Função Relevo Sombreado

Disponível com ArcGIS Image for ArcGIS Online.

A função Relevo Sombreado produz uma representação 3D da superfície do terreno em escala de cinza, levando em conta a posição relativa do Sol para sombreamento da imagem. O Relevo Sombreado é uma técnica para visualizar o terreno determinado por uma fonte de luz, e a declividade e aspecto da superfície de elevação. É um método qualitativo para visualizar topografia e não fornece valores de elevação absolutos. Esta função oferece duas opções para gerar sombreamentos: tradicional e multidirecional. O método tradicional calcula a sombra usando uma fonte de iluminação de uma direção usando as propriedades de altitude e azimute para especificar a posição do sol. O método multidirecional combina luz de várias fontes para representar o terreno sombreado. A vantagem do método de sombreamento multidirecional é que mais detalhes são exibidos em áreas normalmente afetadas por supersaturação e sombras profundas do que quando se usa o método tradicional de sombreamento.

Por padrão, uma rampa de cores em escala de cinza é usada para exibir um modelo de elevação sombreado. As imagens a seguir exibem um modelo de elevação usando o método de sombreamento padrão tradicional, seguido pelo método de sombreamento multidirecional.

Relevo sombreado tradicional
Este é um exemplo de uma imagem sombreada tradicional.

relevo sombreado multidirecional
Este é um exemplo de uma imagem sombreada multidirecional.

Parâmetros

A função Relevo Sombreado tem os seguintes parâmetros:

ParâmetroDescrição
Raster

A camada de elevação de entrada.

Tipo de Relevo Sombreado

Controla a origem da iluminação do relevo sombreado:

  • Tradicional—Calcula relevo sombreado de uma direção de iluminação única. Você pode definir as opções de Azimute e Altitude para controlar a localização da fonte de luz.
  • Multidirecional—Combina a luz de múltiplas fontes para representar uma visualização realçada do terreno.
O padrão é Traditional

Azimute

O azimute é a posição relativa do sol ao longo do horizonte (em graus). Esta posição é indicada pelo ângulo do sol medido à direita ao norte. Um azimute de 0 graus indica norte, o leste é 90 graus, sul é 180 graus e oeste é 270 graus.

Este parâmetro só é válido quandoTipo de Relevo Sombreado for Tradicional. O padrão é 315 graus, que é a partir do noroeste.

Altitude

A altitude é o ângulo de elevação do sol acima do horizonte e intervalos de 0 a 90 graus. Um valor de 0 graus indica que o sol está no horizonte, isto é, no avião horizontal mesmo que a borda de referência. Um valor de 90 graus indica que o sol está diretamente acima

Este parâmetro só é válido quandoTipo de Relevo Sombreado for Tradicional. O padrão é 45 graus acima do horizonte.

Escala

O resultado sombreado é dimensionado dinamicamente ajustando o fator z utilizando uma de duas opções:

  • Nenhum—Nenhum dimensionamento é aplicado. Isto é ideal para um único conjunto de dados raster cobrindo uma área local. Isto não é recomendado para conjuntos de dados mundiais com grandes variações em mapas de elevação ou de várias escalas, pois produzirá relevo do terreno com pouca variação em pequenas escalas.
  • Ajustado—Um ajuste não-linear é aplicado utilizando os valores padrão de Potência de Tamanho do Pixel e Fator de Tamanho do Pixel que acomodam uma grande variedade de alterações de altitude (escala) à medida que o visualizador amplia ou reduz. A opção Ajustado é recomendada ao utilizar um conjunto de dados mundial.
O padrão é Nenhum.

Fator Z

O fator Z é um fator de escala utilizado para converter os valores de elevação para dois propósitos:

  • Converte as unidades de elevação (como metros ou pés) em unidades de coordenadas horizontais do conjunto de dados, que podem ser pés, metros ou graus.
  • Adiciona exagero vertical para efeito visual.
O valor padrão é 1.

Potência de Tamanho do Pixel

Potência de Tamanho do Pixel é responsável pelas mudanças de altitude (ou escala) à medida que o visualizador amplia ou reduz na exibição do mapa. É o expoente aplicado ao termo de tamanho do pixel na equação que controla a taxa na qual o Fator Z muda para evitar uma perda significante de relevo.

Este parâmetro é válido somente quando o tipo Dimensionamento é Ajustado. O valor padrão é 0,664.

Fator de Tamanho do Pixel

Fator de Tamanho do Pixel é responsável pelas mudanças na escala à medida que o visualizador amplia ou reduz na exibição do mapa. Controla a taxa na qual o Fator Z é alterado.

Este parâmetro é válido somente quando o tipo Dimensionamento é Ajustado. O valor padrão é 0,024.

Desativar interpolação de pixel do segmento padrão

A utilização desta opção evita quaisquer artefatos de reamostragem que podem ocorrer ao longo das extremidades de um raster. Os pixels de saída ao longo da borda de um raster ou ao lado dos pixels NoData serão preenchidos com NoData; portanto, é recomendável usar este parâmetro somente com conjuntos de dados de mosaico de elevação que tenham sobreposição. Quando a sobreposição de pixels estiver disponível, as áreas de NoData irão exibir os valores de pixel de sobreposição em vez pixels em branco.

  • Desmarcado—A reamostragem bilinear será uniformemente aplicada para reamostrar sua relevo sombreado. Utilize esta opção quando o conjunto de dados do mosaico contendo seus dados raster de elevação for ligada. Este é o padrão.
  • Marcado—A reamostragem bilinear será utilizada dentro da relevo sombreado exceto ao longo das extremidades dos rasters ou ao lado de pixels de NoData. Estes pixels serão preenchidos com NoData e exibirão os valores de pixels de sobreposição, já que eles reduzirão quaisquer efeitos de segmento que podem ocorrer. Utilize esta opção quando o conjunto de dados do mosaico contendo seus dados raster de elevação que consistem de itens de sobreposição ou mosaicos.

Os resultados da função podem ser dependentes de dados. Se você observar artefatos de limite de mosaico em sua saída, selecione a condição alternada da caixa de seleção.

Saiba mais sobre como o relevo sombreado funciona

Tipo de relevo sombreado

O relevo sombreado multidirecional melhora a visualização do terreno. Combina luz de seis direções diferentes para representar uma visualização aprimorada do terreno e melhorar a aparência de regiões com baixo relevo. Melhora o equilíbrio entre as áreas superexpostas e de sombra do mapa. O resultado é adequado para uso como cenário de relevo para mapas topográficos, de solo, hidrológicos, de cobertura da solo ou outros mapas temáticos nos quais os dados serão aprimorados com topografia.

As imagens a seguir exibem os dois tipos de relevo sombreado:

  • A imagem superior mostra o resultado tradicional de relevo sombreado.
  • A imagem inferior mostra o resultado de relevo sombreado multidirecional.

Relevo sombreado tradicional
Relevo sombreado tradicional. A fonte DEM é cortesia do U.S. Geological Survey (USGS).

Relevo sombreado multidirecional
Relevo sombreado multidirecional. A fonte DEM é cortesia do U.S. Geological Survey (USGS).

Para obter mais informações sobre relevo sombreado multidirecional, consulte Relevo sombreado multidirecional faz seus mapas se destacarem.

Azimute e altitude

As propriedades de altitude e azimute juntas indicam a posição relativa do sol que será utilizada para criar qualquer modelo 3D (panorama ou relevo sombreado). A altitude é o ângulo de elevação do sol acima do horizonte e intervalos de 0 a 90 graus. Um valor de 0 graus indica que o sol está no horizonte, isto é, no avião horizontal mesmo que a borda de referência. Um valor de 90 graus indica que o sol está diretamente acima

Diagrama de altitude

O azimute é a posição relativa do sol ao longo do horizonte (em graus). Esta posição é indicada pelo ângulo do sol medido à direita ao norte. Um azimute de 0 graus indica norte, o leste é 90 graus, sul é 180 graus e oeste é 270 graus.

Escala e tamanho de pixel

O resultado sombreado é dimensionado dinamicamente ajustando o fator z utilizando uma de duas opções:

  • Nenhum—Nenhum dimensionamento é aplicado. Isto é ideal para um conjunto de dados raster único cobrindo uma área local. Isto não é recomendado para conjunto de dados mundial ou mapas de escalas múltiplas já ele produzirá um relevo bastante plano em escalas pequenas.
  • Ajustado—Isto se aplica a um ajuste não-linear utilizando os valores padrões Potência de Tamanho do Pixel e Fator de Tamanho de Pixel , que responde pelas alterações de altitude (escala) quando o visualizador amplia e reduz o zoom. Estes valores são recomendados ao utilizar o conjunto de dados mundial.

    O fator z é ajustado utilizando a equação seguinte:

    Adjusted Z-Factor = (Z Factor) + (Pixel Size)(Potência de Tamanho do Pixel) × (Pixel Size Factor)

A declividade é um fator do tamanho do pixel. Com pixels maiores, o valor da declividade fica menor, pois a inclinação representa a declividade média em uma distância maior. Como resultado, em pequenas escalas, as feições parecem planas. Cartograficamente, isso resulta em perda significativa de relevo. Para compensar isso, o parâmetro Fator Z pode ser alterado de acordo com a escala. A relação é exponencial em vez de linear. A alteração de Potência de Tamanho do Pixel e Potência de Tamanho do Pixel altera as taxas em que o Fator Z altera. Isso significa que o fator z precisa ser definido de forma apropriada para a escala.

Fator Z

O fator Z é um fator de escala utilizado para converter os valores de elevação para dois propósitos:

  • Para converter as unidades de elevação (como metros ou pés) em unidades de coordenadas horizontais do conjunto de dados, que podem ser pés, metros ou graus
  • Para adicionar exagero vertical para efeito visual

Conversão da unidade

Se as unidades de z (elevação) forem as mesmas que as unidades x,y (linear), então o fator de conversão z será 1. Se seu conjunto de dados estiver utilizando um sistema de coordenada plana, seu dimensionamento é configurado para Nenhum, e sua elevação e unidades lineares são diferentes, então você precisará definir uma conversão de fator z para responder pela diferença.

Para converter de pés para metros ou vice versa, veja a tabela abaixo. Por exemplo, se as suas unidades de elevação DEM estiverem em pés e suas e suas unidades do conjunto de dados do mosaico estiverem em metros, você utilizará um valor de 0.3048 para converter suas unidades de elevação de pés para metros (1 pé = 0.3048 metros).

Escala e tamanho de pixel

Tipo de conversãoFator de conversão

De pés para metros

0.3048

De metros para pés

3.28084

Se seus dados estiverem utilizando um sistema de coordenadas geográficas (tais como, um DTED em GCS_WGS 84), onde as unidades lineares estão em graus e sua elevação está em metros, utilize um fator de conversão de 1, e o sistema converterá automaticamente seus graus lineares para metros. Se suas unidades de elevação não estão em metros, utilize a função de Conversão de Unidade para converter sua elevação para metros antes de utilizar esta função.

Anotação:

Quando seu dimensionamento estiver configurado para Ajustado, você pode utilizar o Fator Z para converter unidades z para metros e o ArcGIS automaticamente ajustará a latitude e longitude para metros.

Exagero vertical

Para aplicar o exagero vertical, você deve multiplicar o fator de conversão pelo fator de exagero. Por exemplo, se ambas as coordenadas de elevação e do conjunto de dados estiverem em metros e você deseja exagerar por um múltiplo de 10, o fator de escala seria o fator de conversão da unidade (1.0) multiplicado pelo fator de exagero vertical (10.0), o qual seria um fator z de 10. Se as unidades de elevação estiverem em metros e o conjunto de dados for geográfico (graus), você multiplicaria o fator de conversão da unidade (1.0) pelo fator de exagero (10.0), que seria um fator z de 10. Se suas unidades de elevação não estiverem em metros, utilize a função Aritmética para converter sua elevação para metros antes de utilizar esta função. Em seguida, multiplique o fator de conversão da unidade (1,0) pelo fator de exagero (10,0), que seria um fator z de 10.

Remover efeito de borda

Utilizar esta opção evitará quaisquer artefatos de reamostragem que podem ocorrer ao longo das extremidades de um raster. Os pixels de saída ao longo da extremidade de um raster ou ao lado dos pixels sem um valor serão preenchidos com NoData; portanto, é recomendado que esta opção seja utilizada somente quando houver outros rasters com pixels de sobreposição disponíveis. Quando a sobreposição de pixels estiver disponível, estas áreas de NoData irão exibir os valores de pixel de sobreposição em vez de estar branco.

  • Desmarcado—A reamostragem bilinear será uniformemente aplicada para reamostrar sua relevo sombreado. Este é o padrão.
  • Marcado—A reamostragem bilinear será utilizada dentro da relevo sombreado exceto ao longo das extremidades dos rasters ou ao lado de pixels de NoData. Esses pixels serão preenchidos com NoData e exibirão os valores de elevação do conjunto de dados sobrepostos, reduzindo assim quaisquer efeitos de borda que possam ocorrer.