r.sungrass - 온라인 인 더 클라우드

프로그램:

이름

r.sun - 일사량 및 일사량 모델.
주어진 날짜에 대한 직접(빔), 확산 및 반사 태양 복사 래스터 맵을 계산합니다.
위도, 표면 및 대기 조건. 태양 매개변수(예: 일출, 일몰
시간, 적위, 외계 조도, 일광 길이)가 지도에 저장됩니다.
히스토리 파일. 또는 현지 시간을 지정하여 태양 입사각을 계산할 수 있습니다.
각도 및/또는 조도 래스터 맵. 지형의 그림자 효과는 선택 사항입니다.
통합.

키워드

래스터, 태양, 태양 에너지, 그림자

개요

r.sun
r.sun --도움
r.sun [-pm] 상승=현 [양상=현] [측면_값=뜨다] [경사=현]
[기울기_값=뜨다] [링크=현] [링크_값=뜨다] [알베도=현]
[albedo_value=뜨다] [위도=현] [긴=현] [coeff_bh=현]
[coeff_dh=현] [horizon_basename=기본 이름] [수평선_계단=뜨다] [사건=현]
[빔 라드=현] [diff_rad=현] [refl_rad=현] [glob_rad=현]
[insol_time=현] 일=정수 [단계=뜨다] [기움=뜨다] [시간=뜨다]
[거리_단계=뜨다] [n파티션=정수] [시민의 시간=뜨다] [--덮어 쓰기]
[--도움] [--말 수가 많은] [--조용한] [--ui]

플래그 :
-p
지형의 그림자 효과를 통합하지 마십시오.

-m
메모리가 적은 버전의 프로그램을 사용하십시오.

--덮어쓰기
출력 파일이 기존 파일을 덮어쓰도록 허용

--도움
사용 요약 인쇄

--말 수가 많은
자세한 모듈 출력

--조용한
조용한 모듈 출력

--UI
강제 실행 GUI 대화 상자

매개 변수 :
상승=현 [필수의]
입력 표고 래스터 맵의 이름[미터]

양상=현
입력 측면 맵의 이름(태양 전지판의 지형 측면 또는 방위각) [십진수
도]

측면_값=뜨다
방향(aspect)의 단일 값, 270은 남쪽입니다.
태만: 270

경사=현
입력 경사 래스터 맵의 이름(지형 경사 또는 태양 전지판 경사) [십진수
도]

기울기_값=뜨다
기울기(기울기)의 단일 값
태만: 0.0

링크=현
Linke 대기 탁도 계수 입력 래스터 맵의 이름 [-]

링크_값=뜨다
Linke 대기 탁도 계수의 단일 값 [-]
태만: 3.0

알베도=현
지상 알베도 계수 입력 래스터 맵의 이름[-]

albedo_value=뜨다
지상 알베도 계수의 단일 값 [-]
태만: 0.2

위도=현
위도를 포함하는 입력 래스터 맵의 이름[십진법]

긴=현
경도를 포함하는 입력 래스터 맵의 이름[십진법]

coeff_bh=현
실제 하늘 빔 방사 계수(두꺼운 구름) 입력 래스터 맵 이름 [0-1]

coeff_dh=현
실제 하늘 확산 방사 계수(헤이즈) 입력 래스터 맵의 이름 [0-1]

horizon_basename=기본 이름
지평선 정보 입력 지도 기본 이름

수평선_계단=뜨다
다방향 수평선의 각도 단계 크기[도]

사건=현
출력 입사각 래스터 맵(모드 1만 해당)

빔 라드=현
출력 빔 조도[Wm-2](모드 1) 또는 조사 래스터 맵[Wh.m-2.day-1](모드
2)

diff_rad=현
출력 확산 조도[Wm-2](모드 1) 또는 조사 래스터 맵[Wh.m-2.day-1]
(모드 2)

refl_rad=현
출력 접지 반사 조도[Wm-2](모드 1) 또는 조사 래스터 맵
[Wh.m-2.day-1](모드 2)

glob_rad=현
출력 전역(전체) 방사조도/조사[Wm-2](모드 1) 또는
조도/조사 래스터 맵 [Wh.m-2.day-1](모드 2)

insol_time=현
출력 일사량 래스터 맵 [h](모드 2만 해당)

일=정수 [필수의]
연중 일수(1-365)
옵션 : 1-365

단계=뜨다
하루 종일 방사선 합계를 계산할 때의 시간 단계[소수점 시간]
태만: 0.5

기움=뜨다
편각 값(내부적으로 계산된 값 무시) [라디안]

시간=뜨다
로컬(태양) 시간(모드 1에만 설정됨) [십진수 시]
옵션 : 0-24

거리_단계=뜨다
샘플링 거리 단계 계수(0.5-1.5)
태만: 1.0

n파티션=정수
이 청크 수의 입력 파일을 읽습니다.
태만: 1

시민의 시간=뜨다
민간 시간대 값이 없으면 시간은 현지 태양시가 됩니다.

기술

r.sun 빔(직접), 확산 및 지면 반사 태양 복사 래스터 맵을 계산합니다.
주어진 날짜, 위도, 표면 및 대기 조건에 대해. 태양 매개변수(예: 시간
일출과 일몰, 적위, 외계 조도, 일광 길이)는
결과 지도의 기록 파일에 저장됩니다. 또는 현지 시간은 다음과 같을 수 있습니다.
태양 입사각 및/또는 조도 래스터 맵을 계산하기 위해 지정됩니다. 그림자
지형의 효과는 기본적으로 통합됩니다. 이는 내부적으로 수행할 수 있습니다.
디지털 표고 모델에서 직접 또는
훨씬 빠른 수평선 높이의 래스터 맵을 지정합니다. 이러한 수평선 래스터
지도는 r.horizon을 사용하여 계산할 수 있습니다.

위도-경도 좌표의 경우 고도 지도가 미터 단위여야 합니다. 그만큼
규칙은 다음과 같습니다.

· 위도/경도 좌표: 고도(미터);

· 기타 좌표: 동북 좌표와 동일한 단위의 표고.
모델의 태양 기하학은 Krcho(1990)의 작업을 기반으로 하며 나중에
젠코(1992). 태양을 설명하는 방정식 -- 지구의 위치와
대기의 태양 복사는 원래 다음 공식에 기반을 두고 있습니다.
키틀러와 미클러(1986). 이 구성 요소는 결과에 의해 상당히 업데이트되었으며
Scharmer와 Greif(2000)가 조정한 작업 그룹의 제안(이 알고리즘
r.sunmask 명령 내 GRASS에 포함된 SOLPOS 알고리즘 라이브러리로 대체될 수 있음).
이 모델은 전역 복사의 세 가지 구성 요소(빔, 확산 및 반사)를 모두 계산합니다.
맑은 하늘 조건, 즉 공간적 및 시간적 요소를 고려하지 않은 경우
구름의 변형. 모델링된 영역의 범위 및 공간 해상도는 물론
시간이 지남에 따라 통합은 메모리 및 데이터 스토리지 리소스에 의해서만 제한됩니다. 그만큼
모델은 다양한 과학 분야(수문학, 기후학,
생태 및 환경 과학, 광전지, 공학 등) 대륙,
풍경 규모까지 지역.

이 모델은 다음과 같이 끄지 않는 한 로컬 지형의 그림자 효과를 고려합니다.
전에, -p 깃발. r.sun 두 가지 모드로 작동합니다. 첫 번째 모드에서는 설정된 로컬을 계산합니다.
시간은 태양 입사각[도] 및 태양 복사 조도 값[Wm-2]입니다. 두 번째
태양 복사의 모드 일일 합계[Wh.m-2.day-1]는 설정된 날짜 내에 계산됩니다. 의해
스크립팅 두 가지 모드를 개별적으로 사용하거나 조합하여 추정치를 제공할 수 있습니다.
원하는 시간 간격 동안. 모델은 지역 기복에 의한 하늘 방해를 설명합니다.
특징. 몇 가지 태양 매개변수가 결과 지도의 기록 파일에 저장됩니다.
r.info 명령으로 볼 수 있습니다.

태양 입사각 래스터 맵 사건 표고 래스터 맵을 지정하여 계산됩니다.
상승, 측면 래스터 맵 양상, 경사 급경사 래스터 맵 경사, 주어진 하루 일
현지 시간 시간. 알려진 위치에 대한 위도를 정의할 필요가 없습니다.
정의된 투영/좌표계(g.proj 명령으로 확인). 당신이 가지고 있다면
정의되지 않은 프로젝션, (x,y) 시스템 등의 경우 위도를 명시적으로 정의할 수 있습니다.
입력 래스터 맵에 의한 넓은 영역 위도 보간된 위도 값을 사용합니다. 모든 입력 래스터
맵은 부동 소수점(FCELL) 래스터 맵이어야 합니다. 맵의 Null 데이터는
계산(및 계산 속도 향상), 각 출력 래스터 맵에는 다음이 포함됩니다.
모든 입력 래스터 맵에 따른 셀의 null 데이터. 사용자는 r.null 명령을 사용하여
입력 래스터 맵에 대한 null 파일을 생성/재설정합니다.
지정일 일 1월 XNUMX일이 일인 일반 연도의 일수
1번이고 31월 365일은 XNUMX입니다. 시간 시간 현지(태양) 시간이어야 합니다(예: 지역 시간이 아님,
예: GMT, CET) 십진법, 예: 7.5(= 오전 7시 30분), 16.1 = 오후 4시 6분.

태양열 기움 매개변수는
올해의 내부 루틴. 지리적 위도 값은 다음과 같이 설정할 수 있습니다.
전체 계산 영역에 대한 상수 또는 옵션으로 공간적으로 나타내는 그리드
넓은 지역에 분포된 값. 지리적 위도도 십진법이어야 합니다.
북반구에 대해 양의 값을, 남반구에 대해 음의 값을 갖는 시스템. ~ 안에
유사한 원리 Linke 탁도 계수 (링크, 린 ) 및 지상 알베도(알베도, 화이트)
설정할 수 있습니다.

맑은 하늘 복사 외에도 사용자는 실제 하늘 복사(빔, 확산)를 계산할 수 있습니다.
사용 coeff_bh 그리고 coeff_dh 각각의 비율을 정의하는 입력 래스터 맵
대기 요인(예: 흐림)에 의해 감소된 맑은 하늘 복사. 값은
0-1 사이. 일반적으로 이러한 계수는 장기간의 기상 관측에서 얻을 수 있습니다.
이러한 계수의 공간 분포와 함께 래스터 맵으로 제공되는 측정
빔 및 확산 복사에 대해 별도로(Suri 및 Hofierka, 2004, 섹션 3.2 참조).

일사량 또는 조도 래스터 맵 빔 라드, diff_rad, refl_rad 계산된다
주어진 하루 동안 하루 위도 위도, 표고 상승, 기울기 경사 그리고 측면 양상
래스터 지도. 편의상 출력 래스터는 다음과 같이 지정됩니다. glob_rad 합계를 출력합니다
세 가지 방사선 구성 요소. 이 프로그램은 Linke 대기 탁도 계수를 사용하고
지상 알베도 계수. Linke 요소의 기본 단일 값은 다음과 같습니다. 린=3.0에 가깝다
농촌-도시 지역의 연평균. 절대적으로 명확한 Linke 요소
분위기는 린=1.0. 이 요소에 대한 자세한 내용은 아래 참고 사항을 참조하십시오. 발병률
태양각은 수평선과 태양광 벡터 사이의 각도입니다.

주어진 날의 일사량 지도는 관련 데이터를 통합하여 계산됩니다.
그날의 일출과 일몰 시간 사이의 조도. 사용자는 미세한 또는
하루 종일 복사 계산에 사용되는 거친 시간 단계 단계 선택권. 그만큼
기본값 단계 0.5시간이다. 더 큰 단계(예: 1.0-2.0)는 계산 속도를 높일 수 있습니다.
그러나 덜 신뢰할 수 있는(그리고 더 들쭉날쭉한) 결과를 생성합니다. 태양이 약을 통해 이동함에 따라. 15°
XNUMX시간 후 하늘의 기본 단계 7.5분은 XNUMX° 단계를 생성합니다.
데이터. 움직임의 모든 정도에 대해 배치된 태양으로 비교적 부드러운 출력을 위해
하늘 당신이 설정해야 단계 4분 이하. 단계=0.05는 매 3에 해당합니다.
분. 물론 시간 단계를 매우 미세하게 설정하면 비례적으로 증가합니다.
모듈의 실행 시간.

출력 단위는 지정된 일당 제곱미터당 Wh입니다[Wh/(m*m)/day]. 발병률
각도 및 조도/조사 지도는 기복의 음영 영향으로 계산됩니다.
기본적으로. 다음을 사용하여 이러한 영향 없이 계산하는 것도 가능합니다.
평면 플래그(-p). 산간 지역에서는 매우 다른 결과가 나올 수 있습니다! 사용자
구호의 그림자 효과를 고려하면
계산 속도, 특히 태양 고도가 낮을 ​​때.

그림자 효과를 고려할 때 계산의 속도와 정밀도는
에 의해 제어 거리_단계 샘플링 밀도를 정의하는 매개변수
그리드 셀의 가시성은 태양 흐름의 경로 방향으로 계산됩니다. 그것
장애물의 고도를 계산하는 방법도 정의합니다. 선택할 때
거리_단계 1.0 미만(즉, 샘플링 포인트는 거리_단계 *
셀 크기 거리), r.sun 가장 가까운 그리드 점에서 고도를 가져옵니다. 1.0 이상의 값
가장 가까운 4개의 주변 그리드 포인트에서 발견된 최대 고도 값을 사용합니다. 그만큼
기본값 거리_단계=1.0은 대부분의 경우에 합리적인 결과를 제공해야 합니다(예:
DEM). 그만큼 거리_단계 값은 샘플링 거리에 대한 곱셈 계수를 정의합니다.
이 기본 샘플링 거리는 두 셀 크기의 산술 평균과 같습니다. 그만큼
합리적인 값은 0.5-1.5 범위입니다. 0.5 미만의 값은 감소하고 값은
1.0 이상이면 컴퓨팅 속도가 빨라집니다. 2.0보다 큰 값은 추정치를 생성할 수 있습니다.
고도로 해부된 안도감에서 정확도가 낮습니다. 완전히 그림자가 드리워진 영역은
출력은 XNUMX 값으로 매핑됩니다. NULL 데이터가 있는 영역은 장벽이 없는 것으로 간주됩니다.
그림자 효과.

맵의 히스토리 파일은 다음과 같이 나열된 매개변수를 포함하여 생성됩니다.
계산:
- 태양 상수 1367 Wm-2
- 태양광선에 수직인 면에서의 외계 복사조도 [Wm-2]
- 올해의 날
- 적위 [라디안]
- 소수점 시간(대체 1만 해당)
- 수평면에서의 일출 및 일몰(최소-최대)
- 일광 길이
- 지리적 위도(최소-최대)
- Linke 탁도 계수(최소-최대)
- 지상 알베도(최소-최대)

사용자는 일정 시간 동안 방사선을 계산하기 위해 변수 일과 함께 멋진 shellcript를 사용할 수 있습니다.
연중 간격(예: 초목 또는 겨울 기간). 표고, 측면 및 경사
입력 값을 더 거친 범주로 재분류해서는 안 됩니다. 이것은 다음으로 이어질 수 있습니다.
잘못된 결과.

옵션

현재 r.sun에는 두 가지 모드가 있습니다. 첫 번째 모드에서는 태양 입사각을 계산합니다.
설정된 현지 시간을 사용하여 각도 및 태양 조도 래스터 맵. 매일 두 번째 모드에서
일사량 합계[Wh.m-2.day-1]는 지정된 날짜에 대해 계산됩니다.

노트

태양 에너지는 에너지와 관련된 다양한 모델에서 중요한 입력 매개변수입니다.
산업, 조경, 식생, 증발산, 융설 또는 원격 감지. 태양광
광선 입사각 맵은 방사 측정 및 지형에서 효과적으로 사용될 수 있습니다.
매우 정확한 조사가 필요한 산악 및 언덕이 많은 지형의 수정
수행.

r.sun에 적용된 맑은 하늘 태양 복사 모델은 수행된 작업을 기반으로 합니다.
European Solar Radiation Atlas(Scharmer and Greif 2000, Page et al.
2001, Rigollier 2001). 맑은 하늘 모델은
빔, 확산 및 반사 구성 요소. 태양 복사의 주요 차이점
유럽의 경사면에 대한 모델은 확산 구성 요소의 처리입니다. 에서
유럽 ​​기후 이 구성 요소는 종종 추정 오류의 가장 큰 원인입니다. 취득
기존 모델과 그 한계를 고려한 European Solar Radiation
Atlas 팀은 Muneer(1990) 모델이 건전한 이론적 기반을 가지고 있어
추후 개선 가능성이 더 높습니다.

이 프로그램에 사용된 기본 방정식에 대한 자세한 내용은 참조에서 찾을 수 있습니다.
아래에 인용된 문헌 또는 Neteler와 Mitasova가 출판한 책: Open Source GIS: A GRASS
GIS 접근법(2002년 Kluwer Academic Publishers에서 출판됨).

온화한 기후에 대한 Linke 탁도 계수의 월 평균 값
북반구(연구 영역에 대한 참조 문헌 참조):

월 XNUMX월 XNUMX월 XNUMX월 XNUMX월 XNUMX월 XNUMX월 XNUMX월 XNUMX월 XNUMX월 XNUMX월 XNUMX월 XNUMX월 연간

산 1.5 1.6 1.8 1.9 2.0 2.3 2.3 2.3 2.1 1.8 1.6 1.5 1.90

시골 2.1 2.2 2.5 2.9 3.2 3.4 3.5 3.3 2.9 2.6 2.3 2.2 2.75

시 3.1 3.2 3.5 4.0 4.2 4.3 4.4 4.3 4.0 3.6 3.3 3.1 3.75

산업용 4.1 4.3 4.7 5.3 5.5 5.7 5.8 5.7 5.3 4.9 4.5 4.2 5.00

계획된 개선 사항에는 태양 기하학에 대한 SOLPOS 알고리즘의 사용이 포함됩니다.
측면 및 기울기의 계산 및 내부 계산.

태양의 시간
기본적으로 r.sun은 시간을 진태양시로 계산하므로 태양 정오가 항상 정확히
현재 지역의 모든 곳에서 12시. 관심 영역이 어디에 있느냐에 따라
관련 시간대에 위치하므로 최대 XNUMX시간의 차이가 발생할 수 있습니다.
사례(서부 스페인과 같은)는 훨씬 더 많습니다. 게다가 상쇄액은 연도에 따라 달라집니다.
균시차에 따르면.

이 문제를 극복하기 위해 사용자는 옵션을 사용할 수 있습니다. 시민_시간= in
r.sun은 실제(벽시계) 시간을 사용하도록 합니다. 예를 들어 중부 유럽의 경우
시간대 오프셋은 일광 절약 시간이 적용될 때 +1, +2입니다.

추출 of 그림자 지도
태양 입사각 맵(incidout)에서 그림자 맵을 추출할 수 있습니다. 지역
값이 XNUMX인 경우 음영 처리됩니다. 다음과 같은 경우 작동하지 않습니다. -p 플래그가 사용되었습니다.

큰 지도 그리고 아웃 of 기억 문제
많은 수 또는 열과 행으로, r.sun 상당한 양의 메모리를 사용할 수 있습니다.
출력 래스터 맵은 분할할 수 없지만 입력 래스터 맵은
n파티션 매개변수. 메모리 부족 오류(ERROR: G_malloc: out of memory)인 경우,
전에, n파티션 매개변수를 사용하여 더 적게 소비하는 분할된 계산을 실행할 수 있습니다.
계산하는 동안 메모리. 에 의한 메모리 양 r.sun 다음과 같이 추정됩니다.
# 입력 래스터 맵 분할 없음:
# 메모리 요구 사항: 래스터 셀당 4바이트
# rows,cols: 현재 영역의 행과 열(g.region으로 확인)
# IR: 수평선 맵이 없는 입력 래스터 맵의 수
# OR: 출력 래스터 맵의 수
memory_bytes = 행*열*(IR*4 + horizon_steps + OR*4)
# 입력 래스터 맵 분할 사용:
memory_bytes = 행*열*((IR*4+horizon_steps)/npartitions + OR*4)

사용 예

노스캐롤라이나 예(그림자도 고려):
g.region 래스터=고도 -p
# 수평선 각도를 계산합니다(다음 r.sun 계산 속도를 높이기 위해).
r.horizon 고도=고도 단계=30 버퍼 존=200 기본 이름=horangle \
최대 거리=5000
# 경사 + 측면
r.slope.aspect 고도=입면도 aspect=aspect.dem 기울기=slope.dem
# r.horizon 출력을 사용하여 오후 180시에 2일 동안의 지구 방사선을 계산합니다.
r.sun 고도=고도 horizon_basename=horangle horizon_step=30 \
aspect=aspect.dem 기울기=slope.dem glob_rad=global_rad 일=180 시간=14
# 결과: 주어진 날짜/시간에 대한 전역(전체) 조도/조도[Wm-2] 출력
r.univar global_rad

주어진 노스캐롤라이나 지역에 대한 통합 일일 일사량 계산
30m 해상도에서 올해의 날. 여기서 172일(즉, 윤년이 아닌 해에는 21월 XNUMX일):
g.지역 래스터=elev_ned_30m -p
# 캐스트 그림자 고려
r.sun 고도=elev_ned_30m linke_value=2.5 albedo_value=0.2 day=172 \
빔_라디안=b172 디프_라디안=d172 \
refl_rad=r172 insol_time=it172
디몬 wx0
# 조사 래스터 맵 표시 [Wh.m-2.day-1]
d.래스트.레그 b172
# 일사량 래스터 맵 표시 [h]
d.rast.leg it172
파이썬 셸에서 특정 날짜부터 연도를 계산할 수 있습니다.
>>> 날짜/시간 가져오기
>>> datetime.datetime(2014, 6, 21).timetuple().tm_yday
172

onworks.net 서비스를 사용하여 온라인에서 r.sungrass 사용