Вычисление инсоляции может занимать значительный промежуток времени, для больших цифровых моделей рельефа (DEM) – до нескольких часов, а для очень больших – даже нескольких дней. Вы можете сделать ряд тестовых запусков с использованием меньшего разрешения или вырезав поднабор данных, чтобы убедиться, что вы указали корректные параметры, перед тем как запустить процесс получения данных в максимальном разрешении.
Выходные растры радиации всегда будут представлены числами с плавающей точкой и выражены в ваттах на квадратный метр (Вт/м2). Растр продолжительности прямого излучения будет целочисленным, а единицами измерения его значений будут часы.
Широта изучаемой области (единицы измерения: десятичные градусы, значения положительные для северного полушария и отрицательные для южного полушария).
Методика анализа разработана специально 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 многодневных моделей, максимальное количество дней может быть равно одному году (365 дней, или 366 для високосного года). Если дата первого дня превышает дату последнего дня, вычисления времени будут продолжены с переходом на следующий год.
Например, выражение [start day, end day] = [365, 31] подразумевает временной интервал с 31 декабря до 31 января следующего года. Например, когда параметр определен как [1, 2], в вычислениях будет использован период от первого дня с 0:00 часов (1 января) до 0:00 второго дня (2 января). Даты первого и последнего дня не могут совпадать.
Значение этого года для времени конфигурации используется для определения високосного года. Другого влияния на анализ солнечного излучения оно не имеет, поскольку анализ солнечного излучения является функцией временного периода, определенного днями Юлианского календаря.
Для однодневных моделей, максимальный диапазон времени составляет один день (24 часа). Расчеты не будут производиться по дням (например, с 12:00 до 12:00 следующего дня). Начальное время должно быть меньше времени окончания.
Для однодневных конфигураций времени время начала и окончания вычислений отображается как солнечное время (единицы измерения: десятичные часы). Используйте диалог преобразования времени для перевода местного стандартного времени в солнечное время (в формате часы, минуты, секунды – (HMS). При преобразовании локального стандартного времени в солнечное, программа использует уравнение времени.
В тех случаях, когда z-значения поверхности выражены в единицах измерения, отличающихся от наземных единиц измерения x,y, для корректировки вычислений используют коэффициента по z. Чтобы получить корректный результат, z-единицы должны совпадать с наземными единицами измерения x,y. Если единицы отличаются, используйте коэффициент z, чтобы преобразовать единицы z в единицы x,y. Например, если x,y-единицами измерения являются метры, а z-единицами – футы, то можно использовать z-коэффициент 0,3048 для преобразования футов в метры.
Рекомендуется использовать данные в системе координат проекции с единицами измерения – метрами. Если вы запустите анализ со сферической системой координат, необходимо задать соответствующий z-фактор для широты. Далее следует список подходящих z-факторов для использования, если единицы измерения ваших координат x,y – десятичные градусы, а единицы измерения по z – метры:
Latitude Z-factor
0 0.00000898
10 0.00000912
20 0.00000956
30 0.00001036
40 0.00001171
50 0.00001395
60 0.00001792
70 0.00002619
80 0.00005156Широта изучаемой области (единицы измерения: десятичные градусы, значения положительные для северного полушария и отрицательные для южного полушария). Поскольку методика анализа солнечного излучения разработана для ландшафтов локального уровня, допускается использование одного значения широты для всей ЦМР. Для анализа более обширных географических регионов, необходимо разделить изучаемую территорию на зоны с различными широтами.
Для входных растров поверхности, имеющих пространственную привязку, автоматически вычисляется средняя широта; в противном случае, значение широты по умолчанию будет равно 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).
Ниже представлены рекомендованные размеры неба при настройке времени на весь год или когда используется несколько дней:
- Для интервала в 1 день используйте размер неба, равный 1000 и выше.
- Для интервала в 0,25 дня используйте размер неба, равный 2000 и выше.
- Для интервала в 0,1 часа используйте размер неба, равный 4000 и выше.
Увеличение размера неба повышает точность вычислений, но также значительно увеличивает время, необходимое на выполнение вычислений.
Если параметр дневной интервал маленький (например, < 14 дней), используйте 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, используйте 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 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, а значение 32 должно быть использовано для территорий усложненным 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.
Опция Создавать выходные данные для каждого интервала обеспечивает гибкость вычисления совокупной радиации за установленный период времени либо радиации по временным рядам. Например, для временного интервала в один день с часовым интервалом, включение этого параметра приведет к созданию почасовых значений радиации; в противном случае, будет вычислена суммарная радиации для всего дня.
Параметр Создать выходные данные для каждого интервала влияет на формат и число выходных файлов радиации. Когда стоит отметка для этого параметра, выходной растр будет состоять из нескольких каналов, которые соответствуют значениям излучения или продолжительности для каждого временного интервала (часового интервала в тех случаях, когда временной интервал составляет меньше одного дня, либо интервала в один день, в тех случаях, когда временной интервал составляет несколько дней).
Доля рассеивания – это часть общего нормального потока излучения, которая рассеивается. Значения находятся в диапазоне от 0 до 1. Это значение должно устанавливаться в соответствии с атмосферными условиями. Типичные значения – это 0.2 для очень ясного неба и 0.3 – для, в целом, ясного неба.
Объем солнечного излучения, полученного поверхностью, – это только часть излучения, полученного за пределами атмосферы. Удельный коэффициент пропускания является свойством атмосферы и представляет собой соотношение энергии (среднее значение всех длин волн), достигающей поверхности земли, к энергии, полученной на верхней границе атмосферы (внеземной). Типичные значения находятся в диапазоне от 0 (нет пропускания радиации) до 1 (полное пропускание). Типичные значения – 0,6 или 0,7 для очень ясного неба и 0,5 для, в целом, ясного неба.
Значение энергии, полученное на поверхности земли, измеряется на кратчайшем пути через атмосферу (когда солнце в зените или над головой) и для уровня моря. Для областей за Южным тропиком и Северным тропиком солнце не может быть точно в зените, даже во время полудня; однако, это значение всегда относится к времени, когда солнце в зените. Так как алгоритм корректирует эффекты рельефа, удельный эффект пропускания всегда должен быть дан для уровня моря.
Пропускная способность обратно пропорциональна параметру доли рассеивания.
См. раздел Параметры среды анализа и Spatial Analyst для получения дополнительной информации о среде геообработки данного инструмента.