Radiación solar de ráster (Herramientas de Spatial Analyst)
Resumen
Calcula la insolación solar entrante para cada celda ráster de un modelo digital de superficie para la Tierra o la Luna.
La insolación solar se calcula como la cantidad de energía de radiación solar recibida por unidad de área durante un período de tiempo y se mide en unidades, kilovatios hora por metro cuadrado (kWh/m2).
Más información sobre cómo funciona Radiación solar de ráster
Uso
Calcular la insolación puede ser un proceso computacional intensivo para grandes extensiones de datos y al calcular muchos intervalos de tiempo. Esto puede requerir mucha potencia de cómputo y espacio en el disco duro. Puede realizar ejecuciones preliminares con datos a una resolución más aproximada o un subconjunto de datos para asegurarse de que la configuración sea correcta antes de realizar una ejecución con los datos a resolución completa.
La referencia espacial definida del parámetro Ráster de superficie de entrada especifica si el análisis será para la Tierra o la Luna.
El cómputo de la radiación solar requiere que el valor de entorno del sistema de coordenadas de salida esté en un sistema de coordenadas proyectadas (PCS). Se recomienda que los datos estén en un PCS con unidades de metros. Si ejecuta el análisis con un sistema de coordenadas esféricas, debe configurar el entorno del sistema de coordenadas de salida en un PCS válido.
Cuando el ráster de entrada se deba remuestrear, se utilizará la técnica bilineal. Un ejemplo en el que se debe remuestrear un ráster de entrada se produce cuando el sistema de coordenadas de salida, la extensión o el tamaño de celda es diferente del de entrada.
El horario de verano solo se admite para la Tierra. Para la Luna, las horas deben especificarse en UTC.
El valor del parámetro Fecha y hora de finalización debe ser igual o mayor que la fecha de inicio. El intervalo de tiempo total no deberá ser superior a un año. Las fechas de inicio y finalización pueden cruzar el año calendario.
Los valores de radiación de salida se calcularán para cada intervalo de tiempo respectivo. Si no se recibió radiación solar durante un intervalo de tiempo, el resultado para esa ubicación tendrá un valor de cero.
Si el tiempo total especificado entre las fechas de inicio y finalización no es divisible por igual por el intervalo de tiempo, la duración total se ampliará internamente para proporcionar la cantidad requerida de intervalos de tiempo. Por ejemplo, si el parámetro Intervalo de tiempo está configurado para cubrir tres días, pero la diferencia entre las fechas de inicio y finalización especificadas cubre ocho días, el intervalo de tiempo se ampliará a nueve días. No se devolverán resultados de tiempo parciales.
El intervalo de tiempo mínimo para los datos de la Tierra es de 30 minutos y debe ser proporcional a 30. El intervalo de tiempo mínimo para los datos lunares es de dos horas y debe ser proporcional a 2.
Utilice el parámetro Máscara de análisis de entrada (
in_analysis_masken Python) para limitar el ráster de salida solo a las ubicaciones o celdas definidas por el área de la máscara. Además, es importante considerar el efecto de la superficie fuera de su área de interés. La máscara se puede definir mediante datos de entidad o ráster.La máscara de análisis no afecta a la extensión del análisis utilizada para los cálculos. Esto significa que la topografía o las posibles obstrucciones fuera del área de la máscara influirán en los valores de radiación solar que se calculan para las áreas definidas.
Si la entrada de máscara es un dataset de entidades, se convertirá internamente a un ráster utilizando de forma predeterminada el tamaño de celda y la alineación de celda del valor de ráster de superficie de entrada.
Especificar rásteres de pendiente y orientación precalculados como entrada mejorará el rendimiento, especialmente si la herramienta se ejecutará repetidamente o al analizar datasets más grandes. Si no se proporcionan los valores de ráster de orientación o pendiente de entrada, los valores se calcularán a partir del ráster de superficie de entrada.
El parámetro Distancia de vecindad (
neighborhood_distanceen Python) determina el tamaño de la vecindad y calcula el parámetro de superficie a lo largo de esta distancia desde el centro de la celda de destino. El valor no puede ser menor que el tamaño de celda ráster de entrada.Una distancia de vecindad pequeña captura más variabilidad local en el paisaje, como en las características de las entidades de paisaje más pequeñas. Si se dispone de datos de elevación de alta resolución, es más adecuado utilizar distancias mayores.
Si el parámetro Utilizar vecindad adaptable está activado (
use_adaptive_neighborhood = "ADAPTIVE_NEIGHBORHOOD"en Python), la distancia de vecindad cambiará con la variabilidad del terreno. La distancia de vecindad se reducirá si existe demasiada variabilidad en la ventana de cálculo.La Luna de la Tierra no tiene atmósfera; los parámetros de radiación proporción difusa y transmisividad no son relevantes durante el análisis. Como resultado, la radiación solar difusa entrante es cero y la radiación total es igual a la radiación solar directa.
La proporción difusa es la fracción del flujo de radiación normal global que es difusa. Los valores varían de 0 a 1. Defina este valor de acuerdo con las condiciones atmosféricas. Los valores típicos son 0,2 para las condiciones de cielo muy despejado y 0,3 para las condiciones de cielo despejado en general.
La transmisividad es la relación entre la energía que llega a la superficie terrestre con respecto a la que se recibe en el límite superior de la atmósfera. Los valores varían de 0 (sin transmisión) a 1 (transmisión completa). Los valores que se observan habitualmente son 0,6 o 0,7 para condiciones de cielo muy despejado y 0,5 para un cielo generalmente despejado.
La transmisividad tiene una relación inversa con el parámetro de proporción difusa. La modificación de estos valores puede afectar el resultado del modelo. Identificar los mejores valores para el área de interés depende de varias variables (como la ubicación y el tiempo). Puede cambiar estos valores para comparar cómo afectan el resultado.
El parámetro Nivel de cuadrícula del mapa solar controla la velocidad y precisión del cómputo. Ajusta la resolución de las celdas de la cuadrícula hexagonal que se utilizarán para los cálculos internos, basándose en el [sistema de indexación geoespacial H3] (https://links.esri.com/help/geoprocessing/spatial-analyst/solar/h3geo-org).
Un nivel de cuadrícula más bajo crea menos áreas de mapa solar más grandes y reduce el tiempo de ejecución de la herramienta. Un nivel de cuadrícula más alto crea mapas solares más pequeños, lo que mejora la precisión del resultado.
Los valores válidos del nivel de cuadrícula del mapa solar para la Tierra oscilan entre 5 y 7. Para la Luna, el rango de valores válido es de 4 a 6.
El nivel predeterminado está determinado por el ráster de superficie de entrada. Al analizar datos de la superficie de la Tierra, si el tamaño de celda de análisis es menor o igual a 4 metros, el nivel de cuadrícula predeterminado es 6. Si el tamaño de celda es superior a 4 metros, el nivel de cuadrícula predeterminado es 5. Para analizar datos de la superficie de la Luna, el nivel predeterminado es 6.
La siguiente tabla muestra el área promedio de las celdas de la cuadrícula hexagonal para cada nivel del mapa solar, en unidades de kilómetros cuadrados:
Nivel
Tierra
Luna
4
No aplicable
131,6
5
252,9 (valor predeterminado > 4 m)
18,8
6
36,1 (valor predeterminado < 4 m)
2,69 (valor predeterminado)
7
5,16
No aplicable
Esta herramienta se puede agilizar mediante una GPU, lo que significa que si en el sistema hay disponible una unidad de procesamiento de gráficos (GPU), se utilizará para mejorar el rendimiento de la herramienta. Utilice el parámetro Dispositivo objetivo para el análisis (
analysis_target_deviceen Python) para controlar si la GPU o la CPU se utilizarán para ejecutar la herramienta.Consulte Procesamiento de GPU con Spatial Analyst para obtener más información sobre GPU compatibles, configurar y trabajar con dispositivos GPU, así como sugerencias de solución de problemas.
Cuando el formato de ráster de salida es
.crf, esta herramienta admite el entorno de almacenamiento ráster Pirámide. De forma predeterminada, se crearán pirámides en la salida. Para cualquier otro formato de salida, este entorno no es compatible y no se crearán pirámides.Consulte Entornos de análisis y Spatial Analyst para obtener detalles adicionales sobre los entornos de geoprocesamiento válidos para esta herramienta.
Recursos adicionales:
Acton, Charles A. 1996. "Ancillary data services of NASA's Navigation and Ancillary Information Facility". Planetary and Space Science Volumen 44, número 1, enero de 1996, pp. 65–70. https://doi.org/10.1016/0032-0633(95)00107-7
Acton, Charles, Nathaniel Bachman, Boris Semenov y Edward Wright. 2018. "A look towards the future in the handling of space science mission geometry." Planetary and Space Science Volumen 150, enero de 2018, pp. 9–12. https://doi.org/10.1016/j.pss.2017.02.013
Brodsky, Isaac. 2018. "Uber's Hexagonal Hierarchical Spatial Index H3." Engineering (blog), 27 de junio de 2018. https://www.uber.com/blog/h3/
Parámetros
| Etiqueta | Explicación | Tipo de datos |
|---|---|---|
|
Ráster de superficie de entrada |
El ráster de superficie de elevación de entrada. |
Raster Layer |
|
Fecha y hora de inicio |
La fecha y hora de inicio del análisis. |
Date |
|
Fecha y hora de finalización |
La fecha y hora de finalización del análisis. |
Date |
|
Máscara de análisis de entrada (Opcional) |
Los datos de entrada que definen las ubicaciones en las que se producirá el análisis. |
Composite Geodataset |
|
Ráster de pendiente de entrada (Opcional) |
El ráster de pendiente de entrada que se utilizará al calcular la radiación solar de salida. Si no se especifica esta entrada, la herramienta calculará los valores de pendiente internamente a partir del ráster de superficie de entrada. Proporcionar este valor mejorará el rendimiento, especialmente si la herramienta se ejecutará repetidamente o al analizar datasets más grandes. |
Raster Layer |
|
Ráster de orientación de entrada (Opcional) |
El ráster de orientación de entrada que se utilizará al calcular la radiación solar de salida. Si no se especifica esta entrada, la herramienta calculará los valores de orientación internamente a partir del ráster de superficie de entrada. Proporcionar este valor mejorará el rendimiento, especialmente si la herramienta se ejecutará repetidamente o al analizar datasets más grandes. |
Raster Layer |
|
Ráster de radiación directa de salida (Opcional) |
El ráster de salida que representa el valor de radiación solar entrante directa para cada ubicación. La salida tiene unidades de kilovatios hora por metro cuadrado (kWh/m2). |
Raster Dataset |
|
Ráster de radiación difusa de salida (Opcional) |
El ráster de salida que representa la radiación solar entrante que se difunde por el cielo, las capas de la atmósfera y otros alrededores. La salida tiene unidades de kilovatios hora por metro cuadrado (kWh/m2). |
Raster Dataset |
|
Ráster de duración directa de salida (Opcional) |
El ráster de salida que representa la duración de la radiación solar entrante directa. La salida tiene unidades de horas. |
Raster Dataset |
|
Zona horaria (Opcional) |
La zona horaria que se utilizará para la hora de inicio y finalización. De forma predeterminada es Tiempo Universal Coordinado (UTC).
|
String |
|
Ajustar las horas para el horario de verano (Opcional) |
Especifica si la configuración de hora de entrada se ajustará al horario de verano. Este parámetro no es aplicable para análisis en la Luna.
|
Boolean |
|
Calcular la insolación por intervalos de tiempo (Opcional) |
Especifica si se calculará un solo valor de insolación total para toda la configuración de tiempo o si se calcularán múltiples valores de radiación para el intervalo especificado.
|
Boolean |
|
Unidad de intervalo de tiempo (Opcional) |
Especifica la unidad de tiempo que se utilizará para calcular los valores de radiación solar durante toda la configuración de tiempo. Este parámetro solo está disponible cuando el parámetro Calcular la insolación por intervalos de tiempo está activado.
|
String |
|
Intervalo de tiempo (Opcional) |
El valor de la duración o tiempo entre intervalos. El valor predeterminado depende de la unidad de intervalo especificada. El valor predeterminado para cada una de las unidades disponibles se enumera a continuación.
|
Long |
|
Distancia de vecindad (Opcional) |
La distancia desde el centro de la celda de destino para la que se calculará el valor de insolación de salida. Determina el tamaño de la vecindad. El valor predeterminado es el tamaño de celda ráster de la superficie entrada, que da lugar a una vecindad de 3 por 3. |
Linear Unit |
|
Utilizar vecindad adaptable (Opcional) |
Especifica si la distancia de vecindad variará con los cambios del paisaje (adaptable). La distancia máxima viene determinada por la distancia de vecindad. La distancia mínima es el tamaño de celda ráster de entrada.
|
Boolean |
|
Tipo de modelo difuso (Opcional) |
Especifica el tipo de modelo de radiación difusa que se utilizará.
|
String |
|
Proporción difusa (Opcional) |
La proporción del flujo de radiación normal global que es difusa. Los valores varían de 0 a 1. Defina este valor de acuerdo con las condiciones atmosféricas. El valor predeterminado es 0,3 para condiciones de cielo generalmente claro. |
Double |
|
Transmisividad (Opcional) |
La fracción de la radiación que pasa a través de la atmósfera (promediada para todas las longitudes de onda). Los valores varían de 0 (sin transmisión) a 1 (transmisión completa). El valor predeterminado es 0,5 para un cielo generalmente claro. |
Double |
|
Dispositivo objetivo para el análisis (Opcional) |
Especifica el dispositivo que se utilizará para realizar el cálculo.
|
String |
|
Nivel de cuadrícula del mapa solar (Opcional) |
La resolución que se utilizará para generar las celdas de la cuadrícula hexagonal H3 utilizadas para los cálculos internos. Un valor de nivel de cuadrícula más bajo crea menos áreas de mapa solar más grandes y reduce el tiempo de ejecución de la herramienta. Un nivel de cuadrícula más alto crea mapas solares más pequeños, lo que mejora la precisión del resultado. Los valores válidos del nivel de cuadrícula del mapa solar para la Tierra oscilan entre 5 y 7. Para la Luna, el rango de valores válido es de 4 a 6. De forma predeterminada, el nivel de cuadrícula está determinado por el ráster de superficie de entrada. Al analizar datos de la superficie de la Tierra, si el tamaño de celda de análisis es menor o igual a 4 metros, el nivel de cuadrícula predeterminado es 6. Si el tamaño de celda del análisis es superior a 4 metros, el nivel de cuadrícula predeterminado es 5. Para analizar datos de la superficie de la Luna, el nivel de cuadrícula predeterminado es 6. |
Long |
Valor de retorno
| Etiqueta | Explicación | Tipo de datos |
|---|---|---|
|
Ráster de radiación solar de salida |
El ráster de salida que representa la cantidad total de radiación solar recibida por unidad de área en la superficie de entrada. La salida tiene unidades de kilovatios hora por metro cuadrado (kWh/m2). |
Raster |
Entornos
Tamaño de celda, Método de proyección de tamaño de celda, Espacio de trabajo actual, Ajustar al horario de verano, Extensión, Transformaciones geográficas, Id. de GPU, Máscara, Sistema de coordenadas de salida, Factor de procesamiento en paralelo, Tipo de procesador, Pirámide, Espacio de trabajo temporal, Alinear ráster, Zona horaria
Información de licenciamiento
- Basic: Requiere Spatial Analyst
- Standard: Requiere Spatial Analyst
- Avanzado: Requiere Spatial Analyst