动漫 太阳放射建模—ArcMap | 文档

发布日期:2024-09-25 21:40    点击次数:152

动漫 太阳放射建模—ArcMap | 文档

需要 Spatial Analyst 许可动漫。

入射太阳放射(日照)源自太阳,穿过大气层时会发生调动,然后由于地形和名义要素进一步发生调动,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。截取的径直放射是源自阳光的流畅无阻的直晴朗。散射放射则是由于被大气中的云和尘埃等要素分布。反射放射则是经过名义要素的反射。直射、散射和反射放射的总和称为太阳放射总量或全体日放射量。

入射太阳放射被截取成直射部分、散射部分和反射部分。入射太阳放射被截取成直射部分、散射部分和反射部分。

经常,直射放射是放射总量中最多的部分,而散射放射则排在第二位。反射放射经常仅组成放射总量中很小的一部分,除了周围名义(如积雪)反射才略极强的位置。Spatial Analyst 中的太阳放射用具在策画放射总量时将反射放射摒除在外。因此,放射总量将策画为径直放射和散射放射的总和。

太阳放射用具可对某些点位置或通盘这个词地舆区域实践策画。该操作包括以下四个体式:

凭证地形策画仰视半球视域。 在直射太阳图上叠加视域以便判断直射放射。 在散射星空图上叠加视域以便判断散射放射。 对每个感兴趣兴趣的位置皆重迭上述经过便可生成日照图。

由于放射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,这是该策画算法的一个遑急组成部分。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太空,就像在天文馆中看到的怡悦相通。可见太空的大小在决定某位置的日照方面起遑急作用。举例,位于纯真地带的传感器就比位于安定峡谷中的传感器禁受到的日照多。

下图通晓的是一张仰视半球相片,它展示了一幅可见太空的怡悦以及被周围地形和名义要素干预的各个太空标的。这雷同于您在大地上朝各个标的仰视时看到的怡悦。

半球(鱼眼镜头)相片半球(鱼眼镜头)相片视域策画

视域是从某特定位置稽察太空时,对通盘这个词可见或被干预太空的栅格抒发。要策画视域,可先围绕感兴趣兴趣的位置在指定数目的方朝上进行搜索,然后细目太空干预的最大角度或视角。关于通盘其他未经过搜索的标的,会内插视角值。随后视角将退换到半球坐标系中,从而将标的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皆指定一个不错默示太空标的是可见也曾被干预的值。输出像元位置(行和列)分别与标的半球的天顶角 θ(与垂直朝上的标的所成的角度)和所在角 α(与北所成的角度)对应。

下图态状的是为 DEM 的某个像元策画视域。沿指定数目的标的策画视角并将其用于创建太空的半球制图抒发。生成的视域可态状出太空标的是可见(通晓为白色)也曾被干预(通晓为灰色)。为确认这一表面,视域将与半球相片叠加通晓。

视域策画示例水平角度、生成的视域和映射到太空视图中的视域的插图

视域可与太阳位置和太空标的信息(分别用太阳图和星空图默示)勾通使用,从而策画出每个位置的直射、散射和放射总量(直射 + 散射)并生成准确的日照图。

太阳图策画

来自每个太空标的的径直太阳放射可通过太阳图策画得出,该太阳图与视域应位于消亡半球投影中。太阳图这种栅格抒发模式可默示太阳轨迹,即太阳在一天中的不同期刻以及一年中的不同日历欺压变化的彰着位置。这雷同于您仰头不雅察一段时老实太阳在太空中的位置迁徙。太阳图由闹翻的扇区组成,这些扇区凭证一天之中(小时)和一年之中(日或月)特定时分远离处太阳的位置界说。太阳轨迹的策画基于护士区域的纬度和界说各太阳图扇区的时分建立。关于每个太阳图扇区,皆会指定独一标志值颠倒质心的天顶角和所在角。分别策画每个扇区的太阳放射,况且策画径直放射时,视域将叠加在太阳图上。

下图是一张北纬 45º 的太阳图,策画日历为冬至日(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,所用时分远离为 1/2 小时(一天之中)和月(一年之中)。应当缓慢的是,该图像与仰视视域位于消亡半球投影中。通过一年之中不同日历及一天之中不同工夫太阳在太空中的迁徙情况来默示太阳位置。

太阳图示例太阳图示例星空图策画

来自各个太空标的的散射放射是云、粒子等大气要素分布晴朗的效果。要策画某特定位置的散射放射,需要创建一个星空图手脚通盘这个词太空的半球视图,通盘这个词太空将被区别为由天顶角和所在角界说的一系列太空扇区。每个扇区皆将指定独一标志符值以及质心的天顶角和所在角。凭证标的(天顶角和所在角)策画每个太空扇区的散射放射。

下图是一张星空图,图中的太空扇区由 8 个天顶分割和 16 个所在分割界说。每种情态默示一个独一的太空扇区或太空的一部分,散射放射便源自其中。

星空图示例星空图示例视域与太阳图和星空图叠加

策画日照时,在视域栅格中叠加太阳图栅格和星空图栅格不错策画出从每个太空标的禁受到的散射放射和径直放射。策画每个扇区中可见太空区域比例的按次为,用每个扇区中未干预像元的数目除以像元的总和。不错商量部分干预的太空扇区。

下图确认了在太阳图和星空图上分别叠加视域的情况。灰色默示受干预的太空标的。策画太阳放射的按次为,将源自未受干预太空标的的径直日照和散射日影相加。

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