基于GIS的太阳辐射模型及其实现

太阳辐射量是林业、农业、环境、资源、生态等研究的重要基础数据，可是实测需要耗费的人力物力太多；利用已有的公式计算不仅需要很多气象观测数据，地形因子(坡度、坡向、遮蔽角)的计算十分复杂。本研究利用GIS对地形数据的强大管理分析能力，将太阳辐射模型与GIS结合，建立了太阳辐射模型。本模型只需数字高程模型(DEM)就可计算太阳直接辐射、日照时间和简化的散射辐射。利用数字高程模型的高程数据计算坡度、坡向、地形遮蔽等地形因子，提出了一种地形遮蔽的新算法。本模型的假设是：(1)晴空条件下；(2)不考虑一些大气的参数，例如云量、空气中的水溶胶等对辐射传播的影响。通过实验区域的实地采集数据验证，本模型计算的直接太阳辐射量和日照时间的准确率可达到90％以上，散射辐射由于有很多因素没有考虑，还有待进一步的研究。本模型计算的结果用地图的形式显示，可以直观的看出辐射的分布状况。本模型采用的算法速度很快，对计算机硬件的要求不高，并作为ViewGIS地理信息系统基础平台的一个模块已在其中实现。