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Uma vez calculada a distância em linha reta ajustada, você pode usar o fator horizontal para controlar a taxa na qual a distância é encontrada. Você pode usar a superfície de custo, características do movedor, e o fator vertical para controlar a taxa também.
O fator horizontal é o esforço necessário para superar, ou a ajuda obtida por uma influência ao se mover por uma paisagem. Exemplos de influência horizontal incluem o vento se estiver se movendo pela terra e as correntes se a viagem for através de um corpo de água. O fator horizontal pode afetar como a distância é encontrada. Um ciclista pedalando contra um vento contrário fará mais esforço para superá-lo ou percorrerá distâncias mais lentamente. Pedalar com o vento requer menos esforço, e um vento cruzado está em algum lugar no meio. Modificar a distância para essa influência ajuda a capturar a taxa na qual a distância é encontrada pelo viajante.
Se o vento estiver soprando atrás do ciclista em um ângulo de deslocamento de 45 graus, o vento será uma vantagem para o ciclista, mas não tanto quanto se soprasse diretamente atrás (um deslocamento de 0 grau).
O fator horizontal (HF) é um modificador multiplicador para os cálculos de distância.
A direção da influência horizontal para cada célula é identificada no raster horizontal. O fator horizontal variará com base na direção em que o viajante está se movendo. Com a utilização parâmetro de característica de fonte Direção de viagem, você pode definir se o viajante está se aproximando ou se afastando de uma fonte. Aproximar-se ou afastar-se de uma fonte mudaria a direção em que o viajante entra em uma célula. O viajante então encontrará a influência horizontal em um ângulo diferente, resultando em uma mudança no multiplicador do fator horizontal. Para obter mais informações sobre como a direção de viagem e o fator horizontal interagem para afetar a distância de custo, Incorpore o vento na análise no tópico de características de origem.
Exemplos de uso do fator horizontal
O fator horizontal pode ser usado em vários cenários, como os seguintes:
- Identifique a rota que um navio deve seguir considerando a influência das correntes oceânicas que podem alterar o caminho a seguir, assumindo uma velocidade de corrente constante na área de estudo.
- Determine a diferença no tempo de voo de um avião viajando de Nova York para Los Angeles e de Los Angeles para Nova York. Voar de leste a oeste levará mais tempo, pois o avião estará voando contra o vento, em vez de voar de oeste a leste, assumindo uma velocidade de vento constante.
- Proponha uma trilha de caminhada seguindo as linhas de contorno tanto quanto possível. Áreas de declive acentuado serão tratadas como barreiras ou usadas como uma entrada para o raster de fricção de custo para aumentar o custo de construção onde a trilha correrá ao longo de uma linha de contorno, mas encontra um declive perigosamente íngreme.
- Construir um tubo de águas residuais acionado por gravidade em uma área onde o tubo seguirá a direção descendente mais íngreme
Incorporar um fator horizontal
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.
- Depois que a distância em linha reta for calculada, opcionalmente, determine a taxa em que a distância será encontrada por meio de uma superfície de custo, características da fonte, um fator vertical, e um fator horizontal. Crie o raster de distância acumulativa.
- Connect regions over the resulting accumulative distance surface using an optimal network, specific paths, or a corridor.
A partir da segunda área funcional, determine a taxa na qual a distância será encontrada através de um fator horizontal conforme ilustrado abaixo.
Um barco parte de uma marina (o ponto amarelo) e vai viajar para uma segunda marina (o ponto laranja). A linha roxa mostra a rota em linha reta mais curta para viajar entre as duas marinas enquanto viaja pelas ilhas.
No entanto, uma corrente está se movendo de noroeste para sudeste (o polígono cinza). Com a utilização da corrente, a linha magenta é a rota mais rápida para ir da primeira marina (o ponto amarelo) à segunda marina (o ponto laranja).
Quando um raster horizontal é incorporado, a direção do percurso é importante. Neste exemplo, o custo e a rota para mover da primeira marina para a segunda marina são diferentes de viajar da segunda marina para a primeira.
Crie um mapa de distância usando um fator horizontal
Para criar um mapa de distância que incorpore um fator horizontal, conclua as seguintes etapas:
- Abra Acumulação de Distância.
- Forneça uma fonte para o parâmetro Raster de entrada ou o de dados de origem .
- Nomeie o raster de distância de saída.
- Expanda a categoria Custos relativos ao movimento horizontal.
- Forneça um raster de fator horizontal para o parâmetro Raster horizontal de entrada.
Este raster identifica a direção da influência horizontal para cada célula.
- Especifique o valor do fator horizontal.
Este parâmetro identifica o multiplicador a ser aplicado para capturar como o fator horizontal influencia como a distância é encontrada.
- Clique em Executar.
O fator horizontal afeta a taxa de distância encontrada
Para modificar a taxa de distância encontrada e levar em conta a influência do fator horizontal, internamente a ferramenta executa duas ações:
- A partir do raster do fator horizontal, calcule como o fator horizontal será encontrado ao mover de uma célula para a próxima. Isso é chamado de ângulo de movimento relativo horizontal (HRMA).
- Isso é chamado de ângulo de movimento relativo horizontal (HRMA).
Calcular o HRMA
Para calcular o HF total para viajar entre as células, o HF da célula de processamento (a célula De) até a borda da célula para a qual você está calculando a distância (a célula Para) deve ser determinado, bem como o HF da borda de a célula To ao seu centro.
Primeiro, a direção horizontal deve ser estabelecida. A direção horizontal é medida em graus de 0 a 360. O ponto de partida está ao norte da célula de processamento, aumentando no sentido horário.
A direção horizontal é definida pelo valor atribuído a cada localização de célula no raster do fator horizontal de entrada. Ele normalmente identifica a direção com o menor custo horizontal de movimento em relação à célula de processamento.
Uma vez definida a direção horizontal, deve-se determinar a posição da célula que está sendo movida (a célula Para) em relação à direção horizontal. A direção da célula Para em relação à direção horizontal predominante na célula de processamento é a direção de movimento horizontal. O ângulo da célula Para a partir da direção horizontal, conforme definido pelo raster do fator horizontal, é o HRMA.
O número de graus a partir da direção horizontal estabelecida é o que é relevante, não o lado da direção estabelecida.
Identifique o multiplicador de HF
Uma vez que o HRMA tenha sido determinado, um gráfico é usado para identificar o multiplicador do fator horizontal. O HF está no eixo y e o HRMA está no eixo x.
No exemplo acima, a célula cujo fator horizontal você está calculando tem um HRMA de 90 graus a partir da direção horizontal, conforme definido pela célula de processamento no raster do fator horizontal de entrada. Se o gráfico de fator horizontal linear for usado, o custo do fator horizontal será 1,61. No gráfico abaixo, em 90 no eixo x, suba até a linha de função verde e siga a linha de função até o multiplicador de fator horizontal no eixo y.
Os valores de HRMA podem variar de -180 a 180 graus. No entanto, no gráfico de fator horizontal, apenas valores de 0 a 180 são apresentados no eixo x porque o gráfico é considerado simétrico (espelhado) em torno do eixo de fator horizontal. Ou seja, um HRMA de 90 tem o mesmo fator horizontal que um HRMA de -90. INF significa que a linha vai até o infinito.
Este mesmo processo é executado para o segmento começando na borda da célula Para e terminando em seu centro. A direção do movimento permanece a mesma, mas a direção horizontal que será usada para os cálculos é a direção horizontal predominante na célula Para. A divisão do link de deslocamento entre duas células em dois segmentos (metade do segmento na célula de processamento e a outra metade na célula Para) fornece um fator horizontal mais preciso. Ao sair da célula de processamento, o viajante encontra o fator horizontal associado à célula de processamento. Quando o viajante se move para a célula Para, ele encontra o fator horizontal associado à célula Para. Na fórmula de distância, o fator horizontal de cada segmento é multiplicado pelo seu respectivo custo, que é determinado a partir do raster de custo, caso tenha sido informado.
As funções de fator horizontal que permitem capturar a interação do viajante com as influências do fator horizontal que estão encontrando são Binário, Avançar, Linear, linear inverso e Tabela.
Anotação:
O fator horizontal é um multiplicador. Tome cuidado ao especificar as unidades ao combinar o fator horizontal com uma superfície de custo, características de origem ou um fator vertical. Geralmente, quando uma superfície de custo é inserida, o fator horizontal deve ser um ajuste multiplicador da taxa de unidades de superfície de custo. Se o tempo é a unidade para a taxa da superfície de custo, o fator horizontal deve ser um modificador de tempo. Apenas um desses fatores pode definir as unidades para a taxa. Os outros fatores não têm unidade e seus valores são modificadores multiplicadores das unidades especificadas.
Aplicativo de amostra que usa um fator horizontal
Um aplicativo de exemplo que usa um fator horizontal é descrito abaixo.
Use um fator horizontal para construção de trilha
Você deseja construir uma extensão de trilha entre duas trilhas existentes. Você deseja que a trilha siga as linhas de contorno o mais próximo possível, para que os usuários da trilha não precisem subir ou descer ladeiras mais do que o necessário. Na imagem abaixo, a primeira tentativa é mostrada pela rota vermelha. Essa rota tem algumas deficiências. Atravessa faces rochosas expostas, cuja construção e manutenção serão dispendiosas. A trilha pode então ser altamente visível e a construção terá um alto impacto ambiental. A segunda tentativa, indicada pelo percurso amarelo, é mais razoável. Uma superfície de custo foi usada como entrada para a análise, o que aumenta o custo de construção de trilhas em áreas de alta declividade.
O raster de fator horizontal para ambas as rotas é criado a partir de uma superfície de elevação de resolução de 1 metro usando a ferramenta Parâmetros de superfície. Foi criado um raster de aspecto temporário que mostra a direção da declividade máxima da escala humana (aproximadamente 5 metros). Então álgebra de mapa foi aplicado para rotacionar os azimutes de aspecto em 90 graus. O resultado é um raster de fator horizontal que identifica a direção das linhas de curva de nível em cada célula. Finalmente, uma função de fator horizontal simétrica foi usada para restringir o movimento que não está na direção das curvas de nível.
Para a rota amarela, foi inserida uma superfície de custo que dificulta a construção de trilhas em áreas de grande declive.
Informações adicionais
As seções a seguir fornecem informações adicionais sobre fatores horizontais.
Fatores horizontais
Para definir a função de fator horizontal que será usada para determinar o multiplicador de fator horizontal, você pode escolher uma função existente nos gráficos fornecidos com o software ou pode criar uma função personalizada usando um arquivo ASCII. As seguintes funções de fator horizontal estão disponíveis nas ferramentas Acumulação de Distância e Alocação de Distância:
Opções de fator horizontal, modificadores e valores padrão
| Função | Fator Zero | Ângulo de corte | Declividade | Valor lateral |
|---|---|---|---|---|
Binário | 1 | 45 | N/A | N/A |
Para Frente | 0.5 |
N/A | N/A | 1 |
Linear | 0.5 | 181 | 1.111E-02 | N/A |
Linear inverso | 2 | 180 | -1.111E-02 | N/A |
A seguir está uma descrição de cada função de fator horizontal. Cada função pode ser ainda mais refinada por meio de uma série de modificadores. Os modificadores são descritos na seção a seguir.
Binário
Quando o HRMA é menor que o ângulo de recorte, o HF para mover através da seção da célula é ajustado para o valor de Fator Zero. Se o HRMA for maior que o ângulo de corte, o HF para a seção é definido como infinito. O ângulo de corte padrão é de 45 graus. O fator zero padrão é 1,0.
Para Frente
Se um HRMA for inferior a 45 graus para uma seção de viagem, o HF é definido para o valor de Fator Zero. Quando o HRMA é maior ou igual a 45 graus e menor que 90 graus, o HF é ajustado para o valor de Valor lateral. Se nenhum valor de lado for especificado, o valor de lado padrão será 1. Se o HRMA for igual ou superior a 90 graus, o HF é definido como infinito. O fator zero padrão é 0,5.
Linear
Os HFs são determinados por uma linha reta no sistema de coordenadas HRMA-HF. A linha intercepta o eixo y, equivalente ao fator HF, no valor do Fator Zero. A declividade da linha pode ser especificada usando o modificador Declividade. Se nenhuma inclinação for identificada, o padrão é 0,5/45 ou 1/90 (especificado como 0,01111). O ângulo de corte padrão é de 181 graus, o que equivale a nenhum corte. O fator zero padrão é 0,5.
Linear inverso
Os HFs são determinados pelos valores inversos de uma linha reta no sistema de coordenadas HRMA-HF. A linha intercepta o eixo y, equivalente ao fator HF, no valor do Fator Zero. A declividade da linha pode ser especificada com o modificador Declividade. Se nenhuma declividade for identificada, o padrão é -2/180 ou -1/90 (especificado como 0,01111). O ângulo de corte padrão é de 181 graus, o que equivale a nenhum corte. O fator zero padrão é 2,0.
Tabela
Um gráfico pode ser definido com um arquivo ASCII criado em qualquer editor de texto. O arquivo consiste em duas colunas de valores em cada linha. O primeiro valor identifica o HRMA, que é expresso em graus, e a segunda coluna identifica o HF. Cada linha especifica um ponto no gráfico. Dois pontos consecutivos definem um segmento de linha no sistema de coordenadas HRMA-HF. Os ângulos HRMA devem ser inseridos em ordem crescente. O fator HF para qualquer ângulo HRMA menor que o primeiro (menor) valor de entrada ou maior que o último (maior) valor de entrada será definido como infinito. Um HF infinito é representado por -1 no arquivo ASCII.
O seguinte é um exemplo de tabela ASCII de fator horizontal:
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 2.034Modificadores de fator horizontal
Vários dos parâmetros de palavra-chave HRMA têm modificadores que podem ser especificados para obter vários resultados. A declividade da linha nas funções Linear e Linear inverso, os valores laterais para a função Avançar e o fator zero pode alterar a interceptação do eixo y para as funções de entrada, e o ângulo de recorte para qualquer uma das funções HRMA pode ser controlado.
Fator Zero
Este modificador posiciona a interceptação y da função especificada. Pode ser usado em conjunto com todas as funções fatoriais horizontais.
Ângulo de corte
Esse modificador estabelece o limite de grau HRMA além do qual os HFs são definidos como infinitos. Ângulo de recorte pode ser usado em qualquer uma das palavras-chave de fator horizontal especificadas, exceto Avançar. Essa função, por definição, estabelece seus próprios ângulos de recorte.
Declividade
Este modificador identifica a declividade das linhas retas no sistema de coordenadas HRMA–HF para a palavras-chave Linear e Linear inverso. A declividade é especificada como a elevação ao longo do trecho (por exemplo, uma declividade de 30 graus é 1/30, especificada como 0,03333). Veja o diagrama Linear HRMA para um exemplo de uma linha com uma declividade de 1/90.
Valor lateral
Este modificador identifica o valor de HF que será atribuído para HRMAs iguais ou menores que 45 graus e menores que 90 graus quando a palavra-chave de fator horizontal Avançar for utilizada. Revise o diagrama Avançar HRMA, que tem um valor lateral de 1.
Nome da Tabela
Este modificador identifica o nome do arquivo ASCII que será utilizado para a opção Tabela.