Ausgaben im Werkzeug Sonneneinstrahlung (Grafiken) sind Raster-Darstellungen und keine Karten, die den Ausgaben aus der Flächen- oder Punktsonneneinstrahlungsanalyse entsprechen. Vielmehr handelt es sich um Darstellungen der Richtungen in einer Richtungshemisphäre beim Blick von einer bestimmten Position nach oben. In einer hemisphärischen Projektion ist der Mittelpunkt der Zenit, der Rand der kreisförmigen Darstellung auf der Karte ist der Horizont und der Winkel relativ zum Zenit ist proportional zum Radius. Hemisphärische Projektionen haben kein geographisches Koordinatensystem und weisen den Wert (0,0) in der linken unteren Ecke auf.
Es wäre nicht praktisch, Sichtfelder für alle Positionen in einem DEM zu speichern. Daher wird, wenn keine Eingabepositionen angegeben werden, ein einzelnes Sichtfeld für den Mittelpunkt des Eingabe-Oberflächen-Rasters erstellt. Bei Angabe von Eingabe-Punkt-Features oder Positionsdateien werden für jede Eingabeposition mehrere Sichtfeld-Raster erstellt. Wenn mehrere Positionen angegeben werden, ist die Ausgabe ein Multiband-Raster, bei dem jedes Band dem Sichtfeld für eine bestimmte Position entspricht.
Die Tabelle der Eingabepositionen kann eine Point-Feature-Class oder eine Tabelle mit Punktkoordinaten sein. Bei der Eingabe von Positionen nach Tabelle muss eine Liste der Positionen mit einer XY-Koordinate angegeben werden. Die Tabelle kann eine Geodatabase-Tabelle, eine .dbf-Datei, eine INFO-Tabelle oder eine Text-Tabellendatei sein. Bei Verwendung einer ASCII-Koordinatendatei sollte jede Linie ein XY-Paar enthalten, das durch ein Komma, ein Leerzeichen oder einen Tabulator getrennt ist.
Bei Ausgabe-Rastern für die grafische Anzeige werden die Umgebungseinstellungen für Ausdehnung oder Zellengröße nicht berücksichtigt. Die Ausgabeausdehnungen stehen immer in Bezug zur Himmelsgröße/Auflösung und haben die Zellengröße 1. Bei der zugrunde liegenden Analyse werden jedoch die Umgebungseinstellungen verwendet, was sich auf die Ergebnisse des Sichtfeldes auswirken kann.
Möglicherweise werden ein oder zwei Sonnenkarten-Raster generiert, abhängig davon, ob die Zeitkonfiguration überlappende Sonnenpositionen während des ganzen Jahres einschließt. Wenn zwei Sonnenkarten erstellt werden, stellt eine den Zeitraum zwischen der Winter- und der Sommersonnenwende dar und die andere den Zeitraum zwischen der Sommer- und der Wintersonnenwende. Je nach Jahr fallen die Sonnenwenden auf den 20. oder 21. Dezember bzw. Juni, gelegentlich jedoch auch auf den 22. des jeweiligen Monats. Wenn mehrere Sonnenkarten erstellt werden, ist die Standardausgabe ein Multiband-Raster.
Der Breitengrad der Standortfläche (Einheiten: Dezimalgrad, für die Nordhalbkugel positiv und für die Südhalbkugel negativ) wird u. a. zur Berechnung der Sonnenneigung und -position verwendet.
Die Analyse wurde speziell für kleinräumige Maßstäbe entwickelt, weshalb die Verwendung eines einzigen Breitengradwertes für das ganze DEM im Allgemeinen akzeptabel ist. Bei größeren Datasets wie bei Staaten, Ländern oder Kontinenten unterscheiden sich die Einstrahlungsergebnisse je nach Breitengrad (Unterschied von mehr als 1 Grad) erheblich. Um umfangreichere geographische Regionen zu analysieren, müssen Sie das Untersuchungsgebiet in Zonen mit verschiedenen Breitengraden unterteilen.
Für Eingabe-Oberflächen-Raster, die einen Raumbezug enthalten, wird der mittlere Breitengrad automatisch berechnet; andernfalls wird der Breitengrad standardmäßig auf 45 Grad festgelegt. Bei Verwendung eines Eingabe-Layers wird der Raumbezug des Datenrahmens verwendet.
Die Himmelsgröße ist die Auflösung der Sichtfeld-, Himmelskarten- und Sonnenkarten-Raster, die in den Strahlungsberechnungen (Einheiten: Zellen pro Seite) verwendet werden. Dabei handelt es sich um nach oben hin offene, halbkugelförmige Raster-Repräsentationen des Himmels ohne geographisches Koordinatensystem. Diese Raster sind quadratisch (gleiche Anzahl von Zeilen und Spalten).
Bei Verwendung der Zeitkonfiguration "Ganzes Jahr" oder "Mehrere Tage" werden die folgenden Himmelsgrößenwerte empfohlen:
- Verwenden Sie für ein Tagesintervall von 1 eine Himmelsgröße von 1.000 und höher.
- Verwenden Sie für ein Tagesintervall von 0,25 eine Himmelsgröße von 2.000 und höher.
- Verwenden Sie für ein Stundenintervall von 0,1 eine Himmelsgröße von 4.000 und höher.
Durch Vergrößern der Himmelsgröße vergrößert sich die Berechnungsgenauigkeit, aber auch die Berechnungszeit nimmt beachtlich zu.
Verwenden Sie bei einer kleinen Tagesintervall-Einstellung (z. B. <14 Tage) eine größere Himmelsgröße. Während der Analyse wird die Sonnenkarte (entsprechend der Himmelsgröße) verwendet, um Sonnenpositionen (Spuren) für bestimmte Zeiträume darzustellen und die direkte Strahlung zu berechnen. Bei geringen Tagesintervallen und einer zu kleinen Himmelsgrößenauflösung überschneiden sich die Sonnenspuren möglicherweise, was für die betreffende Spur zu Strahlungswerten führt, die 0 oder negativ sind. Mit einer höheren Auflösung wird ein genaueres Ergebnis erzielt.
Der maximale Himmelsgrößenwert beträgt 10.000. Der Standardwert 200 reicht für vollständige DEMs mit großen Tagesintervallen (z. B. >14 Tage) aus. Ein Himmelsgrößenwert von 512 ist ausreichend für Berechnungen an Punktpositionen, bei denen die Berechnungszeit weniger problematisch ist. Bei kleineren Tagesintervallen (z. B. <14 Tage) werden höhere Werte empfohlen. Um beispielsweise die Sonneneinstrahlung für eine Position am Äquator mit Tagesintervall = 1 zu berechnen, verwenden Sie eine Himmelsgröße von 2.800 oder mehr.
Tagesintervalle über 3 werden empfohlen, da sich die Sonnenspuren innerhalb von drei Tagen in der Regel je nach Himmelsgröße und Jahreszeit überschneiden. Für Berechnungen über das ganze Jahr mit monatlichem Intervall wird das Tagesintervall deaktiviert; das Programm verwendet dann Kalendermonatsintervalle. Der Standardwert ist 14.
Da die Sichtfeldberechnung sehr ressourcenintensiv sein kann, werden Horizontwinkel nur für die angegebene Anzahl von Berechnungsrichtungen aufgezeichnet. Gültige Werte müssen ein Vielfaches von 8 (8, 16, 24, 32 usw.) sein. In der Regel ist ein Wert von 8 oder 16 für Flächen mit sanfter Topografie geeignet, wohingegen der Wert 32 für komplexe Topografie angemessen ist. Der Standardwert ist 32.
Die Anzahl der benötigten Berechnungsrichtungen ist mit der Auflösung des Eingabe-DEMs verknüpft. Natürliches Terrain mit einer Auflösung von 30 Metern ist in der Regel relativ glatt, sodass in den meisten Situationen weniger Richtungen (16 oder 32) ausreichend sind. Bei feineren DEMs und insbesondere bei künstlichen Strukturen, die in die DEMs integriert wurden, muss die Anzahl der Richtungen erhöht werden. Mit zunehmender Zahl der Richtungen steigt die Genauigkeit, aber auch die Berechnungszeit.
Weitere Informationen zur Geoverarbeitung von Umgebungen mit diesem Werkzeug finden Sie unter Analyseumgebungen und Spatial Analyst.