Доступно с лицензией Spatial Analyst.
Инструмент Растр Солнечное излучение вычисляет входящую солнечную инсоляцию для каждой растровой ячейки цифровой модели поверхности Земли или Луны.
Инструмент рассчитывает количество солнечной радиации, получаемой каждой ячейкой растровой поверхности Земли или Луны. Значение каждой ячейки первичного выходного растра указывает на общее количество энергии солнечного излучения, полученное на единицу площади за определенное время, измеряемое в киловатт-часах на квадратный метр (кВт·ч/м2). Выходные данные этого инструмента - растры общей, прямой и рассеянной радиации, а также продолжительности поступления прямой солнечной радиации в часах. Результаты используются для создания карт солнечного излучения для всей географической области.
Топография входной поверхности определяет изменчивость величины выходного излучения. Высота, ориентация (уклон и экспозиция) и тени, отбрасываемые топографическими объектами, - все это влияет на уровень инсоляции, получаемый в разных местах. Чтобы учесть влияние зданий или других объектов, таких как деревья, линии электропередач или ветряк, они должны быть частью входной поверхности. Например, поверхность, созданная с помощью лидара, может содержать здания и растительность. Инструмент учитывает атмосферные эффекты, высоту, крутизну и направление, суточные и сезонные изменения угла падения солнечных лучей и влияние теней, отбрасываемых окружающим рельефом.
Применение солнечной радиации
Используя полученные растры солнечного излучения, вы можете интегрировать их с другими данными ГИС и приложениями для любых других процессов, на которые влияет солнечный свет. Далее следуют примеры применения этих выходных данных:
- Рассчитайте энергетический потенциал солнечной батареи, расположенной на крыше здания.
- Используйте как часть анализа пригодности для нахождения наилучших мест для размещения солнечной электростанции.
- Помогите спрогнозировать таяние снега и поверхностный сток в заснеженных горных районах.
- Изучите влияние водных ресурсов на сельское хозяйство и урожайность сельскохозяйственных культур.
Расчет солнечного излучения
Объем полученной солнечной радиации можно рассчитать на любой момент времени — в прошлом, в настоящем или в будущем — с максимальным интервалом в один календарный год. Конфигурация времени задается параметрами Дата и время начала и Дата и время окончания в формате UTC (всемирного координированного времени). Только для Земли время может быть указано как стандартное время, включающее соответствующий Часовой пояс для области входного анализа. При желании время можно скорректировать на летнее время в зависимости от конфигурации времени. Минимальный поддерживаемый период времени для расчета составляет 0.5 часа для Земли и 2 часа для Луны. Временные настройки - "включительно". Например, чтобы выполнить анализ за один день, например, 21 июня 2029 года, установите время начала на 06/21/2024 12:00:00 AM и время окончания на 06/21/2029 11:59:59 PM.
Чтобы ограничить анализ конкретными интересующими вас областями, используйте параметр Входная маска анализа. Например, чтобы рассчитать излучение, получаемое крышами зданий, следует применить маску контуров зданий. Это также сократит время выполнения анализа, поскольку результаты будут генерироваться только для тех ячеек, которые заданы областью маски. Маска анализа не влияет на экстент анализа при выполнении инструмента. Это означает, что препятствия от соседних зданий и окружающего рельефа за пределами зоны маски по-прежнему будут влиять на значения солнечного излучения, которые рассчитываются для определенных областей.
Топографические параметры
Анализ солнечного излучения использует во внутренних расчетах уклон и экспозицию склонов. По умолчанию инструмент Растр Солнечное излучение вычисляет эту информацию из входного растра поверхности, но ее также можно использовать в качестве входных данных для инструмента. Предоставление предварительно вычисленных растров с параметрами Входной растр уклонов и Входной растр экспозиции сокращает общее время вычисления и поможет вам при повторном выполнении анализа или анализе большой площади с высоким разрешением. Параметры Расстояние окрестности и Использовать адаптивную окрестность применяются, если не заданы входные растры уклона или экспозиции. Эти дополнительные параметры можно использовать для управления тем, как будет изучаться локальная изменчивость ландшафта входного растра поверхности. Дополнительную информацию о Расстоянии окрестности и Адаптивной окрестности, а также об их использовании см. в разделе Как работают параметры поверхности.
Расчет солнечного излучения для временных интервалов
По умолчанию инструмент вычисляет единое значение общей инсоляции за весь временной период. Поставьте отметку Вычислить инсоляцию для временных интервалов, чтобы рассчитать несколько значений излучения для указанного интервала на основе значений параметров Единица измерения временного интервала и Временной интервал. Суммарное излучение будет рассчитано для каждого интервала — ни один интервал не будет исключен или не возвратит частичные значения. Если в течение какого-то временного интервала солнечное излучение отсутствует, будет возвращено нулевое значение.
Интервалы вычисляются для указанных времени начала и времени окончания. Если общее время, указанное между временем начала и временем окончания, не делится поровну на временные интервалы, общая продолжительность будет увеличена, чтобы обеспечить требуемое количество временных отрезков. Например, если конфигурация времени была указана для 14 дней с интервалом в 3 дня, число интервалов будет увеличено, чтобы получить результат для времени и дней с 13 по 15. Первая запись всегда будет содержать время начала плюс интервал (time0 + timeinterval)). Интервалы основаны на заданном времени начала. Например, если время дня начала - 1/19/2023 05:00 PM UTC с интервалом в 1 день, интервал будет равным 24 часа с 5:00 PM до 5:00 PM следующего дня и продолжится до указанного времени окончания.
Исследование результатов солнечного излучения за определенный временной интервал
Результатом анализа временного интервала по умолчанию является многомерный растр в формате Esri Cloud Raster Format (CRF). Многомерный растр содержит переменную солнечного излучения (global_solar_radiation) и временное измерение для заданного интервала или временных срезов. Используйте многомерный растровый слой для изучения количества солнечного излучения за определенный временной промежуток. Контекстная вкладка Многомерные позволяет выбирать и отображать временные интервалы, а также получать доступ к инструментам и функциям, предназначенным для обработки многомерных растровых данных. Используйте диаграмму временного профиля для отображения и анализа многомерных растровых данных
На приведенном далее скриншоте показан пример солнечного излучения, получаемого крышами зданий, и график изменения объема солнечного излучения с течением времени для трех местоположений.
