Gráficos de radiación solar (Spatial Analyst)

Disponible con una licencia de Spatial Analyst.

Resumen

Deriva representaciones de ráster de una cuenca visual hemisférica, un mapa solar y un mapa celeste para utilizarlas en el cálculo de la radiación solar directa, difusa y global.

Uso

• Las salidas de la herramienta Gráficos de radiación solar son representaciones de ráster y no son mapas que corresponden a las salidas del análisis de radiación solar de área o de punto. En cambio, son representaciones de direcciones en un hemisferio de direcciones que apunta hacia arriba desde una ubicación dada. En una proyección hemisférica, el centro es el cénit, el borde de la representación del mapa circular es el horizonte y el ángulo relativo al cénit es proporcional al radio. Las proyecciones hemisféricas no tienen un sistema de coordenadas geográficas y tienen una esquina inferior izquierda de (0,0).

• No sería práctico almacenar cuencas visuales para todas las ubicaciones en un DEM, de modo que cuando no se especifican las ubicaciones de entrada, se crea una cuenca visual única para el centro del ráster de la superficie de entrada. Cuando se especifican archivos de ubicaciones o entidades de punto de entrada, se crean varios rásteres de cuenca visual para cada ubicación de entrada. Cuando se especifican varias ubicaciones, la salida es un ráster multibanda donde cada banda corresponde a la cuenca visual de una ubicación específica.

• La tabla de ubicaciones de entrada puede ser una clase de entidad de puntos o una tabla de coordenadas de puntos. Cuando se introducen ubicaciones por tabla, se debe especificar una lista de ubicaciones con una coordenada x,y. La tabla puede ser una tabla de geodatabase, un archivo .dbf, una tabla INFO o un archivo de tabla de texto. Si usa un archivo de coordenadas ASCII, cada línea debe contener un par x,y separado por una coma, un espacio o un tabulador.

• Los rásteres de visualización gráfica de salida no distinguen las configuraciones del entorno del tamaño de celda o la extensión. Las extensiones de salida siempre respetan el tamaño o la resolución del cielo y tienen un tamaño de celda igual a uno. No obstante, el análisis subyacente utilizará la configuración del entorno y puede afectar los resultados de la cuenca visual.

• Se puede generar un ráster de mapa solar o dos, dependiendo de si la configuración del tiempo incluye las posiciones del sol superpuestas a lo largo de todo el año. Cuando se crean dos mapas solares, uno representa el periodo entre el solsticio de invierno y el de verano y el otro representa el periodo entre el solsticio de verano y el solsticio de invierno. Dependiendo del año, los solsticios suelen ser el 20 o el 21 de diciembre y de junio, aunque en ocasiones son el 22. Cuando se crean varios mapas solares, la salida predeterminada es un ráster multibanda.

• La latitud para el área del sitio (unidades: grados decimales, positiva para el hemisferio norte y negativa para el hemisferio sur) se utiliza en cálculos como la declinación solar y la posición solar.

  El análisis se ha diseñado específicamente para escalas de paisaje local, por lo que generalmente es aceptable utilizar un valor de latitud para todo el DEM. Con datasets más grandes, tales como estados, países o continentes, los resultados de la insolación serán significativamente diferentes para las distintas latitudes (mayores a 1 grado). Para analizar regiones geográficas más amplias, se debe dividir el área de estudio en zonas con diferentes latitudes.

• Para rásteres de superficie de entrada que contengan una referencia espacial, el valor medio de la latitud se calcula de manera automática; en caso contrario, la latitud será por defecto de 45 grados. Al utilizar una capa de entrada, se utiliza la referencia espacial del marco de datos.

• El tamaño del cielo es la resolución de los rásteres de la cuenca visual, el mapa celeste y el mapa solar que se utilizan en los cálculos de la radiación (unidades: celdas por lado). Estas son representaciones del cielo del ráster hemisféricas, de visión ascendente, y no tienen un sistema de coordenadas geográficas. Estos rásteres son cuadrados (mismo número de filas que de columnas).

  A continuación, se muestran los valores recomendados para el tamaño del cielo cuando se utiliza una configuración temporal de un año entero o de varios días:

  • Para un intervalo de 1 día, utilice un tamaño de cielo de 1000 y superior.
  • Para un intervalo de 0,25 días, utilice un tamaño de cielo de 2000 y superior.
  • Para un intervalo de 0,1 horas, utilice un tamaño de cielo de 4000 y superior.

  Al aumentar el tamaño del cielo aumenta la exactitud del cálculo, pero también aumenta considerablemente el tiempo de cálculo.

• Cuando la configuración del intervalo de día es pequeña (por ejemplo, < 14 días), utilice un tamaño de cielo más grande. Durante el análisis, se utiliza el mapa del sol (determinado por el tamaño del cielo) para representar las posiciones del sol (recorridos) para periodos de tiempo particulares para calcular la radiación directa. Con intervalos de día más pequeños, si la resolución del tamaño del cielo no es suficientemente grande, los recorridos del sol podrían superponerse, dando como resultado valores de radiación cero o inferiores para ese recorrido. Aumentar la resolución proporciona un resultado más exacto.

• El valor máximo de tamaño del cielo es 10.000. Un valor de 200 es el predeterminado y es suficiente para DEM completos con intervalos de día grandes (por ejemplo, > 14 días). Un valor de tamaño del cielo de 512 es suficiente para los cálculos en las ubicaciones de puntos donde el tiempo de cálculo es menos problemático. Con intervalos de día menores (por ejemplo, < 14 días), se recomienda utilizar valores más grandes. Por ejemplo, para calcular la insolación para una ubicación en el ecuador con un intervalo de día = 1, utilice un tamaño de cielo de 2.800 o superior.

• Se recomiendan los intervalos de días mayores que 3, dado que los recorridos del sol dentro de tres días habitualmente se superponen, dependiendo del tamaño del cielo y de la época del año. Para cálculos de todo el año con intervalos mensuales, el intervalo de día está deshabilitado y el programa utiliza intervalos mensuales de calendario. El valor predeterminado es 14.

• Debido a que el cálculo de la cuenca visual puede ser altamente intenso, los ángulos del horizonte solo se trazan para el número de direcciones de cálculo especificadas. Los valores válidos deben ser múltiplos de 8 (8, 16, 24, 32, etc.) Generalmente, un valor de 8 o 16 es adecuado para las áreas con una topografía suave, mientras que un valor de 32 es el adecuado para una topografía compleja. El valor predeterminado es 32.

• El número de direcciones de cálculo necesario está relacionado con la resolución del DEM de entrada. El terreno natural con una resolución de 30 metros es generalmente bastante suave, de forma que es suficiente un menor número de direcciones para la mayoría de las situaciones (16 o 32). Con DEM más finos y, en particular, con estructuras de construcción humana incorporadas en los DEM, es necesario aumentar el número de direcciones. Al incrementar el número de direcciones, se aumenta la exactitud, pero también el tiempo de cálculo.

• Consulte Entornos de análisis y Spatial Analyst para obtener detalles adicionales sobre los entornos de geoprocesamiento que se aplican a esta herramienta.

Parámetros

Cuadro de diálogo

Etiqueta	Explicación	Tipo de datos
Ráster de entrada	El ráster de superficie de elevación de entrada.	Raster Layer
Entidad puntual o tabla de puntos de entrada (Opcional)	La clase o la tabla de entidad de puntos de entrada especifican las ubicaciones para analizar la radiación solar.	Feature Layer; Table View
Tamaño del cielo / Resolución (Opcional)	La resolución o tamaño del cielo para los rásteres de cuenca visual, mapa del cielo y mapa del sol. Las unidades son celdas. El valor predeterminado es ráster de 200 por 200 celdas.	Long
Desplazamiento de altura (Opcional)	La altura (en metros) sobre la superficie del DEM para la que se llevarán a cabo los cálculos. El desplazamiento de altura se aplicará a todas las ubicaciones de entrada.	Double
Cálculo de indicaciones (Opcional)	El número de direcciones acimutales que se utilizarán al calcular la cuenca visual. Los valores válidos deben ser múltiplos de 8 (8, 16, 24, 32, etc.) El valor predeterminado es 32 direcciones, lo que es adecuado para una topografía compleja.	Long
Latitud (Opcional)	La latitud para el área del sitio. Las unidades son grados decimales, con valores positivos para el hemisferio norte y valores negativos para el hemisferio sur. Para rásteres de superficie de entrada que contengan una referencia espacial, el valor medio de la latitud se calcula de manera automática; en caso contrario, la latitud es de 45 grados de forma predeterminada.	Double
Configuración de la hora (Opcional)	Especifica el periodo de tiempo que se utilizará para los cálculos. Días especiales: se calcula la insolación solar para los días de solsticio (verano e invierno) y de equinoccio (cuando la insolación del equinoccio de primavera y de otoño es la misma). En el día: los cálculos se realizarán para un periodo de tiempo especificado dentro de un solo día. Seleccione la fecha juliana e introduzca las horas de inicio y fin. Cuando la hora de inicio y la de fin son las mismas, se calculará la insolación instantánea. Cuando la hora de inicio es anterior a la salida del sol y la hora de fin es posterior a la puesta del sol, la insolación se calculará para todo el día. Para introducir el día correcto, puede utilizar el botón de calendario para abrir el cuadro de diálogo Calendario. Varios días: los cálculos se realizarán para un periodo de tiempo especificado de varios días en un año. Especificar el año de inicio, el día de inicio y el día de fin. Cuando el día de fin es menor que el día de inicio, se considera que el día de fin se encuentra en el año siguiente. La configuración de la hora predeterminada empieza el día 5 y termina el día 160 del actual año juliano. Para introducir los días correctos, puede utilizar el botón de calendario para abrir el cuadro de diálogo Calendario. Todo el año: los cálculos se realizarán para todo un año utilizando intervalos mensuales para los cálculos. Si la opción Crear salida para cada intervalo está activada, los archivos de salida se crearán para cada mes; en caso contrario, se creará una única salida para todo el año.	Time configuration
Intervalo diario (Opcional)	El intervalo de tiempo a lo largo de los años (unidades: días) que se utilizará para calcular los sectores de cielo para el mapa del sol. El valor predeterminado es 14 (bisemanal).	Long
Intervalo horario (Opcional)	El intervalo de tiempo a lo largo del día (unidades: horas) que se utilizará para calcular los sectores de cielo para el mapa del sol. El valor predeterminado es 0,5.	Double
Ráster del mapa solar de salida (Opcional)	Ráster del mapa solar de salida. La salida es una representación que especifica el recorrido del sol, la posición aparente del sol a medida que varía a través del tiempo. La salida tiene la misma resolución que la cuenca visual y el mapa celeste.	Raster Dataset
Divisiones del cénit (Opcional)	El número de divisiones cenitales que se utilizarán para crear sectores de cielo en el mapa de cielo. El valor predeterminado es ocho divisiones (en relación con el cénit). Los valores deben ser mayores que cero y menores que la mitad del valor del tamaño del cielo.	Long
Divisiones de acimut (Opcional)	El número de divisiones acimutales que se utilizarán para crear sectores de cielo en el mapa de cielo. El valor predeterminado es ocho divisiones (en relación con el norte). Los valores válidos deben ser múltiplos de 8. Los valores deben ser mayores que cero y menores que 160.	Long
Ráster del mapa del cielo de salida (Opcional)	Ráster del mapa celeste de salida. La salida se construye al dividir todo el cielo en una serie de sectores del cielo definidos por las divisiones de cénit y acimut. La salida tiene la misma resolución que la cuenca visual y el mapa solar.	Raster Dataset

Valor de retorno

Etiqueta	Explicación	Tipo de datos
Ráster de cuenca visual de salida	El ráster de cuenca visual de salida. La cuenca visual resultante para una ubicación representa cuáles direcciones del cielo son visibles y cuáles son oscuras. Esto es similar a la vista proporcionada por las fotografías hemisféricas (ojo de pez) hacia arriba.	Raster

Python

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})

Nombre	Explicación	Tipo de datos
in_surface_raster	El ráster de superficie de elevación de entrada.	Raster Layer
in_points_feature_or_table (Opcional)	La clase o la tabla de entidad de puntos de entrada especifican las ubicaciones para analizar la radiación solar.	Feature Layer; Table View
sky_size (Opcional)	La resolución o tamaño del cielo para los rásteres de cuenca visual, mapa del cielo y mapa del sol. Las unidades son celdas. El valor predeterminado es ráster de 200 por 200 celdas.	Long
height_offset (Opcional)	La altura (en metros) sobre la superficie del DEM para la que se llevarán a cabo los cálculos. El desplazamiento de altura se aplicará a todas las ubicaciones de entrada.	Double
calculation_directions (Opcional)	El número de direcciones acimutales que se utilizarán al calcular la cuenca visual. Los valores válidos deben ser múltiplos de 8 (8, 16, 24, 32, etc.) El valor predeterminado es 32 direcciones, lo que es adecuado para una topografía compleja.	Long
latitude (Opcional)	La latitud para el área del sitio. Las unidades son grados decimales, con valores positivos para el hemisferio norte y valores negativos para el hemisferio sur. Para rásteres de superficie de entrada que contengan una referencia espacial, el valor medio de la latitud se calcula de manera automática; en caso contrario, la latitud es de 45 grados de forma predeterminada.	Double
time_configuration (Opcional)	Especifica la configuración de la hora (periodo) que se utilizará para calcular la radiación solar. Los objetos de la clase Time se utilizan para especificar la configuración de la hora. Los diferentes tipos de configuraciones de hora disponibles son TimeWithinDay, TimeMultipleDays , TimeSpecialDays y TimeWholeYear. Las formas son las siguientes: TimeWithinDay({day},{startTime},{endTime}) TimeMultipleDays({year},{startDay},{endDay}) TimeSpecialDays() TimeWholeYear({year}) La configuración de tiempo predeterminada es TimeMultipleDays con un valor de startDay de 5 y un valor de endDay de 160 para el año juliano actual.	Time configuration
day_interval (Opcional)	El intervalo de tiempo a lo largo de los años (unidades: días) que se utilizará para calcular los sectores de cielo para el mapa del sol. El valor predeterminado es 14 (bisemanal).	Long
hour_interval (Opcional)	El intervalo de tiempo a lo largo del día (unidades: horas) que se utilizará para calcular los sectores de cielo para el mapa del sol. El valor predeterminado es 0,5.	Double
out_sunmap_raster (Opcional)	Ráster del mapa solar de salida. La salida es una representación que especifica el recorrido del sol, la posición aparente del sol a medida que varía a través del tiempo. La salida tiene la misma resolución que la cuenca visual y el mapa celeste.	Raster Dataset
zenith_divisions (Opcional)	El número de divisiones cenitales que se utilizarán para crear sectores de cielo en el mapa de cielo. El valor predeterminado es ocho divisiones (en relación con el cénit). Los valores deben ser mayores que cero y menores que la mitad del valor del tamaño del cielo.	Long
azimuth_divisions (Opcional)	El número de divisiones acimutales que se utilizarán para crear sectores de cielo en el mapa de cielo. El valor predeterminado es ocho divisiones (en relación con el norte). Los valores válidos deben ser múltiplos de 8. Los valores deben ser mayores que cero y menores que 160.	Long
out_skymap_raster (Opcional)	Ráster del mapa celeste de salida. La salida se construye al dividir todo el cielo en una serie de sectores del cielo definidos por las divisiones de cénit y acimut. La salida tiene la misma resolución que la cuenca visual y el mapa solar.	Raster Dataset

Valor de retorno

Nombre	Explicación	Tipo de datos
out_viewshed_raster	El ráster de cuenca visual de salida. La cuenca visual resultante para una ubicación representa cuáles direcciones del cielo son visibles y cuáles son oscuras. Esto es similar a la vista proporcionada por las fotografías hemisféricas (ojo de pez) hacia arriba.	Raster

Muestra de código

Ejemplo 1 de Gráficos de radiación solar (ventana de Python)

El siguiente script de la ventana de Python muestra cómo utilizar esta herramienta.

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")

Ejemplo 2 de Gráficos de radiación solar (secuencia de comandos independiente)

Cree una cuenca visual, un mapa solar y un mapa celeste que se utilizarán en el análisis de la radiación solar.

# 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"

# 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")

Entornos

Auto ejecución, Tamaño de celda, Método de proyección de tamaño de celda, Compresión, Espacio de trabajo actual, Extensión, Palabra clave CONFIG de salida, Sistema de coordenadas de salida, Espacio de trabajo temporal, Alinear ráster, Tamaño de tesela

Información de licenciamiento

• Basic: Requiere Spatial Analyst
• Standard: Requiere Spatial Analyst
• Advanced: Requiere Spatial Analyst