Rayonnement solaire du raster (Outils Spatial Analyst)
Résumé
Calcule l’insolation solaire entrante de chaque cellule raster d’un modèle numérique de surface pour la Terre ou la Lune.
L’insolation solaire est calculée comme la quantité d’énergie de rayonnement solaire reçue par unité de surface sur une période donnée et est mesurée en kilowatts-heures par mètre carré (kWh/m2).
Utilisation
Le calcul de l’insolation peut s’avérer lourd pour les étendues de données volumineuses et de multiples intervalles temporels. Il peut nécessiter une puissance de calcul élevée, ainsi qu’un espace de disque dur important. Vous pouvez effectuer des exécutions préliminaires avec des données de résolution moindre ou un sous-ensemble des données pour vérifier que les paramètres sont corrects avant de lancer un calcul avec les données de résolution maximale.
La référence spatiale définie du paramètre Input surface raster (Raster de surface en entrée) indique si l’analyse concerne la Terre ou la Lune.
Le calcul du rayonnement solaire exige que la valeur d’environnement du Système de coordonnées en sortie soit dans un système de coordonnées projetées. Il est recommandé d’utiliser des données d’un système de coordonnées projetées exprimées en mètres. Si vous exécutez l’analyse avec un système de coordonnées sphériques, vous devez définir l’environnement du Système de coordonnées en sortie sur un système de coordonnées projetées valide.
Si le raster en entrée doit être ré-échantillonné, la technique bilinéaire sera utilisée. Un raster en entrée peut être ré-échantillonné par exemple lorsque le système de coordonnées en sortie, l’étendue ou la taille de cellule est différent(e) de celui ou celle en entrée.
L’heure d’été est prise en charge uniquement pour la Terre. Dans le cas de la Lune, les heures doivent être exprimées en UTC.
La valeur du paramètre End date and time (Date et heure de fin) doit être supérieure ou égale à la date de début. La période totale ne doit pas être supérieure à une année. Les heures de début et de fin peuvent s’étendre sur deux années calendaires.
Les valeurs de rayonnement en sortie sont calculées pour chaque intervalle temporel respectif. Si aucun rayonnement solaire n’est reçu pour un intervalle temporel, le résultat associé à la localisation concernée a une valeur de zéro.
Si la durée totale time spécifiée entre l’heure de début et l’heure de fin ne peut pas être divisée de manière égale par l’intervalle temporel, la durée totale est étendue en interne pour atteindre le nombre de tranches horaires requises. Par exemple, si le paramètre Time Interval (Intervalle temporel) est défini pour couvrir 3 jours, mais que la différence entre les heures de début et de fin couvre 8 jours, l’intervalle temporel est étendu à 9 jours. Aucun résultat partiel n’est renvoyé pour les intervalles temporels.
L’intervalle temporel minimal pour les données terrestres est de 30 minutes ; il doit être proportionnel à 30. L’intervalle temporel minimum pour les données lunaires est de deux heures et doit être proportionnel à 2.
Utilisez le paramètre Input analysis mask (Masque d’analyse en entrée) (
in_analysis_maskdans Python) pour limiter le raster en sortie aux seules localisations ou cellules définies par la zone de masque. Il est, de plus, essentiel de tenir compte de l’effet de la surface en dehors de la zone d’intérêt. Le masque peut être défini par des données raster ou d’entités.Le masque d’analyse n’affecte pas l’étendue de l’analyse utilisée pour les calculs. Cela signifie que la topographie ou les obstructions potentielles en dehors de la zone de masque ont une influence sur les valeurs de rayonnement solaire calculées pour les zones définies.
Si l’entrée de masque est un jeu de classes d’entités, elle est convertie en raster en interne, en utilisant la taille de cellule et l’alignement de cellule de la valeur du raster de surface en entrée par défaut.
Le fait de spécifier des rasters de pente et d’exposition en entrée permet d’améliorer les performances, surtout si l’outil est exécuté de manière répétée ou lors de l’analyse de jeux de données volumineux. Si les valeurs de raster de pente ou d’exposition en entrée ne sont pas fournies, les valeurs sont calculées à partir du raster de surface en entrée.
Le paramètre Neighborhood Distance (Distance de voisinage) (
neighborhood_distancedans Python) détermine la taille du voisinage et calcule le paramètre de surface sur cette distance à partir du centre de cellule cible. Sa valeur ne peut pas être inférieure à la taille de cellule raster en entrée.Une faible distance de voisinage capture davantage de variabilité locale dans le paysage, comme des caractéristiques d’entités de paysage plus petites. Avec des données d’élévation haute résolution, des distances plus importantes sont davantage appropriées.
Si le paramètre Use adaptive neighborhood (Utiliser le voisinage adaptatif) est activé (
use_adaptive_neighborhood = "ADAPTIVE_NEIGHBORHOOD"dans Python), la distance de voisinage change en fonction de la variabilité du terrain. La distance de voisinage diminue si la fenêtre de calcul présente une trop grande variabilité.La Lune de la Terre n’a pas d’atmosphère ; les paramètres de rayonnement que sont la proportion de diffusion et la transmittance ne sont pas pertinents pour l’analyse. Ainsi, le rayonnement solaire diffus entrant est égal à zéro et le rayonnement total est égal au rayonnement solaire direct.
La proportion de diffusion est la fraction du flux de rayonnement global qui est diffusée. Les valeurs sont comprises entre 0 et 1. Définissez cette valeur en fonction des conditions atmosphériques. En général, les valeurs sont 0,2 lorsque le ciel est très dégagé et 0,3 dans des conditions générales.
La transmittance est le rapport entre l’énergie qui atteint la surface de la Terre et celle qui est reçue à la limite supérieure de l’atmosphère. La plage de valeurs est comprise entre 0 (pas de transmission) et 1 (transmission totale). En général, les valeurs observées sont 0,6 ou 0,7 dans des conditions de ciel très clair et 0,5 dans des conditions de ciel normalement clair.
La transmittance a une relation inverse avec le paramètre de proportion de diffusion. Le fait de modifier ces valeurs peut affecter le résultat du modèle. L’identification des meilleures valeurs pour la zone d’intérêt dépend de plusieurs variables (telles que la localisation et le moment). Vous pouvez modifier ces valeurs pour comparer la manière dont elles affectent le résultat.
Le paramètre Sun Map Grid Level (Niveau de grille de la carte d’ensoleillement) contrôle la vitesse et la précision du calcul. Il ajuste la résolution des cellules de grille hexagonales qui serviront pour les calculs internes reposant sur le système d’indexation géospatiale H3.
Un niveau de grille plus petit crée moins de zones sur la carte d’ensoleillement, mais celles-ci sont plus grandes, ce qui diminue le temps d’exécution de l’outil. Un niveau de grille plus grand crée un nombre supérieur de zones de carte d’ensoleillement plus petites et améliore la précision du résultat.
Les valeurs valides du niveau de grille de la carte d’ensoleillement pour la Terre varient entre 5 et 7. Pour la Lune, les valeurs valides sont comprises entre 4 et 6.
Le niveau par défaut est déterminé par le raster de surface en entrée. Lors de l’analyse des données de surface sur la Terre, si la taille de cellule d’analyse est inférieure ou égale à 4 mètres, le niveau de grille par défaut est de 6. Si la taille de cellule est supérieure à 4 mètres, le niveau de grille par défaut s’élève à 5. Pour analyser des données de surface sur la Lune, le niveau par défaut est égal à 6.
Le tableau suivant montre la surface moyenne des cellules de grille hexagonales pour chaque niveau de carte d’ensoleillement, en kilomètres carrés :
Niveau
Terre
Lune
4
Sans objet
131,6
5
252,9 (par défaut > 4 m)
18,8
6
36,1 (par défaut < 4 m)
2,69 (par défaut)
7
5,16
Sans objet
S'il est installé sur votre système, le processeur graphique compatible peut accélérer cet outil et améliorer ses performances. Utilisez le paramètre Target device for analysis (Périphérique cible pour analyse) (
analysis_target_devicedans Python) pour indiquer si l’outil doit être exécuté sur le GPU ou l’UC.Reportez-vous à la rubrique Traitement GPU avec Spatial Analyst pour obtenir des détails sur les GPU compatibles, pour apprendre à configurer et à utiliser les périphériques GPU et pour des conseils de dépannage.
Lorsque le format raster en sortie est
.crf, cet outil prend en charge l’environnement de stockage raster Pyramide. Des pyramides seront créées dans la sortie par défaut. Pour tout autre format en sortie, cet environnement n’est pas pris en charge et aucune pyramide n’est créée.Reportez-vous à la rubrique Environnements d’analyse et Spatial Analyst pour plus d’informations sur les environnements de géotraitement qui s’appliquent à cet outil.
Ressources supplémentaires :
Acton, Charles A. 1996. "Ancillary data services of NASA's Navigation and Ancillary Information Facility." Planetary and Space Science Volume 44, Issue 1, January 1996, pp. 65–70. https://doi.org/10.1016/0032-0633(95)00107-7
Acton, Charles, Nathaniel Bachman, Boris Semenov et Edward Wright. 2018. "A look towards the future in the handling of space science mission geometry." Planetary and Space Science Volume 150, January 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), June 27, 2018. https://www.uber.com/blog/h3/
Paramètres
| Etiqueter | Explication | Type de données |
|---|---|---|
|
Raster de surface en entrée |
Raster de surface d’altitude en entrée. |
Raster Layer |
|
Date et heure de début |
Date et heure de début de l’analyse. |
Date |
|
Date et heure de fin |
Date et heure de fin de l’analyse. |
Date |
|
Masque d’analyse en entrée (Facultatif) |
Données en entrée définissant les localisations où l’analyse est effectuée. |
Composite Geodataset |
|
Input Slope Raster (Raster de pente en entrée) (Facultatif) |
Raster de pente en entrée utilisé lors du calcul du rayonnement solaire en sortie. Si cette entrée n’est pas spécifiée, l’outil calcule les valeurs de pente en interne à partir du raster de surface en entrée. Le fait d’indiquer cette valeur permet d’améliorer les performances, surtout si l’outil est exécuté de manière répétée ou lors de l’analyse de jeux de données volumineux. |
Raster Layer |
|
Raster d’exposition en entrée (Facultatif) |
Raster d’exposition en entrée utilisé lors du calcul du rayonnement solaire en sortie. Si cette entrée n’est pas spécifiée, l’outil calcule les valeurs d’exposition en interne à partir du raster de surface en entrée. Le fait d’indiquer cette valeur permet d’améliorer les performances, surtout si l’outil est exécuté de manière répétée ou lors de l’analyse de jeux de données volumineux. |
Raster Layer |
|
Raster de rayonnement direct en sortie (Facultatif) |
Raster en sortie correspondant à la valeur du rayonnement solaire direct entrant pour chaque localisation. La sortie est exprimée en kilowattheures par mètre carré (kWh/m2). |
Raster Dataset |
|
Raster de rayonnement diffus en sortie (Facultatif) |
Raster en sortie correspondant au rayonnement solaire entrant diffusé par le ciel, les couches de l’atmosphère et d’autres éléments environnants. La sortie est exprimée en kilowattheures par mètre carré (kWh/m2). |
Raster Dataset |
|
Raster de durée en sortie (Facultatif) |
Raster en sortie correspondant à la durée du rayonnement solaire direct entrant. La sortie est exprimée en heures. |
Raster Dataset |
|
Fuseau horaire (Facultatif) |
Fuseau horaire utilisé pour les heures de début et de fin. Le temps universel coordonné (UTC) est le fuseau horaire par défaut.
|
String |
|
Régler les heures sur l’heure d’été (Facultatif) |
Indique si la configuration temporelle en entrée est ajustée en fonction de l’heure d’été. Ce paramètre ne s’applique pas pour l’analyse sur la Lune.
|
Boolean |
|
Calculer l’insolation pour les intervalles temporels (Facultatif) |
Indique s’il faut calculer une seule valeur d’insolation totale pour la totalité de la configuration temporelle ou plusieurs valeurs de rayonnement pour l’intervalle spécifié.
|
Boolean |
|
Unité de l’intervalle temporel (Facultatif) |
Spécifie l’unité de temps utilisée pour le calcul des valeurs de rayonnement solaire sur la totalité de la configuration temporelle. Ce paramètre est disponible uniquement lorsque le paramètre Calculate insolation for time intervals (Calculer l’insolation pour les intervalles temporels) est activé.
|
String |
|
Intervalle temporel (Facultatif) |
Valeur de la durée des intervalles. La valeur par défaut dépend de l’unité de l’intervalle spécifiée. La valeur par défaut de chaque unité disponible est indiquée dans la liste ci-dessous.
|
Long |
|
Distance du voisinage (Facultatif) |
Distance à partir du centre de cellule cible pour lequel la valeur d’insolation en sortie doit être calculée. Elle détermine la taille du voisinage. La valeur par défaut est la taille de cellule du raster de surface en entrée, soit un voisinage de 3 par 3. |
Linear Unit |
|
Utiliser le voisinage adaptatif (Facultatif) |
Spécifie si la distance de voisinage varie selon les changements (variations) du paysage. La distance maximale est déterminée par la distance de voisinage. La distance minimale correspond à la taille de cellule du raster en entrée.
|
Boolean |
|
Type de modèle de diffusion (Facultatif) |
Spécifie le type de modèle de rayonnement diffus utilisé.
|
String |
|
Proportion de diffusion (Facultatif) |
Proportion du flux du rayonnement normal global qui est diffusé. Les valeurs sont comprises entre 0 et 1. Définissez cette valeur en fonction des conditions atmosphériques. La valeur par défaut est de 0,3 pour des conditions de ciel dégagé. |
Double |
|
Transmittance (Facultatif) |
Fraction du rayonnement traversant l'atmosphère (moyennée sur toutes les longueurs d'onde). La plage de valeurs est comprise entre 0 (pas de transmission) et 1 (transmission totale). La valeur par défaut est de 0,5 pour des conditions de ciel dégagé. |
Double |
|
Périphérique cible pour l’analyse (Facultatif) |
Spécifie le périphérique utilisé pour procéder au calcul.
|
String |
|
Niveau de grille de la carte d’ensoleillement (Facultatif) |
Résolution utilisée pour générer les cellules de grille hexagonales H3 utilisées pour les calculs internes. Une valeur de niveau de grille plus petite crée un nombre inférieur de zones de carte d’ensoleillement plus grandes et diminue le temps d’exécution de l’outil. Un niveau de grille plus grand crée un nombre supérieur de zones de carte d’ensoleillement plus petites et améliore la précision du résultat. Les valeurs valides du niveau de grille de la carte d’ensoleillement pour la Terre varient entre 5 et 7. Pour la Lune, les valeurs valides sont comprises entre 4 et 6. Par défaut, le niveau de grille est déterminé par le raster de surface en entrée. Lors de l’analyse des données de surface sur la Terre, si la taille de cellule d’analyse est inférieure ou égale à 4 mètres, le niveau de grille par défaut est de 6. Si la taille de cellule d’analyse est supérieure à 4 mètres, le niveau de grille par défaut s’élève à 5. Pour analyser des données de surface sur la Lune, le niveau de grille par défaut est égal à 6. |
Long |
Valeur de retour
| Etiqueter | Explication | Type de données |
|---|---|---|
|
Raster de rayonnement solaire en sortie |
Raster en sortie correspondant au rayonnement solaire total reçu par unité de surface sur la surface en entrée. La sortie est exprimée en kilowattheures par mètre carré (kWh/m2). |
Raster |
Environnements
Taille de cellule, Cell Size Projection Method (Méthode de projection de la taille de cellule), Espace de travail courant, Prendre en compte l’heure d’été, Etendue, Transformations géographiques, ID GPU, Masque, Système de coordonnées en sortie, Facteur de traitement parallèle, Type de processeur, Pyramide, Espace de travail temporaire, Raster de capture, Fuseau horaire
Informations de licence
- Basic: Nécessite Spatial Analyst
- Standard: Nécessite Spatial Analyst
- Advanced: Nécessite Spatial Analyst