest richiederà più tempo poiché l'aereo volerà con vento contrario invece di volare da ovest a est, presumendo una velocità del vento costante.
- Proporre un sentiero escursionistico che segua il più possibile le linee di contorno. Le aree di ripida pendenza vengono trattate come barriere o utilizzate come input per il raster di attrito dei costi per aumentare il costo di costruzione dove il sentiero percorre una linea di contorno ma incontra una pendenza pericolosamente ripida.
- Creare una conduttura delle acque reflue a gravità in un'area in cui il tubo seguirà la direzione di discesa più ripida
Includere un fattore orizzontale
Distance analysis can be divided conceptually into the following related functional areas:
- Calculate straight-line distance and optionally adjust the calculations with a barrier or surface raster.
- Una volta calcolata la distanza in linea retta, determinare facoltativamente il tasso a cui verrà riscontrata la distanza tramite superficie di costo, caratteristiche di origine, fattore verticale e fattore orizzontale. Creare il raster della distanza cumulativa.
- Connect regions over the resulting accumulative distance surface using an optimal network, specific paths, or a corridor.
Dalla seconda area funzionale, determinare la velocità con cui la distanza verrà raggiunta attraverso un fattore orizzontale come illustrato di seguito.
Una barca sta partendo da un porto turistico (il punto giallo) e viaggerà verso un secondo porto turistico (il punto arancione). La linea viola mostra il percorso in linea retta più breve per viaggiare tra i due porti turistici viaggiando intorno alle isole.
Tuttavia, una corrente si muove da nordovest verso sudest (poligono grigio). Utilizzando la corrente, la linea magenta è il percorso più rapido per andare dal primo porto (punto giallo) al secondo porto (punto arancione).
Quando viene incorporato un raster orizzontale, la direzione di viaggio assume importanza. In questo esempio, il costo e l'itinerario per spostarsi dal primo porto al secondo è diverso rispetto al ritorno dal secondo porto verso il primo.
Creare una mappa della distanza usando un fattore orizzontale
Per creare una mappa della distanza che include un fattore orizzontale, completare i seguenti passaggi:
- Aprire lo strumento Accumulo distanza.
- Fornire un'origine per il parametro Raster di input o dati feature di origine.
- Assegnare un nome al raster distanza di output.
- Espandere la categoria Costi relativi al movimento orizzontale.
- Fornire un raster di fattore orizzontale per il parametro Raster orizzontale di input.
Questo raster identifica la direzione dell'influenza orizzontale per ogni cella.
- Specificare il valore del Fattore orizzontale.
Questo parametro identifica il moltiplicatore da applicare per simulare il modo in cui il fattore orizzontale influenza il modo in cui la distanza viene percorsa.
- Fare clic su Esegui.
Il fattore orizzontale influisce sul tasso di raggiungimento della distanza.
Al fine di modificare il tasso con cui la distanza viene percorsa e tenere conto dell'influenza del fattore orizzontale, lo strumento esegue internamente due azioni:
- Dal raster del fattore orizzontale, calcola come il fattore orizzontale verrà affrontato quando ci si muove da una cella all'altra. Questo è indicato come l'angolo di movimento relativo orizzontale (HRMA).
- Identifica come l'HRMA modificherà la velocità con cui la distanza verrà raggiunta
Calcolare l'HRMA
Per calcolare l'HF totale del viaggio tra le celle, deve essere determinato l'HF della cella in elaborazione (la cella Da) verso il bordo della cella per la quale si sta effettuando il calcolo della distanza (la cella A) e deve essere determinato l'HF dal bordo della cella A verso il suo centro.
In primo luogo, deve essere stabilita la direzione orizzontale. La direzione orizzontale viene misurata in gradi da 0 a 360. Il punto iniziale è il nord della cella in elaborazione e incrementa in senso orario.
La direzione orizzontale viene definita dal valore assegnato a ogni posizione di cella sul raster del fattore orizzontale di input. Solitamente, indica la direzione con il costo orizzontale di movimento più basso in relazione alla cella in elaborazione.
Una volta definita la direzione orizzontale, deve essere determinata la posizione della cella in cui ci si sta spostando (la cella A) relativa alla direzione orizzontale. La direzione della cella A relativa alla direzione orizzontale prevalente nella cella di elaborazione è la direzione di movimento orizzontale. L'angolo della cella A rispetto alla direzione orizzontale come definito dal raster del fattore orizzontale è l'HRMA.
Il numero di gradi della direzione orizzontale stabilita è ciò che importa, non il lato della direzione stabilita.
Identificare il moltiplicatore HF
Una volta determinato l'HRMA, viene utilizzato un grafico per identificare il moltiplicatore del fattore orizzontale. L'HF si trova sull'asse y, mentre l'HRMA è sull'asse x.
Nell'esempio precedente, la cella di cui si sta calcolando il fattore orizzontale ha un HRMA di 90 gradi dalla direzione orizzontale, come definito dalla cella in elaborazione sul raster del fattore orizzontale di input. Se viene utilizzato il grafico Lineare del fattore orizzontale, il costo del fattore orizzontale sarà 1,61. Nel seguente grafico, a 90 sull'asse x, andare in alto sulla linea verde della funzione e seguirla fino al moltiplicatore del fattore orizzontale sull'asse y.
I valori dell'HRMA possono spaziare da -180 a 180 gradi. Tuttavia, sul grafico del fattore orizzontale solo i valori da 0 a 180 vengono presentati sull'asse x, poiché il grafico si presuppone simmetrico (a specchio) attorno all'asse del fattore orizzontale. Ad esempio, un HRMA di 90 ha lo stesso fattore orizzontale di un HRMA di -90. INF significa che la linea tende all'infinito.
Questo stesso processo viene eseguito per il segmento che inizia dal bordo della cella A e termina al suo centro. La direzione dello spostamento rimane la stessa, ma la direzione orizzontale che verrà utilizzata per i calcoli è la direzione orizzontale prevalente nella cella A. La divisione del collegamento di viaggio tra due celle in due segmenti (metà del segmento si trova nella cella di elaborazione e l'altra metà nella cella A) fornisce un fattore orizzontale più accurato. All'uscita dalla cella di lavorazione, il viaggiatore incontra il fattore orizzontale associato alla cella di elaborazione. Quando il viaggiatore si sposta nella cella A, incontra il fattore orizzontale associato alla cella A. Nella formula della distanza, il fattore orizzontale di ogni segmento viene moltiplicato per il suo rispettivo costo, che viene determinato dal raster di costo se è stato inserito.
Le funzioni del fattore orizzontale che consentono di simulare l'interazione del viaggiatore con le influenze del fattore orizzontale riscontrate sono Binario, Avanti, Lineare, Lineare inverso e Tabella.
Nota:
Il fattore orizzontale è un moltiplicatore. Prestare attenzione quando si specificano le unità quando si combina il fattore orizzontale con una superficie di costo, le caratteristiche dell'origine o un fattore verticale. Generalmente, quando viene inserita una superficie di costo, il fattore orizzontale deve essere un moltiplicatore di regolazione del tasso delle unità di superficie di costo. Se il tempo è l'unità del tasso della superficie di costo, il fattore orizzontale deve essere un modificatore del tempo. Solo uno di questi fattori può definire le unità del tasso. Gli altri fattori sono senza unità e i loro valori sono modificatori di moltiplicatori delle unità specificate.
Esempio di applicazione che utilizza un fattore orizzontale
Di seguito viene descritta un'applicazione di esempio che utilizza un fattore orizzontale.
Utilizzare un fattore orizzontale per la costruzione di un sentiero
Si vuole costruire un'estensione di sentiero da due accessi esistenti. Il sentiero deve seguire le linee di contorno il più vicino possibile, in modo che chi percorre non deva viaggiare in salita o in discesa più del necessario. Nella seguente immagine, viene mostrato il primo tentativo con l'itinerario in rosso. Tale itinerario ha alcune carenze. Attraversa pareti rocciose esposte, che saranno costose da scavare e mantenere. Il sentiero potrebbe quindi essere altamente visibile e la costruzione avrà un elevato impatto ambientale. Il secondo tentativo, mostrato dall'itinerario in giallo, è più ragionevole. Come input per l'analisi è stata utilizzata una superficie di costo, che aumenta il costo della costruzione del sentiero nelle aree ad alta pendenza.
Il raster del fattore orizzontale per entrambi gli itinerari viene creato con una superficie di elevazione con risoluzione di 1 metro usando lo strumento Parametri superficie. È stato creato un raster di aspetto temporaneo per mostrare la direzione della pendenza massima a scala d'uomo (circa 5 metri). Dopodiché, è stata applicata l'algebra mappa per ruotare di 90 gradi l'azimut dell'aspetto. Il risultato è un fattore raster orizzontale che identifica la direzione delle linee di contorno in ogni cella. Infine, è stata utilizzata una funzione di fattore orizzontale simmetrico per limitare il movimento che non è nella direzione delle linee di contorno.
Per l'itinerario in giallo è stata inserita una superficie di costo che ostacola la costruzione del sentiero nelle zone ad alta pendenza.
Ulteriori informazioni
Le seguenti sezioni forniscono ulteriori informazioni riguardanti i fattori orizzontali.
Fattori orizzontali
Per definire la funzione del fattore orizzontale che verrà utilizzata per determinare il moltiplicatore del fattore orizzontale, è possibile scegliere una funzione esistente dai grafici forniti con il software, oppure è possibile creare una funzione personalizzata usando un file ASCII. Le seguenti funzioni di fattore orizzontale sono disponibili negli strumenti Accumulo distanza e Allocazione distanza:
Opzioni, modificatori e valori predefiniti del fattore orizzontale
| Funzione | Fattore Zero | Angolo di taglio | Pendenza | Valore lato |
|---|---|---|---|---|
Binario | 1 | 45 | N/A | N/A |
Avanti | 0,5 |
N/A | N/A | 1 |
Lineare | 0,5 | 181 | 1.111E-02 | N/A |
Lineare inverso | 2 | 180 | -1.111E-02 | N/A |
La seguente è una descrizione di ogni funzione di fattore orizzontale. Ogni funzione può essere ulteriormente affinata tramite una serie di modificatori. I modificatori sono descritti nella seguente sezione.
Binario
Quando l'HRMA è inferiore all'angolo di taglio, l'HF dello spostamento attraverso la sezione della cella è impostato al valore di Fattore zero. Se l'HRMA è maggiore dell'angolo di taglio, l'HF della sezione è impostato su infinito. L'angolo di taglio predefinito è 45 gradi. Il fattore zero predefinito è 1,0.
Avanti
Se l'HRMA è minore di 45 gradi per una sezione di viaggio, l'HF è impostato sul valore di Fattore zero. Quando l'HRMA è maggiore o uguale a 45 gradi e minore di 90 gradi, l'HF è impostato sul valore di Valore laterale. Se non è specificato alcun valore laterale, il valore laterale predefinito è 1. Se l'HRMA è uguale o maggiore di 90 gradi, l'HF è impostato su infinito. Il fattore zero predefinito è 0,5.
Lineare
Gli HF sono determinati da una linea retta nel sistema di coordinate HRMA-HF. La linea interseca l'asse x, equa al fattore HF, al valore di Fattore zero. La pendenza della linea può essere specificata usando il modificatore Pendenza. Se non è indicata alcuna pendenza, il valore predefinito è 0,5/45 o 1/90 (specificato come 0,01111). L'angolo di taglio predefinito è di 181 gradi, che corrisponde a nessun taglio. Il fattore zero predefinito è 0,5.
Lineare inverso
Gli HF sono determinati dai valori inversi di una linea retta nel sistema di coordinate HRMA-HF. La linea interseca l'asse x, equa al fattore HF, al valore di Fattore zero. La pendenza della linea può essere specificata con il modificatore Pendenza. Se non è indicata alcuna pendenza, il valore predefinito è -2/180 o -1/90 (specificato come 0,01111). L'angolo di taglio predefinito è di 181 gradi, che corrisponde a nessun taglio. Il fattore zero predefinito è 2,0.
Tabella
Un grafico può essere definito con un file ASCII creato in qualsiasi editor di testo. Il file consiste in due colonne di valori su ciascuna linea. Il primo valore identifica l'HRMA, espresso in gradi, e la seconda colonna identifica l'HF. Ogni linea specifica un punto sul grafico. Due punti consecutivi definiscono un segmento di linea nel sistema di coordinate HRMA-HF. Gli angoli dell'HRMA devono essere inseriti in ordine crescente. Il fattore HF per qualsiasi angolo HRMA inferiore al primo (più basso) valore di ingresso o maggiore dell'ultimo (più grande) valore di ingresso verrà impostato su infinito. Un HF infinito è rappresentato da -1 nel file ASCII.
Il seguente è un esempio di una tabella ASCII di fattore orizzontale:
0 1.40
10 2.43
20 2.30
30 3.44
40 1.25
50 1.02
60 0.90
70 0.86
80 0.25
90 0.78
100 1.49
110 2.35
120 3.32
130 2.39
140 3.18
150 2.13
160 1.89
170 1.20
180 2.034Modificatori del fattore orizzontale
Molti dei parametri delle parole chiave HRMA hanno modificatori che possono essere specificati per ottenere vari risultati. La pendenza della linea nelle funzioni Lineare e Lineare inverso, i valori laterali per la funzione Avanti e il fattore zero possono alterare l'intersezione dell'asse y per le funzioni di input, e l'angolo di taglio per qualsiasi funzione HRMA può essere controllato.
Fattore Zero
Questo modificatore posiziona l’intersezione y della funzione specificata. Può essere utilizzato in congiunzione con tutte le funzioni del fattore orizzontale.
Angolo di taglio
Questo modificatore stabilisce la soglia in gradi dell'HRMA oltre la quale gli HF sono impostati su infinito. L'Angolo di taglio può essere utilizzato per qualsiasi parola chiave di fattore orizzontale specificata, eccetto Avanti. Tale funzione, per definizione, stabilisce i propri angoli di taglio.
Pendenza
Questo modificatore identifica la pendenza delle linee rette nel sistema di coordinate HRMA-HF per le parole chiave Lineare e Lineare inverso. La pendenza è specificata come la salita lungo il percorso (ad esempio, una pendenza di 30 gradi è 1/30, specificata come 0,03333). Consultare il diagramma HRMA Lineare per un esempio di linea con pendenza di 1/90.
Valore lato
Questo modificatore identifica il valore HF che verrà assegnato agli HRMA uguali o minori di 45 gradi e minori di 90 gradi quando viene utilizzata la parola chiave di fattore orizzontale Avanti. Consultare il diagramma HRMA Avanti, con un valore laterale di 1.
Nome tabella
Questo modificatore identifica il nome del file ASCII che verrà utilizzato per l'opzione Tabella.