栅格太阳辐射 (Spatial Analyst 工具)

汇总

计算地球或月球数字地表模型中每个栅格像元的日照入射量。

日照量计算为一定时间内单位面积接收到的太阳辐射能量，单位为千瓦时每平方米 (kWh/m²)。

了解有关栅格太阳辐射工作原理的详细信息

用法

• 对于大数据范围和计算许多时间间隔时，计算日照可能是计算密集型的。 这可能需要大量的计算能力和硬盘空间。 您可以使用较粗分辨率的数据或数据子集执行初步运行，以确保在使用全分辨率数据进行运行之前设置正确。

• 输入表面栅格参数定义的空间参考用于指定是针对地球还是月球进行分析。

• 太阳辐射计算要求输出坐标系环境值为投影坐标系 (PCS)。 建议数据采用 PCS（单位：米）。 如果使用球面坐标系进行分析，则必须将输出坐标系环境设置为有效 PCS。

• 若要对输入栅格进行重采样，需使用双线性技术。 当输出坐标系、范围或像元大小与输入不同时，可以对输入栅格进行重新采样的示例。

• 仅支持地球的夏令时。 对于月球，时间必须以协调世界时 (UTC) 指定。

• 结束日期和时间参数值必须大于或等于开始日期。 时间跨度不能超过一年。 开始和结束日期时间可以跨越日历年。

• 将为每个相应的时间间隔计算输出辐射值。 如果某个时间间隔未接收到太阳辐射，则该位置的结果值将为零。

  如果在开始和结束时间之间指定的总时间不能被时间间隔等分，则将在内部延长总持续时间，以提供所需数量的时间片。 例如，如果时间间隔参数设置为覆盖三天，但指定的开始和结束时间之间的差距为八天，则时间间隔将延长为九天。 不会返回时间的部分结果。

• 地球数据的最小时间间隔为 30 分钟，且必须是 30 的倍数。 月球数据的最小时间间隔为四小时，且必须是 2 的倍数。

• 使用输入分析掩膜参数（Python 中的 in_analysis_mask）将输出栅格限制为仅由掩膜区域定义的位置或像元。 此外，考虑您感兴趣的区域之外的表面的影响也很重要。 掩膜可以由栅格或要素数据定义。

  分析掩膜不影响用于计算的分析范围。 这意味着掩膜区域之外的地形或潜在障碍物将影响为定义区域计算的太阳辐射值。

  如果掩膜输入是要素数据集，则默认情况下将使用输入表面栅格值的像元大小和像元对齐方式在内部将其转换为栅格。

• 将预先计算的坡度和坡向栅格指定为输入将提高性能，尤其是在重复运行该工具或分析较大数据集时。 如果未提供输入坡度或坡向栅格值，则将从输入表面栅格计算值。

• 邻域距离（Python 中的 neighborhood_distance）参数可确定邻域大小，并根据与目标像元中心之间的这一距离计算表面参数。 该值不能小于输入栅格像元大小。

  较小邻域距离可捕获地表中的更多局部变化（例如，较小地表要素的特征）。 对于高分辨率高程数据，更大的距离可能更合适。

• 如果选中使用自适应邻域参数（Python 中的 use_adaptive_neighborhood = "ADAPTIVE_NEIGHBORHOOD"），邻域距离将随地形的变化而变化。 如果计算窗口中的内容变化过大，则邻域距离将缩小。

• 地球的月球没有大气层，辐射参数散射比例和透过率在分析中不相关。 因此，入射的漫射太阳辐射为零，总辐射等于直接太阳辐射。

• 散射比例是总正常辐射通量的散射部分。 值的范围介于 0 到 1 之间。 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。

• 透过率是达到地球表面的能量与与大气上边缘接收到的能量的比率。 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。 更改这些值可能会影响模型的结果。 识别感兴趣区域的最佳值取决于多个变量（例如，位置和时间）。 可以更改这些值以比较它们对结果的影响。

• 太阳图格网级别参数控制计算的速度和精度。 它根据 H3 地理空间索引系统调整将用于内部计算的六边形格网像元的分辨率。

  较低的格网级别将创建更少的太阳图区域并减少工具运行时间。 更高的格网级别将创建更小的太阳图，从而提高结果的精度。

  地球的太阳图格网级别的有效值范围为 5 到 7。 对于月球，有效值范围为 4 到 6。

  默认级别由输入表面栅格确定。 分析地球表面数据时，如果分析像元大小小于或等于 4 米，则默认格网级别为 6。 如果像元大小大于 4 米，则默认格网级别为 5。 对于分析月球表面数据，默认级别为 6。

  下表显示了每个太阳图级别的六边形格网像元的平均面积（以平方公里为单位）：

  等级	地球	月亮
  4	不适用	131.6
  5	252.9（默认值 > 4m）	18.8
  6	36.1（默认值 < 4m）	2.69（默认值）
  7	5.16	不适用

• 此工具可通过 GPU 加速，也就是说，如果系统中安装了兼容的图形处理器 (GPU)，该设备将用于增强工具的性能。 使用用于分析的目标设备参数（Python 中的 analysis_target_device）来控制是使用 GPU 还是 CPU 来运行该工具。

  有关兼容的 GPU 以及配置和使用 GPU 设备的详细信息还有故障排除提示，请参阅使用 Spatial Analyst 进行 GPU 处理。

• 当输出栅格格式为 .crf 时，此工具支持金字塔栅格存储环境。 默认情况下，将在输出中创建金字塔。 对于任何其他输出格式，不支持此环境，并且不会创建金字塔。

• 有关适用于此工具的地理处理环境的详细信息，请参阅分析环境和 Spatial Analyst。

• 其他资源：

  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 (blog), June 27, 2018. https://www.uber.com/blog/h3/

参数

• Dialog
• Python

标注	说明	数据类型
输入表面栅格	输入高程表面栅格。	Raster Layer
起始日期和时间	分析的开始日期和时间。	Date
结束日期和时间	分析的结束日期和时间。	Date
输入分析掩膜 （可选）	用于定义将进行分析的位置的输入数据。	Composite Geodataset
输入坡度栅格 （可选）	计算输出太阳辐射时将使用的输入坡度栅格。 如果未指定此输入，该工具将根据输入表面栅格在内部计算坡度值。 提供此值将提高性能，特别是在重复运行该工具或分析较大数据集时。	Raster Layer
输入坡向栅格 （可选）	计算输出太阳辐射时将使用的输入坡向栅格。 如果未指定此输入，该工具将根据输入表面栅格在内部计算坡向值。 提供此值将提高性能，特别是在重复运行该工具或分析较大数据集时。	Raster Layer
输出直接辐射栅格 （可选）	表示每个位置直接入射太阳辐射值的输出栅格。 输出单位为千瓦时每平方米 (KWh/m2)。	Raster Dataset
输出散射辐射栅格 （可选）	输出栅格表示经天空、大气层和其他周围环境扩散的传入太阳辐射。 输出单位为千瓦时每平方米 (KWh/m2)。	Raster Dataset
输出直接辐射持续时间栅格 （可选）	表示直接入射太阳辐射的持续时间的输出栅格。 输出单位为小时。	Raster Dataset
时区 （可选）	用于开始和结束时间的时区。 默认值为协调世界时间 (UTC)。 UTC—时区将为 UTC。 国际日期变更线标准时间—时区将为国际日期变更线标准时间 (UTC-12:00)。 UTC-11—时区将为 UTC-11 (UTC-11:00)。 阿留申标准时间—时区将为阿留申标准时间 (UTC-10:00)。 夏威夷标准时间—时区将为夏威夷标准时间 (UTC-10:00)。 马克萨斯标准时间—时区将为马克萨斯标准时间 (UTC-09:30)。 阿拉斯加标准时间—时区将为阿拉斯加标准时间 (UTC-09:00)。 UTC-09—时区将为 UTC-09 (UTC-09:00)。 太平洋标准时间（墨西哥）—时区将为太平洋标准时间（墨西哥）(UTC-08:00)。 UTC-08—时区将为 UTC-08 (UTC-08:00)。 太平洋标准时间—时区将为太平洋标准时间 (UTC-08:00)。 美国山区标准时间—时区将为美国山区标准时间 (UTC-07:00)。 山区标准时间（墨西哥）—时区将为山区标准时间（墨西哥）(UTC-07:00)。 山区标准时间—时区将为山区标准时间 (UTC-07:00)。 育空标准时间—时区将为育空标准时间 (UTC-07:00)。 中美洲标准时间—时区将为中美洲标准时间 (UTC-06:00)。 中部标准时间—时区将为中部标准时间 (UTC-06:00)。 复活节岛标准时间—时区将为复活节岛标准时间 (UTC-06:00)。 中部标准时间（墨西哥）—时区将为中部标准时间（墨西哥）(UTC-06:00)。 加拿大中部标准时间—时区将为加拿大中部标准时间 (UTC-06:00)。 SA 太平洋标准时间—时区将为 SA 太平洋标准时间 (UTC-05:00)。 东部标准时间（墨西哥）—时区将为东部标准时间（墨西哥）(UTC-05:00)。 东部标准时间—时区将为东部标准时间 (UTC-05:00)。 海地标准时间—时区将为海地标准时间 (UTC-05:00)。 古巴标准时间—时区将为古巴标准时间 (UTC-05:00)。 美国东部标准时间—时区将为美国东部标准时间 (UTC-05:00)。 特克斯和凯科斯标准时间—时区将为特克斯和凯科斯标准时间 (UTC-04:00)。 巴拉圭标准时间—时区将为巴拉圭标准时间 (UTC-04:00)。 大西洋标准时间—时区将为大西洋标准时间 (UTC-04:00)。 委内瑞拉标准时—时区将为委内瑞拉标准时间 (UTC-04:00)。 中部巴西标准时间—时区将为中部巴西标准时间 (UTC-04:00)。 SA 西部标准时间—时区将为 SA 西部标准时间 (UTC-04:00)。 太平洋 SA 标准时间—时区将为太平洋 SA 标准时间 (UTC-04:00)。 纽芬兰标准时间—时区将为纽芬兰标准时间 (UTC-03:30)。 托坎廷斯标准时间—时区将为托坎廷斯标准时间 (UTC-03:00)。 东南美洲标准时间—时区将为东南美洲标准时间 (UTC-03:00)。 SA 东部标准时间—时区将为 SA 东部标准时间 (UTC-03:00)。 阿根廷标准时间—时区将为阿根廷标准时间 (UTC-03:00)。 格陵兰岛标准时间—时区将为格陵兰岛标准时间 (UTC-03:00)。 蒙得维的亚标准时间—时区将为蒙得维的亚标准时间 (UTC-03:00)。 麦哲伦标准时间—时区将为麦哲伦标准时间 (UTC-03:00)。 圣皮埃尔标准时间—时区将为圣皮埃尔标准时间 (UTC-03:00)。 巴伊亚标准时间—时区将为巴伊亚标准时间 (UTC-03:00)。 UTC-02—时区将为 UTC-02 (UTC-02:00)。 中部大西洋标准时间—时区将为中部大西洋标准时间 (UTC-02:00)。 亚速尔群岛标准时间—时区将为亚速尔群岛标准时间 (UTC-01:00)。 佛得角标准时间—时区将为佛得角标准时间 (UTC-01:00)。 GMT 标准时间—时区将为 GMT 标准时间 (UTC+00:00)。 格林尼治标准时间—时区将为格林尼治标准时间 (UTC+00:00)。 圣多美标准时间—时区将为圣多美标准时间 (UTC+00:00)。 摩洛哥标准时间—时区将为摩洛哥标准时间 (UTC+00:00)。 西欧标准时间—时区将为西欧标准时间 (UTC+01:00)。 中欧标准时间—时区将为中欧标准时间 (UTC+01:00)。 罗曼标准时间—时区将为罗曼标准时间 (UTC+01:00)。 中欧标准时间—时区将为中欧标准时间 (UTC+01:00)。 中非西部标准时间—时区将为中非西部标准时间 (UTC+01:00)。 约旦标准时间—时区将为约旦标准时间 (UTC+02:00)。 GTB 标准时间—时区将为 GTB 标准时间 (UTC+02:00)。 中东标准时间—时区将为中东标准时间 (UTC+02:00)。 埃及标准时间—时区将为埃及标准时间 (UTC+02:00)。 东欧标准时间—时区将为东欧标准时间 (UTC+02:00)。 叙利亚标准时间—时区将为叙利亚标准时间 (UTC+02:00)。 西岸标准时间—时区将为西岸标准时间 (UTC+02:00)。 南非标准时间—时区将为南非标准时间 (UTC+02:00)。 FLE 标准时间—时区将为 FLE 标准时间 (UTC+02:00)。 以色列标准时间—时区将为以色列标准时间 (UTC+02:00)。 南苏丹标准时间—时区将为南苏丹标准时间 (UTC+02:00)。 加里宁格勒标准时间—时区将为加里宁格勒标准时间 (UTC+02:00)。 苏丹标准时间—时区将为苏丹标准时间 (UTC+02:00)。 利比亚标准时间—时区将为利比亚标准时间 (UTC+02:00)。 纳米比亚标准时间—时区将为纳米比亚标准时间 (UTC+02:00)。 阿拉伯标准时间—时区将为阿拉伯标准时间 (UTC+03:00)。 土耳其标准时间—时区将为土耳其标准时间 (UTC+03:00)。 阿拉伯标准时间—时区将为阿拉伯标准时间 (UTC+03:00)。 白俄罗斯标准时间—时区将为白俄罗斯标准时间 (UTC+03:00)。 俄罗斯标准时间—时区将为俄罗斯标准时间 (UTC+03:00)。 东非标准时间—时区将为东非标准时间 (UTC+03:00)。 伏尔加格勒标准时间—时区将为伏尔加格勒标准时间 (UTC+03:00)。 伊朗标准时间—时区将为伊朗标准时间 (UTC+03:30)。 阿拉伯标准时间—时区将为阿拉伯标准时间 (UTC+04:00)。 阿斯特拉罕标准时间—时区将为阿斯特拉罕标准时间 (UTC+04:00)。 阿塞拜疆标准时间—时区将为阿塞拜疆标准时间 (UTC+04:00)。 俄罗斯时区 3—时区将为俄罗斯时区 3 (UTC+04:00)。 毛里求斯标准时间—时区将为毛里求斯标准时间 (UTC+04:00)。 萨拉托夫标准时间—时区将为萨拉托夫标准时间 (UTC+04:00)。 乔治亚州标准时间—时区将为乔治亚州标准时间 (UTC+04:00)。 高加索标准时间—时区将为高加索标准时间 (UTC+04:00)。 阿富汗标准时间—时区将为阿富汗标准时间 (UTC+04:30)。 西亚标准时间—时区将为西亚标准时间 (UTC+05:00)。 叶卡捷琳堡标准时间—时区将为叶卡捷琳堡标准时间 (UTC+05:00)。 巴基斯坦标准时间—时区将为巴基斯坦标准时间 (UTC+05:00)。 克孜勒奥尔达标准时间—时区将为克孜勒奥尔达标准时间 (UTC+05:00)。 印度标准时间—时区将为印度标准时间 (UTC+05:30)。 斯里兰卡标准时间—时区将为斯里兰卡标准时间 (UTC+05:30)。 尼泊尔标准时间—时区将为尼泊尔标准时间 (UTC+05:45)。 中亚标准时间—时区将为中亚标准时间 (UTC+06:00)。 孟加拉国标准时间—时区将为孟加拉国标准时间 (UTC+06:00)。 鄂木斯克标准时间—时区将为鄂木斯克标准时间 (UTC+06:00)。 缅甸标准时间—时区将为缅甸标准时间 (UTC+06:30)。 东南亚标准时间—时区将为东南亚标准时间 (UTC+07:00)。 阿尔泰标准时间—时区将为阿尔泰标准时间 (UTC+07:00)。 西蒙古标准时间—时区将为西蒙古标准时间 (UTC+07:00)。 北亚标准时间—时区将为北亚标准时间 (UTC+07:00)。 中亚南部标准时间—时区将为中亚南部标准时间 (UTC+07:00)。 托木斯克标准时间—时区将为托木斯克标准时间 (UTC+07:00)。 中国标准时间—时区将为中国标准时间 (UTC+08:00)。 北亚东部标准时间—时区将为北亚东部标准时间 (UTC+08:00)。 新加坡标准时间—时区将为新加坡标准时间 (UTC+08:00)。 西部澳大利亚标准时间—时区将为西部澳大利亚标准时间 (UTC+08:00)。 台北标准时间—时区将为台北标准时间 (UTC+08:00)。 乌兰巴托标准时间—时区将为乌兰巴托标准时间 (UTC+08:00)。 澳大利亚中西部标准时间—时区将为澳大利亚中西部标准时间 (UTC+08:45)。 外贝加尔标准时间—时区将为外贝加尔标准时间 (UTC+09:00)。 东京标准时间—时区将为东京标准时间 (UTC+09:00)。 朝鲜标准时间—时区将为朝鲜标准时间 (UTC+09:00)。 韩国标准时间—时区将为韩国标准时间 (UTC+09:00)。 雅库茨克标准时间—时区将为雅库茨克标准时间 (UTC+09:00)。 中部 澳大利亚标准时间—时区将为中部。 澳大利亚标准时间 (UTC+09:30)。 澳大利亚中部标准时间—时区将为澳大利亚中部标准时间 (UTC+09:30)。 东部澳大利亚标准时间—时区将为东部澳大利亚标准时间 (UTC+10:00)。 澳大利亚东部标准时间—时区将为澳大利亚东部标准时间 (UTC+10:00)。 西太平洋标准时间—时区将为西太平洋标准时间 (UTC+10:00)。 塔斯马尼亚标准时间—时区将为塔斯马尼亚标准时间 (UTC+10:00)。 符拉迪沃斯托克标准时间—时区将为符拉迪沃斯托克标准时间 (UTC+10:00)。 豪勋爵标准时间—时区将为豪勋爵标准时间 (UTC+10:30)。 布干维尔标准时间—时区将为布干维尔标准时间 (UTC+11:00)。 俄罗斯时区 10—时区将为俄罗斯时区 10 (UTC+11:00)。 马加丹标准时间—时区将为马加丹标准时间 (UTC+11:00)。 诺福克标准时间—时区将为诺福克标准时间 (UTC+11:00)。 萨哈林标准时间—时区将为萨哈林标准时间 (UTC+11:00)。 中太平洋标准时间—时区将为中太平洋标准时间 (UTC+11:00)。 俄罗斯时区 11—时区将为俄罗斯时区 11 (UTC+11:00)。 新西兰标准时间—时区将为新西兰标准时间 (UTC+12:00)。 UTC+12—时区将为 UTC+12 (UTC+12:00)。 斐济标准时间—时区将为斐济标准时间 (UTC+12:00)。 堪察加标准时间—时区将为堪察加标准时间 (UTC+12:00)。 查塔姆群岛标准时间—时区将为查塔姆群岛标准时间 (UTC+12:45)。 UTC+13—时区将为 UTC+13 (UTC+13:00)。 东加群岛标准时间—时区将为汤加标准时间 (UTC+13:00)。 萨摩亚标准时间—时区将为萨摩亚标准时间 (UTC+13:00)。 莱恩群岛标准时间—时区将为莱恩群岛标准时间 (UTC+14:00)。	String
按夏令时调整时间 （可选）	指定是否将输入时间配置调整为夏令时。 此参数不适用于月球上的分析。 选中—将按夏令时调整输入时间值。 未选中—不会按夏令时调整输入时间值。 这是默认设置。	Boolean
计算时间间隔的日照 （可选）	指定是否对整个时间配置计算单一总日射值，还是对指定间隔计算多个辐射值。 选中—针对整个时间配置中的各时间间隔计算多个辐射值。 未选中—针对整个时间配置计算一个辐射值。 这是默认设置。	Boolean
时间间隔单位 （可选）	指定用于计算整个时间配置的太阳辐射值的时间单位。 仅当选中计算时间间隔的日照参数时，此参数才可用。 分钟—间隔单位将为分钟。 此选项仅适用于基于地球的数据。 小时—间隔单位将为小时。 天—间隔单位将为天。 这是默认设置 周—间隔单位将为周。	String
时间间隔 （可选）	持续时间或间隔之间的时间值。 默认值取决于指定的间隔单位。 每个可用单位的默认值如下所示。 分钟—60 小时—4 天—14 周—2	Long
邻域距离 （可选）	与目标像元中心的距离，将根据此目标像元计算输出间隔值。 可确定邻域大小。 默认值为输入表面栅格像元大小，可生成 3 x 3 邻域。	Linear Unit
使用自适应邻域 （可选）	指定邻域距离是否随地表变化而变化（自适应）。 最大距离由邻域距离确定。 最小距离为输入栅格像元大小。 选中—将在所有位置使用自适应邻域距离。 未选中—将在所有位置使用单一（固定）邻域距离。 这是默认设置。	Boolean
散射模型类型 （可选）	指定将使用的散射辐射模型的类型。 统一天空—将使用均匀散射模型。 所有天空方向的入射散射辐射均相同。 这是默认设置。 标准阴天天空—将使用标准阴天散射模型。 入射散射辐射通量随天顶角而变化。	String
散射比例 （可选）	散射的总正常辐射通量的比例。 值的范围介于 0 到 1 之间。 根据大气条件设置该值。 默认值为 0.3，适用于普通晴朗的天空条件。	Double
透射率 （可选）	穿过大气层的辐射部分（所有波长的平均值）。 值的范围介于 0（无透射）到 1（完全透射）之间。 默认值为 0.5，适用于普通晴朗的天空。	Double
用于分析的目标设备 （可选）	指定将用于执行计算的设备。 先 GPU 后 CPU—如果找到了兼容的 GPU，则系统会将其用于执行计算；否则系统会将 CPU 用于执行计算。 这是默认设置。 仅 CPU—计算将仅在 CPU 上执行。 仅 GPU—计算将仅在 GPU 上执行。	String
太阳图格网级别 （可选）	将用于生成用于内部计算的 H3 六边形格网像元的分辨率。 较低的格网级别值将创建更少的太阳图区域并减少工具运行时间。 更高的格网级别将创建更小的太阳图，从而提高结果的精度。 地球的太阳图格网级别的有效值范围为 5 到 7。 对于月球，有效值范围为 4 到 6。 默认情况下，格网级别由输入表面栅格确定。 分析地球表面数据时，如果分析像元大小小于或等于 4 米，则默认格网级别为 6。 如果分析像元大小大于 4 米，则默认格网级别为 5。 对于分析月球表面数据，默认格网级别为 6。	Long

返回值

标注	说明	数据类型
输出太阳辐射栅格	输出栅格表示输入表面上每单位面积接收到的太阳辐射总量。 输出单位为千瓦时每平方米 (KWh/m2)。	Raster

环境

像元大小, 像元大小投影方法, 当前工作空间, 按夏令时调整, 范围, 地理变换, GPU ID, 掩膜, 输出坐标系, 并行处理因子, 处理器类型, 金字塔, 临时工作空间, 捕捉栅格, 时区

许可信息

• 基本: 需要 Spatial Analyst
• 标准: 需要 Spatial Analyst
• 高级: 需要 Spatial Analyst

相关主题

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