【ArcGIS工具箱】69.太阳辐射——太阳辐射区域

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• 1、概念：

太阳辐射区域工具用于计算和分析整个地理区域内太阳辐射分布情况。该工具基于数字高程模型DEM数据（建议数据采用投影坐标系统，即单位为米），通过模拟太阳在天空中的运动轨迹和地表的地形特征，来估算每个位置在特定时间段内接收到的太阳辐射量。

需要注意的是，计算日照量会非常耗时，计算大型的数字高程模型 (DEM) 可能需要数小时，而计算超大型的 DEM 可能需要数天。建议先使用较粗糙的分辨率或数据子集进行测试运行工作，以在使用全分辨率数据提交运行指令前确保设置的正确性。

出辐射栅格数据将始终为浮点型，并且单位为瓦特小时每平方米 (WH/m2)。输出直接辐射持续时间栅格数据是以小时为单位的整型。

• 2、工具：

• 纬度：为可选项，北半球为正值。如果输入数据包含空间参考信息，系统会自动计算平均纬度，否则，将默认设置为45°；
• 天空大小/分辨率：为可选项，辐射计算中使用的视域、天空图和太阳图栅格数据的分辨率（单位：每边像元数）。这些是天空的仰视半球栅格表示，没有地理坐标系。这些栅格为正方形（行和列数相等）。默认情况下系统会创建200×200单元的栅格。增加天空大小会提高计算精度，但也会显著增加计算时间；
• 时间配置：为可选项，用于指定计算太阳辐射的时段；
• 间隔天数：为可选项，设置用于计算太阳图天空分区一年中的时间间隔，单位为天，默认值为14天。增加分辨率可获得更精确的结果。如果间隔天数的设置较小，则应使用较大的天空大小；
• 间隔小时数：为可选项，设置用于计算太阳图天空分区一天中的时间间隔，单位为小时，默认值为0.5；
• z因子：如果选择使用球面坐标系运行分析，需要为该纬度指定一个适当的 z 因子；
• 计算方向：计算视域时使用的方位角方向数。因为视域计算可能极为耗时，因此只针对指定的计算方向数跟踪视角。有效值必须是 8 的倍数（8、16、24、32，依此类推）。通常，值 8 或 16 适合于地形平缓的区域，而值 32 （默认值）适合于复杂地形；

• 散射比例：总正常辐射通量的散射部分。值的范围介于 0 到 1 之间。应根据大气条件设置该值。天空非常晴朗的条件下，典型值为 0.2，而天空一般晴朗的条件下，典型值为 0.3；

• 透射率：大气层的一种属性，表现为到达地球表面的能量（所有波长的平均值）与大气上边缘接收到的能量（大气圈外）的比率。值的范围介于 0（无透射）到 1（完全透射）之间。通常，在天空非常晴朗的条件下，观测值为 0.6 或 0.7；在天空普通晴朗的条件下，观测值为 0.5。透射率与散射比例参数成反比关系。

  
  

另外，除了总辐射栅格数据（Global_Radiation_Raster），还可以选择输出以下数据：

• Direct_Radiation_Raster：表示每个位置的直射入射的太阳辐射的输出栅格，输出单位为瓦特小时每平方米 (WH/m2)；

• Diffuse_Radiation_Raster：表示每个位置的散射入射的太阳辐射的输出栅格，输出单位为瓦特小时每平方米 (WH/m2)；
  

• Direct_Duration_Raster：表示直射入射太阳辐射的持续时间的输出栅格，输出单位为小时。

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