geoskill-hillshade-visualization

Multi-directional hillshade with vertical exaggeration and color overlay using the Horn algorithm

山体阴影可视化 | Hillshade Visualization

Computes hillshade using the Horn (1981) algorithm, with support for multi-directional weighted compositing (highlighting terrain textures of different orientations), vertical exaggeration via the zfactor, and terrain color overlay.

Multi-directional compositing computes the hillshade for each azimuth angle separately and then combines them with the given weights (automatically normalized).

Core Algorithm / 核心算法

Horn 3×3 differencing yields dz/dx, dz/dy → slope/aspect → sin(alt)cos(slope)+cos(alt)sin(slope)cos(az-aspect); the multi-directional output is the normalized weighted sum of the per-azimuth hillshades.

Dependencies / 依赖

bash

pip install numpy rasterio scipy matplotlib geopandas shapely pillow

Usage / 使用方法

Example 1 (Synthetic Data, Offline)

bash

python geoskill-hillshade-visualization.py --bbox 116.0 39.0 117.0 40.0 --synthetic --output-dir ./out

Example 2 (Custom Azimuths and Weights)

bash

python geoskill-hillshade-visualization.py --input dem.tif --azimuths 315 270 --weights 0.7 0.3

Example 3 (Lower Sun Angle for Sharper Relief)

bash

python geoskill-hillshade-visualization.py --input dem.tif --altitude 30 --zfactor 2

Example 4 (Grayscale Colormap)

bash

python geoskill-hillshade-visualization.py --input dem.tif --cmap gray

Example 5 (Synthetic Multi-ridge Terrain)

bash

python geoskill-hillshade-visualization.py --bbox 116 39 117 40 --synthetic --zfactor 3

Output / 输出

File	Format	Description
color_shaded.png	PNG	Color-overlaid hillshade (primary output)
hillshade.tif	GeoTIFF	Hillshade raster [0,1] (verifiable output)
hillshade_meta.json	JSON	Azimuths/weights/statistics

Each run also produces output-manifest.json (run manifest).

Data Source / 数据源 / Source

Local GeoTIFF / vector files; --synthetic mode generates physically consistent simulated data, fully offline.

Privacy / 隐私声明 / Privacy

• Runs offline by default; --synthetic mode requires no network at all.
• All processing is done locally; user data is never uploaded.

License / License

MIT

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name: geoskill-hillshade-visualization description: 'Multi-directional hillshade with vertical exaggeration and color overlay using the Horn algorithm'

山体阴影可视化 | Hillshade Visualization

用 Horn (1981) 算法计算山体阴影，支持多方向加权合成（突出不同走向的地形纹理）、垂直夸张 zfactor 与地形色彩叠加。

多方向合成对每个方位角分别求 hillshade 再按权重（自动归一化）加权。

核心算法

Horn 3×3 差分求 dz/dx,dz/dy → slope/aspect → sin(alt)cos(slope)+cos(alt)sin(slope)cos(az-aspect)；多方向为各方位角 hillshade 的归一化加权和。

依赖

bash

pip install numpy rasterio scipy matplotlib geopandas shapely pillow

使用方法

示例 1（合成数据，离线）

bash

python geoskill-hillshade-visualization.py --bbox 116.0 39.0 117.0 40.0 --synthetic --output-dir ./out

示例 2（自定义方位与权重）

bash

python geoskill-hillshade-visualization.py --input dem.tif --azimuths 315 270 --weights 0.7 0.3

示例 3（低太阳角更锐利）

bash

python geoskill-hillshade-visualization.py --input dem.tif --altitude 30 --zfactor 2

示例 4（灰度配色）

bash

python geoskill-hillshade-visualization.py --input dem.tif --cmap gray

示例 5（合成多山脊）

bash

python geoskill-hillshade-visualization.py --bbox 116 39 117 40 --synthetic --zfactor 3

输出

文件	格式	说明
color_shaded.png	PNG	色彩叠加山体阴影（主产物）
hillshade.tif	GeoTIFF	山体阴影栅格 [0,1]（可验证产物）
hillshade_meta.json	JSON	方位/权重/统计

每次运行还会产出 output-manifest.json（运行清单）。

数据源 / Source

本地 GeoTIFF / 矢量文件；--synthetic 模式生成物理一致的模拟数据，完全离线。

隐私声明 / Privacy

• 默认离线运行，--synthetic 模式完全无网络。
• 所有处理在本地完成，不上传用户数据。

License

MIT