Растр Солнечное излучение (Инструменты Spatial Analyst)
Краткая информация
Вычисляет входящую солнечную инсоляцию для каждой ячейки растра цифровой модели местности Земли или Луны
Солнечная инсоляция вычисляется как количество энергии солнечного излучения, получаемой на единицу площади в течение определенного количества времени и измеряется в единицах, киловатт-часах на квадратный метр (кВтч/м2).
Подробнее о том, как работает Растр солнечное излучение(how-raster-solar-radiation-works.md)
Использование
Расчет инсоляции может потребовать больших вычислительных ресурсов для больших объемов данных и при расчете большого количества временных интервалов. Для этого может потребоваться много вычислительной мощности и места на жестком диске. Вы можете выполнить предварительные запуски с данными с более грубым разрешением или с поднабором данных, чтобы убедиться в правильности настроек перед выполнением запуска с данными с максимальным разрешением.
Заданная пространственная привязка параметра Входной растр поверхности определяет, будет ли анализ проводиться для Земли или для Луны.
Для вычисления солнечной радиации требуется, чтобы значение параметра среды Выходная система координат находилось в системе координат проекции (PCS). Рекомендуется использовать данные в системе координат проекции с единицами измерения – метрами. Если вы запускаете анализ со сферической системой координат, необходимо задать для параметра среды Выходная система координат допустимую PCS.
Когда возникает необходимость пересчитать входной растр, используется метод билинейной интерполяции. Например, входной растр может быть пересчитан, когда выходные система координат, экстент или размер ячеек отличаются от входных.
Переход на летнее время поддерживается только для Земли. Для Луны время должно быть указано в UTC.
Значение параметра Дата и время окончания должно быть равно или больше начальной даты. Общий промежуток времени не должен превышать один год. Даты начала и окончания могут совпадать с календарным годом.
Значения выходного излучения будут рассчитаны для каждого соответствующего временного интервала. Если в течение некоторого промежутка времени солнечное излучение не поступало, результат для этого местоположения будет иметь нулевое значение.
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 параметр Временной интервал установлен на три дня, но разница между указанным временем начала и окончания составляет восемь дней, временной интервал будет увеличен до девяти дней. Частичные результаты по времени возвращены не будут.
Минимальный временной интервал для данных Земли составляет 30 минут и должен быть пропорционален 30. Минимальный временной интервал для получения лунных данных составляет 4 часа и должен быть пропорционален 2.
Используйте параметр Входная маска анализа (
in_analysis_maskв Python), чтобы ограничить выходной растр только местоположениями или ячейками, определенными областью маски. Кроме того, важно учитывать влияние поверхности за пределами вашей области интереса. Маска может быть определена как растровыми, так и векторными данными.Маска анализа не влияет на экстент анализа, используемый для вычислений. Это означает, что топография или потенциальные препятствия за пределами области маски будут влиять на значения солнечного излучения, рассчитанные для определенных областей.
Если входные данные маски представляют собой набор классов объектов, они будут внутренне преобразованы в растр с использованием размера ячейки и выравнивания ячейки из значения входного растра поверхности по умолчанию.
Указание предварительно рассчитанных растров уклона и экспозиции в качестве входных данных повысит производительность, особенно если инструмент будет запускаться повторно или при анализе больших наборов данных. Если значения входного растра уклона или экспозиции не указаны, значения будут рассчитаны на основе входного растра поверхности.
Параметр **Расстояние окрестности ** (
neighborhood_distanceв Python) определяет размер окрестности и рассчитывает параметр поверхности на этом расстоянии от центра целевой ячейки. Значение не может быть меньше, чем размер ячейки входного растра.Меньшее расстояние окрестности захватывает большую локальную вариабельность ландшафта, например, характеристики меньших объектов ландшафта. Для высотных данных высокого разрешения большие расстояния могут быть более подходящими.
Если отметить Использовать адаптивную окрестность (
use_adaptive_neighborhood = "ADAPTIVE_NEIGHBORHOOD"в Python), расстояние окрестности будет меняться в соответствии с изменчивостью местности. Расстояние окрестности будет уменьшаться, если в окне вычисления будет слишком большая изменчивость.Луна не имеет атмосферы, поэтому параметры рассеяния излучения и коэффициент пропускания не имеют значения при выполнении анализа. В результате поступающее рассеянное солнечное излучение равно нулю, а общее излучение равно прямому солнечному излучению.
Доля рассеивания – это часть общего нормального потока излучения, которая рассеивается. Значения находятся в диапазоне от 0 до 1. Задайте это значение в соответствии с атмосферными условиями. Типичные значения – это 0.2 для очень ясного неба и 0.3 – для, в целом, ясного неба.
Удельный коэффициент пропускания представляет собой соотношение энергии, достигающей поверхности земли, к энергии, полученной на верхней границе атмосферы. 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.
Пропускная способность обратно пропорциональна параметру доли рассеивания. Изменение этих значений может повлиять на результат моделирования. Определение наилучших значений для области интереса зависит от нескольких переменных (таких как местоположение и время). Вы можете изменить эти значения, чтобы сравнить, как они влияют на результат.
Параметр Уровень сетки карты солнечного освещения определяет скорость и точность вычислений. Он регулирует разрешение ячеек шестиугольной сетки, которые будут использоваться для внутренних расчетов, на основе системы геопространственной индексации H3.
Более низкий уровень сетки создает меньше больших областей карты солнечного освещения и уменьшает время работы инструмента. Более высокий уровень сетки создает более мелкие карты солнечного освещения, повышая точность результата.
Допустимые значение уровня сетки карты солнечного освещения для Земли - от 5 до 7. Допустимые для Луны значения находятся в диапазоне от 4 до 6.
Уровень по умолчанию определяется растром входной поверхности. При анализе данных о поверхности Земли, в случае, если размер ячейки анализа меньше или равен 4 метрам, уровень сетки по умолчанию равен 6. Если размер ячейки превышает 4 метра, уровень сетки по умолчанию равен 5. Для анализа данных на Луне уровень по умолчанию равен 6.
В следующей таблице показана средняя площадь ячеек шестиугольной сетки для каждого уровня карты солнечного излучения в квадратных километрах:
Уровень
Земля
Луна
4
Не применяется
131.6
5
252.9 (по умолчанию > 4m)
18.8
6
36.1 (по умолчанию < 4m)
2.69 (по умолчанию)
7
5.16
Не применяется
Этот инструмент может быть ускорен с помощью графического процессора, то есть если в вашей системе доступен совместимый графический процессор (GPU), он будет использоваться для повышения производительности инструмента. Используйте параметр Целевое устройство для анализа (
analysis_target_deviceв Python), чтобы определить, будет ли GPU или CPU использоваться для запуска инструмента.Дополнительные сведения о совместимых GPU, настройке и работе с устройствами GPU, а также советы по устранению неполадок см. в Работа GPU с Spatial Analyst
Если формат выходного растра
.crf, этот инструмент поддерживает параметр среды хранения растровых изображений Пирамида. Пирамиды будут созданы в выходных данных по умолчанию. Для любого другого формата вывода этот параметр среды не поддерживается, и пирамиды создаваться не будут.См. раздел Параметры среды анализа и Spatial Analyst для получения дополнительной информации о параметрах среды геообработки, применимых к этому инструменту.
Дополнительные источники:
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, and 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 (блог), 27 июня 2018 года. https://www.uber.com/blog/h3/
Параметры
| Подпись | Объяснение | Тип данных |
|---|---|---|
|
Растр входной поверхности |
Входной растр рельефа поверхности. |
Raster Layer |
|
Дата и время начала |
Дата и время начала анализа. |
Date |
|
Дата и время окончания |
Дата и время окончания анализа. |
Date |
|
Входная маска анализа (Дополнительный) |
Входные данные, задающие местоположения, где будет выполняться анализ. |
Composite Geodataset |
|
Входной растр уклонов (Дополнительный) |
Входной растр уклона, который будет использоваться при расчете выходных данных солнечного излучения. Если эти входные данные не указаны, инструмент вычислит значения уклона на основе входного растра поверхности. Указание этого значения повысит производительность, особенно если инструмент будет запускаться повторно или при анализе больших наборов данных. |
Raster Layer |
|
Входной растр экспозиции (Дополнительный) |
Входной растр экспозиции, который будет использоваться при расчете выходных данных солнечного излучения. Если эти входные данные не указаны, инструмент вычислит значения экспозиции на основе входного растра поверхности. Указание этого значения повысит производительность, особенно если инструмент будет запускаться повторно или при анализе больших наборов данных. |
Raster Layer |
|
Выходной растр направленного излучения (Дополнительный) |
Выходной растр, представляющий значение поступающего прямого солнечного излучения для каждого местоположения. Выходные данные измеряются в киловатт-часах на квадратный метр (кВтч/м2). |
Raster Dataset |
|
Выходной растр диффузного излучения (Дополнительный) |
Выходной растр, представляющий входящее солнечное излучение, рассеиваемое небом, слоями атмосферы и другими объектами. Выходные данные измеряются в киловатт-часах на квадратный метр (кВтч/м2). |
Raster Dataset |
|
Выходной растр продолжительности прямого излучения (Дополнительный) |
Выходной растр, представляющий продолжительность поступающего прямого солнечного излучения. Единицы измерения выходных данных – часы. |
Raster Dataset |
|
Часовой пояс (Дополнительный) |
Часовой пояс, который будет использоваться для времени начала и окончания. По умолчанию, это всемирное координированное время (UTC).
|
String |
|
Применять переход на летнее время (Дополнительный) |
Задает, будет ли конфигурация входного времени скорректирована с учетом перехода на летнее время. Этот параметр неприменим для анализа на Луне.
|
Boolean |
|
Вычислить инсоляцию для временных интервалов (Дополнительный) |
Указывает, будет ли вычисляться одно значение общей инсоляции для всей временной конфигурации или для указанного интервала будет рассчитываться несколько значений радиации.
|
Boolean |
|
Единицы измерения временного интервала (Дополнительный) |
Задает единицы времени, которые будут использоваться для вычисления значений солнечной радиации за всю временную конфигурацию. Этот параметр доступен только при включении параметра Вычислить инсоляцию для временных интервалов.
|
String |
|
Временной интервал (Дополнительный) |
Значение длительности или времени между интервалами. Значение по умолчанию зависит от заданной единицы измерения интервала. Значения по умолчанию для каждой единицы измерения перечислены ниже.
|
Long |
|
Расстояние окрестности (Дополнительный) |
Расстояние от центра целевой ячейки, для которого будет рассчитано выходное значение инсоляции. Оно определяет размер окрестности. Значением по умолчанию является размер ячейки входного растра поверхности, в результате чего получается окрестность 3 на 3. |
Linear Unit |
|
Использовать адаптивную окрестность (Дополнительный) |
Указывает, будет ли расстояние до окрестности меняться в зависимости от изменений ландшафта (адаптивное). Максимальное расстояние определяется расстоянием окрестности. Минимальное расстояние - это размер ячейки входного растра.
|
Boolean |
|
Тип модели диффузности (Дополнительный) |
Задает тип модели рассеивания радиации, который будет использоваться.
|
String |
|
Пропорции диффузности (Дополнительный) |
Доля совокупного потока радиации, которая рассеивается. Значения находятся в диапазоне от 0 до 1. Задайте это значение в соответствии с атмосферными условиями. Значение по умолчанию равно 0.3 и соответствует, в целом, ясному небу. |
Double |
|
Удельный коэффициент пропускания (Дополнительный) |
Доля радиации, проходящей через атмосферу (усредненная для всех длин волн). Значения находятся в диапазоне от 0 (нет пропускания) до 1 (полное пропускание радиации). Значение по умолчанию равно 0.5 и соответствует, в целом, ясному небу. |
Double |
|
Целевое устройство для анализа (Дополнительный) |
Указывает устройство, которое будет использоваться для выполнения вычисления.
|
String |
|
Уровень сетки карты солнечного освещения (Дополнительный) |
Разрешение, которое будет использоваться для создания ячеек шестиугольной сетки H3, используемых для внутренних вычислений. Значение более низкого уровня сетки создает меньше больших областей карты солнечного освещения и уменьшает время работы инструмента. Более высокий уровень сетки создает более мелкие карты солнечного освещения, повышая точность результата. Допустимые значение уровня сетки карты солнечного освещения для Земли - от 5 до 7. Допустимые для Луны значения находятся в диапазоне от 4 до 6. Уровень сетки по умолчанию определяется растром входной поверхности. При анализе данных о поверхности Земли, в случае, если размер ячейки анализа меньше или равен 4 метрам, уровень сетки по умолчанию равен 6. Если размер ячейки анализа превышает 4 метра, уровень сетки по умолчанию равен 5. Для анализа данных поверхности на Луне уровень сетки по умолчанию равен 6. |
Long |
Возвращаемое значение
| Подпись | Объяснение | Тип данных |
|---|---|---|
|
Выходной растр солнечного излучения |
Выходной растр, представляющий общее количество солнечного излучения, полученного на единицу площади входной поверхности. Выходные данные измеряются в киловатт-часах на квадратный метр (кВтч/м2). |
Raster |
Параметры среды
Размер ячейки, Метод проецирования размера ячейки, Текущая рабочая область, Настроить на летнее время, Экстент, Географические преобразования, GPU ID, Маска, Выходная система координат, Коэффициент параллельной обработки, Тип процессора, Пирамидный слой, Временная рабочая область, Растр привязки, Часовой пояс
Информация о лицензировании
- Basic: Требуется Spatial Analyst
- Standard: Требуется Spatial Analyst
- Advanced: Требуется Spatial Analyst