亚洲欧美日韩 太阳辐照建模—ArcMap | 文档

发布日期:2024-09-25 22:40    点击次数:150

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需要 Spatial Analyst 许可亚洲欧美日韩。

入射太阳辐照(日照)源自太阳,穿过大气层时会发生编削,然后由于地形和名义要素进一步发生编削,临了在地球名义被分别截取成直射部分、散射部分和反射部分。截取的成功辐照是源自阳光的流通无阻的直光泽。散射辐照则是由于被大气中的云和尘埃等要素分布。反射辐照则是经过名义要素的反射。直射、散射和反射辐照的总和称为太阳辐照总量或举座日辐照量。

入射太阳辐照被截取成直射部分、散射部分和反射部分。 入射太阳辐照被截取成直射部分、散射部分和反射部分。

频繁,直射辐照是辐照总量中最多的部分,而散射辐照则排在第二位。反射辐照频繁仅组成辐照总量中很小的一部分,除了周围名义(如积雪)反射智商极强的位置。Spatial Analyst 中的太阳辐照器具在操办辐照总量时将反射辐照摈斥在外。因此,辐照总量将操办为成功辐照和散射辐照的总和。

爸爸与女儿

太阳辐照器具可对某些点位置或通盘地舆区域执行操办。该操作包括以下四个姿首:

凭证地形操办仰视半球视域。 在直射太阳图上叠加视域以便判断直射辐照。 在散射星空图上叠加视域以便判断散射辐照。 对每个感敬爱的位置王人重迭上述历程便可生成日照图。

由于辐照会受到地形和名义要素的极大影响,因此需要在数字高程模子 (DEM) 中为每个位置生成一个仰视半球视域,这是该筹合算法的一个热切组成部分。半球视域与仰视半球(鱼眼镜头)相片雷同,后者从大地仰望整片天外,就像在天文馆中看到的风景不异。可见天外的大小在决定某位置的日照方面起热切作用。举例,位于开畅地带的传感器就比位于深幽峡谷中的传感器接收到的日照多。

下图线路的是一张仰视半球像片,它展示了一幅可见天外的风景以及被周围地形和名义要素遮拦的各个天外见解。这雷同于您在大地上朝各个见解仰视时看到的风景。

半球(鱼眼镜头)相片 半球(鱼眼镜头)相片 视域操办

视域是从某特定位置视察天外时,对通盘可见或被遮拦天外的栅格抒发。要操办视域,可先围绕感敬爱的位置在指定数目的方朝上进行搜索,然后笃定天外遮拦的最大角度或视角。关于通盘其他未经过搜索的见解,会内插视角值。随后视角将调度到半球坐标系中,从而将见解三维半球默示为一个二维的栅格图像。为视域中的每个栅格像元王人指定一个不错默示天外见解是可见还是被遮拦的值。输出像元位置(行和列)分别与见解半球的天顶角 θ(与垂直朝上的见解所成的角度)和所在角 α(与北所成的角度)对应。

下图形容的是为 DEM 的某个像元操办视域。沿指定数目的见解操办视角并将其用于创建天外的半球制图抒发。生成的视域可形容出天外见解是可见(线路为白色)还是被遮拦(线路为灰色)。为评释这一表面,视域将与半球相片叠加线路。

视域操办示例 水平角度、生成的视域和映射到天外视图中的视域的插图

视域可与太阳位置和天外见解信息(分别用太阳图和星空图默示)集合使用,从而操办出每个位置的直射、散射和辐照总量(直射 + 散射)并生成准确的日照图。

太阳图操办

来自每个天外见解的成功太阳辐照可通过太阳图操办得出,该太阳图与视域应位于脱色半球投影中。太阳图这种栅格抒发方式可默示太阳轨迹,即太阳在一天中的不同期刻以及一年中的不同日历不停变化的显着位置。这雷同于您仰头不雅察一段时辰内太阳在天外中的位置转移。太阳图由打破的扇区组成,这些扇区凭证一天之中(小时)和一年之中(日或月)特定时辰远离处太阳的位置界说。太阳轨迹的操办基于磋议区域的纬度和界说各太阳图扇区的时辰树立。关于每个太阳图扇区,王人会指定惟一标志值过甚质心的天顶角和所在角。分别操办每个扇区的太阳辐照,而且操办成功辐照时,视域将叠加在太阳图上。

下图是一张北纬 45º 的太阳图,操办日历为冬至日(12 月 21 日)到夏至日(6 月 21 日)。每个太阳扇区(彩色框)默示太阳的位置,所用时辰远离为 1/2 小时(一天之中)和月(一年之中)。应当闪耀的是,该图像与仰视视域位于脱色半球投影中。通过一年之中不同日历及一天之中不同技能太阳在天外中的转移情况来默示太阳位置。

太阳图示例 太阳图示例 星空图操办

来自各个天外见解的散射辐照是云、粒子等大气要素分布光泽的效能。要操办某特定位置的散射辐照,需要创建一个星空图行为通盘天外的半球视图,通盘天外将被区分为由天顶角和所在角界说的一系列天外扇区。每个扇区王人将指定惟一标志符值以及质心的天顶角和所在角。凭证见解(天顶角和所在角)操办每个天外扇区的散射辐照。

下图是一张星空图,图中的天外扇区由 8 个天顶分割和 16 个所在分割界说。每种步地默示一个惟一的天外扇区或天外的一部分,散射辐照便源自其中。

星空图示例 星空图示例 视域与太阳图和星空图叠加

操办日照时,在视域栅格中叠加太阳图栅格和星空图栅格不错操办出从每个天外见解接收到的散射辐照和成功辐照。操办每个扇区中可见天外区域比例的次序为,用每个扇区中未遮拦像元的数目除以像元的总和。不错议论部分遮拦的天外扇区。

下图评释了在太阳图和星空图上分别叠加视域的情况。灰色默示受遮拦的天外见解。操办太阳辐照的次序为,将源自未受遮拦天外见解的成功日照和散射日摄影加。

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