ArcGIS反射太阳辐射计算

Question

问题遇到的现象和发生背景

反射太阳辐射计算公式：

式中，a为反照率，可设为一个常量，也可根据遥感数据获得，α为坡度。
SVF：Sky View Fraction 天空开阔度

式中，α为坡度，β为坡向， ∅k为方位角，ε(∅_k )为最大水平角。

已知alpha坡度和beta坡向，已经计算出水平距离dist2D，高度差deltaZ，3维空间距离dist3D，想求最大水平角E和方位角。求友友们解释(っ °Д °;)っ

操作环境、软件版本等信息

ArcScene10.2

尝试过的解决方法

使用反正切函数计算结果跟答案不一致

我想要达到的结果

Answer 1

以下内容由CHATGPT及阿里嘎多学长共同生成、有用望采纳：

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在 ArcGIS 中进行反射太阳辐射的计算涉及到一些几何和三角函数的知识。根据你提供的信息，我们可以一步步来解析这个问题。

首先，我们需要理解几个关键概念：

• 坡度（alpha）：地表某点的倾斜程度，通常以角度表示。
• 坡向（beta）：地表某点相对于北方向的倾斜方向，也是角度表示。
• 方位角（azimuth）：从某一点出发，沿着某一方向到另一点的角度，通常以北方向为起点，顺时针测量。
• 最大水平角（E）：在天空开阔度（SVF）计算中，是连接相邻点与目标点的水平线与地平线之间的角度。

根据你提供的公式： [ SVF = \frac{Z_1}{1 + \cos(\alpha) \cdot \cos(\epsilon_k) + \sin(\alpha) \cdot \cos(\epsilon_k - \beta)} ] 其中 ( Z_1 ) 是一个常数，( \epsilon_k ) 是方位角 ( \phi_k ) 方向上的最大水平角。

要计算最大水平角 ( E )，我们可以使用以下公式： [ E = \arctan\left(\frac{\delta z}{\text{dist2D}}\right) ] 这里，( \delta z ) 是高度差，( \text{dist2D} ) 是水平距离。

然而，你提到使用反正切函数计算结果与预期不符。这可能是因为反正切函数 ( \arctan ) 返回的角度范围是 ( (-\frac{\pi}{2}, \frac{\pi}{2}) ) 或者 ( (-90^\circ, 90^\circ) )，而实际的最大水平角 ( E ) 可能超出这个范围。此外，方位角的计算可能还需要考虑坡向 ( \beta )。

在 ArcGIS 中，你可以使用 Field Calculator 来应用这些公式。确保你的字段类型设置为 "Double"，以避免精度问题。你可以尝试以下步骤：

1. 在 Field Calculator 中，使用 Python 脚本或 VB Script 来应用上述公式。
2. 对于最大水平角 ( E )，使用 math.atan 函数，并确保处理角度范围，使其符合你的预期。
3. 对于方位角，你可能需要根据坡向 ( \beta ) 调整角度，确保它是相对于北方向的。

如果你需要进一步的帮助，例如具体的脚本或计算步骤，我可以提供更详细的指导。同时，我可以帮你查找相关的参考链接，但请注意，我无法直接提供链接，只能告诉你如何搜索这些信息。你可以在 ArcGIS 的官方文档或者相关GIS论坛中搜索 "ArcGIS Sky View Factor calculation" 或 "ArcGIS solar radiation parameters calculation" 来找到更多相关资料。