Графики солнечного излучения

Доступно с лицензией Spatial Analyst.

Краткая информация

Вычисляет растровые представления полусферической зоны видимости, карты солнечного излучения и неба, используемые для вычисления прямой, рассеянной и глобальной солнечной радиации.

Использование

• Выходные данные инструмента Графика солнечного излучения – растровые представления, которые не являются картами, соответствующие выходным данным анализа площадного и точечного солнечного излучения. Скорее, это представления направлений на полусфере относительно линий, идущих вверх из заданного местоположения.В проекции полусферы центр соответствует зениту, край кругового представления карты – горизонту, а угол относительно зенита пропорционален радиусу.Проекции полушарий не имеют географической системы координат; координаты нижнего левого угла – (0,0).

• Непрактичным будет хранить значения видимости для всех местоположений на ЦМР, следовательно, когда входные значения не заданы, для центра входного растра поверхности создается единое представление видимости.Когда заданы входные точечные объекты либо файлы местоположений, для каждого входного местоположения создается несколько растров видимости.Когда задано несколько входных местоположений, выходным будет многоканальный растр, в котором каждый канал соответствует видимости для каждого местоположения.

• Таблица входных местоположений может быть классом пространственных объектов либо файлом таблицы.При вводе местоположений через использование таблицы, список точек должен быть задан с использованием координат x,y.При использовании файла координат каждая строка должна содержать пару координат x,y, разделенных пробелом или знаком табуляции.Таблица может быть любого типа: .dbf, INFO, таблица базы геоданных или файл ASCII.

• Выходные растры графического представления не используют параметры экстента и размера ячейки.Выходные экстенты всегда соответствуют размеру неба/разрешению, а их размер ячейки равен единице.Однако основной анализ будет использовать параметры среды, и это может повлиять на результаты значений видимости.

• Могут быть построены один или два растра карты солнечного излучения, в зависимости от того, включает ли настройка времени перекрывающиеся в течение года положения солнца.Когда создается две карты солнечного излучения, одна соответствует периоду между зимним и летним солнцестоянием (с 22-го декабря по 22-ое июня), а вторая – периоду между летним солнцестоянием и зимним солнцестоянием (с 22-го июня по 22-ое декабря).Когда создается несколько карт солнечного излучения, выходные данные по умолчанию – многоканальный растр.

• Широта изучаемой области (единицы измерения: десятичные градусы, значения положительные для северного полушария и отрицательные для южного полушария).

  Методика анализа разработана только для ландшафтов локального уровня, поэтому рекомендуется для всей ЦМР использовать одно значение широты. Для больших наборов данных, например, штатов, стран или континентов, результаты инсоляции будут значительно различаться на разных широтах (отличающихся более, чем на 1 градус). Для анализа более обширных географических регионов, необходимо разделить изучаемую территорию на зоны с различными широтами.

• Для входных растров поверхности с заданной пространственной привязкой, автоматически вычисляется средняя широта; в противном случае, широта, по умолчанию, будет задана равной 45 градусам.Если вы работаете с входным слоем, используется пространственная привязка фрейма данных.

• Размер неба определяется разрешением растров видимости, карты неба и карты солнечного излучения, которые используются в вычислениях радиации (единицы измерения: ячейки на одну сторону) Это перевернутые полусферические растровые представления неба, которые не привязаны к географической системе координат. Эти растры представляют собой квадраты (имеют равное количество строк и столбцов).

  Увеличение размера неба повышает точность вычислений, но также значительно увеличивает время, необходимое на выполнение вычислений.

• Если параметр дневной интервал маленький (например, < 14 дней), то следует использовать больший размер неба. В ходе анализа для вычисления прямого излучения для представления положения солнца (траекторий движения солнца для конкретных временных периодов) используется карта солнца (определяемая размером неба). При еще меньших интервалах (в днях), если разрешение размера неба недостаточно велико, траектории солнца могут перекрываться, в результате чего для этих траекторий радиация будет равна нулю или ее величины будут незначительны. Увеличение разрешения дает более точный результат.

• Значение 10 000 является максимальным размером неба. Значение 200 – это значение по умолчанию, и оно достаточно для больших ЦМР с большими временными интервалами (например, > 14 дней). Значение размера 512 достаточно для вычислений в местоположении точки, где время вычисления – менее важная проблема. В меньших дневных интервалах (например, < 14 дней), рекомендуется использовать большие значения. Например, чтобы вычислить инсоляцию для местоположения на экваторе с временным интервалом = 1 день, рекомендуется использовать размер неба, равный 2800 или выше.

• Рекомендуется использовать временные интервалы длиннее 3 дней, так как траектории движения солнца в пределах трех дней, как правило, пересекаются, в зависимости от размера неба и времени года. Для вычислений инсоляции за весь год с месячным интервалом, временной интервал, выраженный в днях, не используется, и программа внутренне применяет интервалы календарного месяца. Значение, предлагаемое по умолчанию, равно 14.

• Поскольку вычисления видимости могут быть достаточно интенсивными, для целого ряда заданных направлений вычислений отслеживаются только горизонтальные углы. Действительные значения должны быть множителями 8 (8, 16, 24, 32 и так далее). Как правило, для областей с мягким рельефом подходит значение 8 или 16, в то время как значение 32 должно быть использовано для территорий с сильно расчлененным рельефом. Значение, предлагаемое по умолчанию, равно 32.

• Число необходимых направлений вычислений связано с разрешением входной ЦМР. Модель земной поверхности с разрешением 30 м обычно представляет собой довольно сглаженную поверхность, следовательно, для большинства ситуаций достаточно использовать меньшее количество направлений (16 или 32). Для ЦМР с более высоким разрешением, и в особенности, для тех случаев, когда в ЦМР отражены искусственные структуры, количество направлений необходимо увеличить. Увеличение количества направлений повысит точность, но при этом возрастет и время, необходимое на выполнение вычислений.

• См. раздел Параметры среды анализа и Spatial Analyst для получения дополнительной информации о среде геообработки данного инструмента.

Синтаксис

SolarRadiationGraphics (in_surface_raster, {in_points_feature_or_table}, {sky_size}, {height_offset}, {calculation_directions}, {latitude}, {time_configuration}, {day_interval}, {hour_interval}, {out_sunmap_raster}, {zenith_divisions}, {azimuth_divisions}, {out_skymap_raster})

Параметр	Объяснение	Тип данных
in_surface_raster	Входной растр рельефа поверхности.	Raster Layer
in_points_feature_or_table (Дополнительный)	Входной класс точечных объектов или таблица, определяющая местоположения, для которых будет выполнен анализ солнечного излучения.	Feature Layer | Table View
sky_size (Дополнительный)	Разрешение или размер неба для гридов видимости, карты неба и карты солнца. Единицами являются ячейки. По умолчанию будет создан растр размером 200 на 200 ячеек.	Long
height_offset (Дополнительный)	Высота (в метрах) над поверхностью ЦМР, для которой будут выполнены вычисления. Смещение по высоте будет применено ко всем входным местоположениям.	Double
calculation_directions (Дополнительный)	Число азимутных направлений, используемых при вычислении видимости. Действительные значения должны быть множителями 8 (8, 16, 24, 32 и так далее). Значение по умолчанию – 32 направления; это значение хорошо подходит для сложной топографии.	Long
latitude (Дополнительный)	Широта изучаемой области. Единицы – десятичные градусы, где положительные значения – для северного полушария, а отрицательные – для южного. Для входных растров поверхности, имеющих пространственную привязку, автоматически вычисляется средняя широта; в противном случае, значение широты по умолчанию будет равно 45 градусам.	Double
time_configuration (Дополнительный)	Задает конфигурацию времени (период), используемую для вычисления солнечного излучения. Объекты класса Time используются для определения конфигурации времени. Различными типами конфигурации времени являются: TimeWithinDay, TimeMultipleDays, TimeSpecialDays и TimeWholeYear. Ниже приведены формы: TimeWithinDay({day},{startTime},{endTime}) TimeMultipleDays({year},{startDay},{endDay}) TimeSpecialDays() TimeWholeYear({year}) По умолчанию конфигурация времени – TimeMultipleDays, где startDay равен 5 и endDay равен 160 - для текущего года по Юлианскому календарю.	Time configuration
day_interval (Дополнительный)	Временной интервал в течение года (единицы: дни) используется для вычисления секторов неба для карты солнечного освещения. Значение по умолчанию равно 14 дням (две недели).	Long
hour_interval (Дополнительный)	Временной интервала в течение года (единицы: часы) используется для вычисления секторов неба для карты солнечного освещения. Значение, предлагаемое по умолчанию, равно 0.5.	Double
out_sunmap_raster (Дополнительный)	Выходной растр карты солнечного излучения. Выходной растр представляет траектории движения солнца, или изменение видимого положения солнца с течением времени.Выходной растр имеет то же разрешение, что и растры видимости и карты неба.	Raster Dataset
zenith_divisions (Дополнительный)	Число делений, используемых для создания секторов неба на карте неба. Значение по умолчанию равно восьми делениям (относительно зенита). Значения должны быть больше нуля и меньше, чем половина значения размера неба.	Long
azimuth_divisions (Дополнительный)	Число делений, используемых для создания секторов неба на карте неба. Значение по умолчанию равно восьми делениям (относительно севера). Действительные значения должны быть кратны 8. Значения должны быть больше нуля и меньше 160.	Long
out_skymap_raster (Дополнительный)	Выходной растр карты неба. Выходной растр строится путем разделения всего неба на серии секторов, определяемых делениями на основе значений зенита и азимута.Выходной растр имеет то же разрешение, что и растры видимости и карты солнечного излучения.	Raster Dataset

Возвращаемое значение

Название	Объяснение	Тип данных
out_viewshed_raster	Выходной растр видимости. Результирующее значение видимости для местоположения представляет, какие направления неба видимы, а какие скрыты.Это похоже на фотографии, полученные с помощью смотрящего вверх широкоугольного объектива типа «рыбий глаз».	Raster

Пример кода

SolarRadiationGraphics, пример 1 (окно Python)

Пример скрипта окна Python для использования функции.

import arcpy
from arcpy import env
from arcpy.sa import *
env.workspace = "C:/sapyexamples/data"
outViewshedMap = SolarRadiationGraphics("elevation", "observers.shp", 200, 2, 32, 52,
                                 TimeMultipleDays(2009, 91, 212), 14, 0.5, 
                                 "c:/sapyexamples/output/sunmap", 8, 8, 
                                 "c:/sapyexamples/output/skymap")
outViewshedMap.save("c:/sapyexamples/output/viewmap")

SolarRadiationGraphics, пример 2 (автономный скрипт)

Создать карту видимости, карту солнечного излучения и карту неба, используемые при анализе солнечного излучения.

# Name: SolarRadiationGraphics_Ex_02.py
# Description: Derives raster representations of a hemispherical viewshed, 
#    sunmap, and skymap, which are used in the calculation of direct, diffuse, 
#    and global solar radiation.
# Requirements: Spatial Analyst Extension

# Import system modules
import arcpy
from arcpy import env
from arcpy.sa import *

# Set environment settings
env.workspace = "C:/sapyexamples/data"

# Set local variables
inRaster = "elevation"
pntFC = "observers.shp"
skySize = 200
zOffset = 2
directions = 32
latitude = 52
timeConfig = TimeMultipleDays(2009, 91, 212)
dayInterval = 14
hourInterval = 0.5
outSunMap = "c:/sapyexamples/output/sunmap"
zenDivisions = 8
aziDivisions = 8
outSkyMap = "c:/sapyexamples/output/skymap"

# Check out the ArcGIS Spatial Analyst extension license
arcpy.CheckOutExtension("Spatial")

# Execute SolarRadiationGraphics
outViewshedMap = SolarRadiationGraphics(inRaster, pntFC, skySize, zOffset, 
                                    directions, latitude, timeConfig,
                                    dayInterval, hourInterval, outSunMap,
                                    zenDivisions, aziDivisions, outSkyMap)

# Save the output
outViewshedMap.save("c:/sapyexamples/output/viewmap")

Параметры среды

• Автоподтверждение (Auto Commit)
• Размер ячейки (Cell size)
• Сжатие (Compression)
• Текущая рабочая область (Current Workspace)
• Экстент (Extent)
• Выходное ключевое слово CONFIG (Output CONFIG Keyword)
• Выходная система координат (Output Coordinate System)
• Статистика растра (Raster Statistics)
• Временная рабочая область (Scratch Workspace)
• Растр привязки (Snap Raster)
• Размер листа (Tile Size)

Информация о лицензиях

• ArcGIS Desktop Basic: Требует Spatial Analyst
• ArcGIS Desktop Standard: Требует Spatial Analyst
• ArcGIS Desktop Advanced: Требует Spatial Analyst