基于GIS的太阳辐射模型及其实现

基于GIS的太阳辐射模型及其实现

李军[1]2006年在《基于GIS的气候要素空间分布研究和中国植被净第一性生产力的计算》文中研究说明气候要素不仅是人类生存和生产活动的重要环境条件,也是人类物质生产不可缺少的自然资源。在生态学、地学、资源科学和农学等多学科的研究中,气候要素数据都是重要的基础数据源。传统的气候观测基本上是小范围的观测,相当于以点形式对地球系统进行采样,虽然世界各国都建立了大量的气象站点,但是,由于成本的限制,观测采样点都是有限的。而且,受地理条件、维护条件等因素的限制,气象站点的布设很不均匀,发达地区的站点较密集,而在很多自然条件恶劣的地方,站点十分稀少甚至没有。因此,如何根据气象站点的空间分布以及不同气候要素的空间变化规律等情况得到空间化的气候要素数据是近年来生态学、资源科学和环境科学等研究的重要任务之一,也是现代生态学和全球变化科学迫切需要解决的问题之一。 气候要素数据是一种与地理分布密切相关的空间数据,由于GIS技术对空间数据的分析功能,大大提高了气候要素空间分布模拟的精度,减少以往估算过程中计算量大、计算烦琐等缺点,使得气候要素的空间分布研究从传统的定性和半定量发展到全面的定性、定量、定位相结合的综合研究方法。目前,已成为研究气候要素空间分布的重要手段之一。我国地域辽阔、地形地貌十分复杂,地面气象站点分布密度远远低于许多发达国家,在不同空间区域的尺度上,利用GIS技术、有限的地面观测资料以及不同气候要素的空间分布规律等获得较高精度的空间化气候要素数据,可以为不同区域尺度上的生态学、地学、农学、资源与环境学科等方面的研究提供空间化的基础数据平台,为决策部门和生产部门提供重要的基础信息。

王智勇[2]2007年在《DEM支持下的日照市茶树土地适宜性评价》文中进行了进一步梳理本文选择山东省日照市东港区和岚山区作为研究对象,首次对我国暖温带地区茶树土地适宜性进行了评价研究。通过分析暖温带地区土地资源与茶树生长之间的关系,建立了适合北方地区茶树土地适宜性评价的指标体系,最终通过综合评价得到研究区适宜性等级,并编制单因子评价等级图和综合评价等级图;研究集成GIS和数学模型,并运用到评价中,总结出一套适合北方土地适宜性评价快速、精确的方法。在对国内外土地适宜性评价理论、方法和研究状况进行全面评述的基础上,依据FAO《土地评价纲要》中的原则、方法,通过对研究区的气候条件、地形条件、土壤条件作了分析,结合已有的研究资料、大量的野外调查和询问茶农及茶树种植科技人员的基础上,揭示了温带地区各土地条件与茶树生长的相关关系,并遴选了研究区茶树土地适宜性评价的影响因子。在土地适宜性评价中,首先利用1:50000数字高程模型(DEM),借助C语言程序,模拟了实际地形下的直接辐射和散射辐射,同时利用ARCGIS软件提供的Spline内插方法对所选最低月均温、极端低温、相对湿度等因子进行内插,在此基础上,利用天文辐射和气温直减率对实际地形下的温度进行了订正,其结果突破了以往气候因子模拟只能描述其在水平方向变化的局限,结果能够直观地反映出区划因子随海拔和泼向的立体变化特征;另外,基于DEM数据,充分考虑了坡度、坡向、坡位等因素对空气流动的影响,以北风为主要风向,通过ARCGIS软件提供的Kriging内插方法对冬季平均风速进行了模拟,结果逼真的反映了实际地形下风速的分布特点;最后结合同比例尺下的土壤pH值、土壤质地和坡度等数据,建立了土地适宜性评价因子数据库。论文在单因子土地适宜性评价的基础上,确定各因子的相对重要性,借助AHP(层次分析法)计算出各因子的权重,并运用模糊数学模型进行了茶树土地适宜性综合评价,将研究区域划分为最适宜区、适宜区、一般适宜区和不适宜区等四个等级,根据评价结果,分析了各适宜级的分布规律和主要限制性因素,并提出相应的对策。论文是我国北方茶树种植土地适宜性的首次研究成果,研究所选因子具有明显的北方特色,而且各因子的适宜范围也与南方研究有所差别,这对中国茶树种植的研究有所拓展和突破。本研究为研究区茶叶产业有条不紊的发展提供了基础性依据,可以避免盲目扩大种植面积带来的损失,提高经济效益,为该地区土地资源的优化配置提供基础性指导。通过DEM和GIS技术结合,可以更为准确地进行各个重要因子的模拟,通过GIS空间分析和模糊数学的结合可以准确快速完成评价,而且能实现定性和定量的土地适宜性评价的综合表示,使评价结果更符合实际情况。

魏合义[3]2016年在《基于日照需求的景观植物选择及智能决策方法》文中指出景观植物发挥的生态服务功能在缓解城镇化带来的一些“城市问题”时,被认为是一种绿色、安全及有效的途径。植物的成活及健康生长是其生态功能发挥的前提。我们的调查与分析结果显示,日照因子在城镇中已成为限制景观植物正常生长、发育的关键因素,特别是在高密度建成环境中。同一地理位置,建筑高度、建筑布局及地形的多样性导致了地面日照辐射的不均衡性。因人类感知能力的局限性,传统上由设计师经验主导的植物选择与植物群落构建方式,已很难实现植物的日照需求与环境日照供给的准确匹配,也无法保障城镇植物的可持续建植。为解决这一难题,本研究综合利用仪器测定、数字模拟、数据拟合分析、植物健康判断、园林生态学理论及植物群落进化理论等多种技术、方法与理论,以GIS和MS Excel为平台工具结合MATLAB计算机编程语言,设计了基于日照需求习性的城镇植物及其群落智能决策支持系统(UP-DSS),实现了植物选择与配置工作的数字化、系统化及智能化目标,最终解决了研究背景中所提到的难题。本课题在整个研究过程中,产生了以下主要创新成果:首先,提出了利用黑箱思维、植物健康判断与数字模拟技术的植物日照需求习性预测体系,改变了必须通过仪器测定植物光补偿点(LCP)和光饱和点(LSP)的工作方法。利用光合仪器测定植物的LCP和LSP多数在实验控制环境中进行,本研究对居住区中的植物进行测定时发现,仪器实测方法易受环境条件、仪器精度和操作习惯等因素的影响,且存在测定周期长、效率低等缺点。本研究所提出的预测体系,是通过日照辐射数字模拟结合植物健康状态响应,可分析出不同景观植物对日照辐射的需求值区间及敏感程度。本研究所提出的预测体系,经测试具有周期短、成本低及效率高等诸多优点。其次,提出日照辐射限制下的植物群落构建模型,以此模型预设了100种植物群落类型,可以满足城镇区域中不同类型的绿化实践(华中地区)。根据本研究的调查结果显示,在养护条件较好的现代居住小区,日照辐射已成为限制植物种类选择与群落构建的关键因子,而且该因子无法通过人为措施得到改善。根据这种假设,本研究借鉴早生植物群落演替规律,首次提出日照辐射限制下的植物群落构建模型,用于指导城镇居住区中的植物群落设计与选择。依据此模型结合本研究的植物种类,预设了100种植物群落类型,将其存入UP-DSS的数据库,为该系统的普及推广提供数据支持。再次,利用GIS技术与MATLAB计算机编程语言,构建了基于日照需求习性的城镇植物及其群落智能决策支持系统(UP-DSS),实现了植物选择与配置工作的数字化、系统化及智能化。采用GIS技术和MS Excel工具对建筑数据、地形数据以及植物数据进行储存、分析与管理,结合日照辐射模型(Solar Radiation Model)、布尔信息检索模型(Boolean Model for IR),实现了基于日照需求习性的城镇植物及其群落智能决策。以研究区域为案例,完成了景观植物的适应性规划与布局,除了基于日照辐射需求的植物总体规划与布局外,又详细设计了滨水游憩科普区、生物多样性维护区、道路污染防护区的植物选择与群落结构类型。最后,为使该方法便于推广应用,本研究采用MATLAB计算机编程语言设计了简洁的图形用户界面(GUI),实现了单机能够独立运行的决策支持系统(UP-DSS)。为检测该系统的性能,以研究区域作为案例进行操作演示,结果发现UP-DSS系统具有良好的实际表现,能够满足景观设计师对该技术的实践需求。

史同广[4]2007年在《基于GIS的山东茶园土地评价技术方法研究》文中提出近10几年来,GTS技术日益广泛地用于土地评价研究中,使得土地评价工作更精确和合理。但是,以GIS作为支撑技术,土地评价中仍然存在评价影响因子空间分布的模拟精度问题。本文研究的重点是基于DEM的气候因子空间分布模拟技术方法,以及GIS与数学模型相结合的土地适宜性评价方法。具体内容如下:1.分析了当前土地适宜性评价技术方法上的现状,总结了技术方法方面的成就以及存在的问题,指出当前研究存在的主要问题是如何提高评价因子空间分布的模拟精度问题。2.本文选择了茶园发展比较好,丘陵地貌类型为主的典型研究区。通过典型区茶树生长生物地学特点的分析研究,建立了北方茶园土地适宜性评价的指标体系。3.针对典型研究区茶园土地适宜性评价所需要限制性因素的空间数据,进行了数据的准备和相关的数据处理,建立了专题地图数据库和DEM。4.阐述了基于DEM进行太阳辐射空间分布模拟的原理和技术流程,以及软件实现的途径。并对研究区年直接辐射、山地散射辐射分布的模拟结果进行地形分布规律分析。5.提出在丘陵地区复杂地形条件下,气象站温度数据内插与高度订正后,再进行辐射订正处理的技术方法。6.分析了北方茶树冻害与风场的关系,论述了复杂地形下风速变化的基本模式,给出了气流通过山坡地时的流线剖面图,基于DEM窗口分析技术,分析了地形动力作用下不同地形部位的风速差异。7.在对各参评因子进行模拟和分级的基础上,运用GIS和模糊数学模型相结合评价方法,对典型研究区茶树土地适宜性进行评价,对山东全省茶树适生环境进行区划。本文主要创新点有以下几个方面:第一、建立了北方茶树土地适宜性评价指标体系。第二、采用高分辨率DEM模拟气候因子。第叁、提出在丘陵地区复杂地形条件下,温度数据内插与高度订正后,再进行辐射订正处理的技术方法。第叁、论述了复杂地形下风速变化的基本模式,分析了地形动力作用下不同地形部位的风速差异。提出了在GIS软件支持下,基于DEM窗口分析技术订正的算法,并采用AML语言编程实现。第五、采用GIS与数学模型相结合的评价方法,使土地评价在技术方法上有所提高。

张志平[5]2007年在《林下参种植光环境评价系统的研究》文中研究说明针对目前人参种植业存在的问题,提出在人工林下栽参的社会价值与经济价值,在此背景下研究人工林下对人参生长影响最大的光环境。本课题的研究将把各种模型(人工林单株圆锥形树冠坡面投影边界模型、人工林下太阳辐射模型)及人参生长适应性评价、不同生态区的太阳辐射资源评价、林业资源信息等与GIS技术相结合,使大量的数据信息、复杂的模型和判别方法通过计算机处理后更准确、快捷,而且具有可视化效果,使用户更容易,更方便的了解林下光环境。在地理信息系统工具支持下,将地理信息系统软件工具作为原功能重新组织,在充分了解数据结构的基础上,开发由底层到高层的应用系统,设计实用的应用界面,建立“基于GIS的林下参种植光环境计算机信息管理及综合评价系统”。

张雨[6]2012年在《太阳能热利用信息系统的研究与实现》文中提出随着全球气候变化和人类化石燃料资源的大量消耗,可再生能源的开发与利用引起了世界各国的普遍重视。有效控制温室气体排放,合理控制能源消费总量,提高能源利用效率,加快低碳技术研发和应用成为迫切需要。太阳能作为一种清洁可再生能源,其开发和利用对于经济的健康可持续发展具有重要意义。上海市临港地区是上海市的八个低碳实践区试点之一,上海海洋大学是临港低碳实践区的低碳校园试点。节能减排是高校建设节约型校园的重要内容,是推行低碳生活理念的重要措施。应用信息技术分析自身能源利用情况、特点、存在问题等,可为低碳校园建设提供数据、手段等参考。太阳能热利用由于受到季节、气候、昼夜、地理纬度和海拔等因素的影响,对太阳能热利用系统的合理设计、稳定运行并真正体现节能经济性提出了较高的要求。本文针对太阳能热利用系统的状态监测与控制问题,应用传感器技术、无线通信技术、智能控制技术实现了前端数据的采集、传输与控制。数据中心采用表示层/业务层/数据层叁层混合体系统结构,解决了数据的存储、管理与结果展示的问题。在太阳能热水系统热性能分析方面,从太阳能热利用基本理论出发,推导出了太阳能热水系统最小补充热量的数学模型。最后给出了基于GIS的太阳能热利用信息监管平台设计与实现方法。本文采用物联网技术实现了太阳能热利用信息系统的数据采集、通信传输及系统监控。在太阳能热水系统中安置太阳辐照度传感器、水温传感器、水位传感器、气体流量传感器、环境温度传感器等,并根据各传感器需求选择不同的方式与数据采集器连接,然后借助移动通信网络和无线微波传输网络将数据传送至远程监控中心,数据经分析处理后反馈给控制系统,达到预警条件时,系统将自动发送报警信息给用户。通过以上实验手段,实现了对太阳能热利用系统运行状态的监测、预警以及对水位、水温、集热器倾角等系统参数的自动控制。本文根据太阳能热利用基本原理,推导出了系统最小补充热量的数学计算模型。通过分析时间因素的对太阳赤纬、集热面上太阳辐照度变化的影响,环境温度、集热器进口水温对集热器效率、系统最大集热量的影响,以及系统水位、水温等负荷情况对系统实际集热量的影响,得出系统的辅助能源消耗量与系统运行参数之间的数学关系,建立太阳能热利用系统最小补充热量计算模型。通过该数学模型,控制系统可以对系统运行参数进行相应的调整,增加对太阳能资源的利用量,使辅助能源的消耗量减至最少,达到节能减排的目的。本文采用混合编程技术实现了基于GIS的太阳能热利用信息监管平台系统。将该平台系统划分为管理信息子系统、地理信息子系统和辅助决策子系统,分别对应着关系数据库管理、矢量地图操作与数据分析处理。然后,综合运用ArcGIS、MATLAB、VC++、SQL Server等多款应用软件,充分发挥各软件的优势,完成了系统数据库、功能模块和图形用户界面的设计。最终,实现了GIS与MIS的耦合,有效地完成了数据的存储与管理、系统数学模型的运算及结果的展示。本文运用物联网技术实现了对太阳能热利用系统的监控,提出了太阳能热利用系统最小补充热量计算模型,给出了基于GIS的太阳能热利用监管平台软件的设计与实现。

谢阳生[7]2001年在《基于GIS的太阳辐射模型及其实现》文中提出太阳辐射量是林业、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。

程复[8]2007年在《基于GIS的接坝山地太阳直接辐射模型应用研究》文中指出本论文结合教育部科学技术重点项目“接坝山区土地数值化评价方法的研究”(104032),基于ViewGIS的太阳直接辐射模拟计算功能,进行了河北丰宁小坝子乡太阳直接辐射时空分布规律的研究,以期为当地的区域规划和生态环境建设提供基础资料和科学依据。论文首先介绍了以ViewGIS为平台通过DEM模拟计算太阳直接辐射的方法和原理,在此基础上,以2004年连续定位实测太阳直接辐射数据为依据,对太阳直接辐射模型进行了精度校验和误差分析。误差分析的结果表明:所有晴日条件下误差平均为3.17%,仅有少数时刻超过10%,在小坝子乡模型的精度可以满足需要;少云条件下误差平均为15.5%;多云条件下误差平均为41.28%。误差随着云量的增多逐步增大,故模型在少云和多云的天气状况下不能很好地模拟实际情况。将ViewGIS系统计算所得太阳直接辐射值添加到原有地块属性数据库,并在新建属性数据库的基础上进行统计分析。分别计算了典型年(1977年)24节气的太阳辐射日、月以及年总量,在此基础上分析了小坝乡太阳直接辐射的时空分布规律。结果表明:一日内的太阳直接辐射早晚小、中午大,最大值出现在正午前后(约11:30-13:30之间),日变幅为906.71-916.68J/m~2·s;太阳直接辐射随24个节气的动态变化规律为:以夏至日为中心依次向两边递减的典型正态分布,夏至日值最大为25.16MJ/m~2,冬至日值最小为3.99MJ/m~2;太阳直接辐射月际动态变化呈单峰型曲线,7月份值最大(752.53MJ/m~2),12月份值最小(128.79MJ/m~2)。空间变化规律研究结果表明:地貌对太阳直接辐射分布的影响是比较明显的,太阳直接辐射随海拔高度升高而增大,沟台地的太阳直接辐射量高于山顶等其它地貌部位,山下部的直接辐射量是最低的,分布规律依次是沟台地>河滩地>山顶>山中上部>沟道>山下部;太阳直接辐射随坡度的增加逐渐递减,并以8°和35°为明显的分界。3°—8°坡比8°—15°坡平均辐射量高29.87MJ/m2,15°—35°坡比≥35°坡平均辐射量高27.81MJ/m2;一年中各月份太阳直接辐射随坡向的变化规律为阳坡>半阳坡>半阴坡>阴坡。

姚益平[9]2011年在《基于能耗与作物生产潜力的中国温室气候区划》文中指出中国设施作物栽培面积目前已超过300万hm2,成为世界设施农业第一大国。气候条件特别是光热资源,不仅影响温室作物的生长发育、产量和品质,还直接影响温室作物生产的能耗,进而影响温室作物生产的经济效益。温室生产是一种抗逆性强的耗能型产业,受不同气候条件的影响较大,因此温室生产具有很强的区域性。如何充分利用当地光热资源,合理布局不同类型温室并从能耗角度优化温室的结构设计与环境调控,是中国设施农业中需要解决的关键技术问题。国内已有的温室气候区划研究没有综合考虑温室生产的能耗利用率或温室生产的投入与产出问题;所采用的气候资料代表性站点不够多,大多数侧重于温室的区域性的静态区划,不能针对历史气候资料的时空变化,利用新近的或更长年代和更多站点的气候资料,及时动态更新温室气候区划结果;在温室能耗估算方面,国内已有研究一方面没有考虑温室夏季的强制通风降温能耗,另一方面没有考虑温室结构和覆盖材料、以及环境控制目标和作物状况对能耗的影响。本研究针对中国温室气候区划和温室能耗估算中存在的问题,根据温室作物生长发育对光温条件的要求,确定不同能耗期的划分指标,系统分析中国主要温室作物不同能耗期的持续天数及相应的光热资源分布情况;结合温室小气候模型、温室能耗预测模型和作物生长模拟模型,全面分析了中国温室基础能耗、主要温室作物潜在产量及能耗利用率分布情况;在此基础上,研究基于能耗与作物潜在产量的温室气候区划方法,对中国温室气候进行区划;并集成中国温室气候区划及能耗与作物潜在产量估算系统,实现温室气候区划的自动、动态和实时制作。主要研究结果如下:1.基于能耗的温室作物生产的光热资源分析。从温室周年生产所需能耗的角度出发,根据温室作物生长发育对光温条件的要求,分别以平均气温稳定通过低于温室作物生长发育的最低温度、平均气温稳定通过22℃为依据,确定各地一年中适宜进行温室作物生产的时期(无能耗期)、需要进行加热的时期(加热能耗期)、需要进行通风降温的时期(降温能耗期),计算分析3个时期的持续天数及相应时段的有效积温、负积温和太阳辐射的分布情况。中国温室需要进行加热采暖日数的高值区主要位于西藏和青海、内蒙古和黑龙江省大部分地区,这些区域加温能耗高。而温室降温期的高值区主要位于海南省,高达200d以上,不利于温室生产。一年中温室作物适宜生产的日数高值区主要集中在云南省,腾冲地区高达277d。2.温室作物周年生产能耗及潜在产量分析。以Venlo型连栋温室和温室主栽作物黄瓜和番茄为研究对象,利用温室能耗预测模型和作物生长模型,模拟预测在商业化生产中常用的两种不同的温室温度(白天和夜间温度控制目标分别为控制策略一:24℃与19℃,控制策略二:20℃与15℃)和C02体积分数(增施:1000μL/L,自然通风不增施:350μL/L)控制策略下,连栋温室黄瓜、番茄周年生产所需的能耗和潜在产量。在此基础上,计算每单位黄瓜、番茄产量所需要的能耗,并利用GIS技术及反距离权重插值方法获得空间上连续分布的栅格数据,得到中国连栋温室黄瓜和番茄周年生产单位产量能耗分布图。中国温室周年生产黄瓜、番茄单位产量能耗总体趋势是从低纬度地区向高纬高海拔的寒冷地区增加。两种温度控制策略下各地的黄瓜、番茄单位产量能耗差异在8%以内,但增施CO2可以降低各地的黄瓜、番茄单位产量能耗达29%~67%,低纬度地区降低幅度大于高纬高海拔区。中国温室能耗主要受室外气候和温室温度控制目标影响;在两种温室温度控制策略下,黄瓜、番茄潜在产量主要受室外光照条件和室内CO2浓度影响。增施CO2能够大幅提高温室作物产量,是增加温室作物产量和提高能耗利用率的有效手段。3.基于能耗与作物潜在产量的中国温室气候区划。在分析基于能耗的中国温室生产气候资源及能耗利用率分布情况的基础上,确定温室作物适宜生长期、采暖期、通风降温期的持续天数以及相应时段的辐射和有效积温等10个要素为指标,通过模糊C-均值聚类对基于能耗的温室气候进行一级区域划分,以表征该区域特点的主要因子为指标,分别将每个一级区分为3个二级区(Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级区)。中国温室气候适宜区主要分布在北京—山西—陕西—四川—云南以及此线以东以南地区;次适宜区主要分布在西北和辽宁大部分地区,不适宜区则位于中国东北的黑龙江和吉林、内蒙古东北部、新疆北部、以及青藏高原海拔4500米以上地区。适宜区的特点是基于能耗的温室气候条件最优越,一年中适宜温室作物生产时期长,温室生产能耗相对较低,仅为不适宜区的45%左右,以云南为代表的适宜Ⅰ级区温室作物适宜生长期最长,温室作物单位产量所需能耗低,生产效率高,从能耗角度看,发展温室成本相对较低,优势明显。不适宜区冬季温室生产需要加热采暖的天数相对较多,加温能耗大约为适宜区的3倍,单位产量所需能耗是适宜区的220%左右,以黑龙江为代表的不适宜Ⅲ级区,冬季需要加温采暖天数最多,温室作物单位产量所需能耗最高,生产效率低,不适宜发展温室。该研究结果较好地反映了中国温室生产基础能耗、主要作物潜在产量及相关气候条件的地域差异,为中国温室生产合理布局提供科学依据。4.温室气候区划及能耗与作物潜在产量估算系统集成。将温室气候区划与温室作物周年生产能耗预测模型和作物生长模型相结合,建立了温室气候区划及能耗与作物潜在产量估算系统。该系统可以将各地区的室外气象资料、温室结构参数、温室环境控制设置点以及作物基本信息作为输入,实现作物发育期预测、潜在干物质生产及产量预测、温室小气候预测、温室运行能耗预测、温室气候区划及查询、系统维护和帮助等功能。实现温室气候区划及能耗与作物潜在产量估算的自动、滚动、实时制作。同时,利用GIS技术实现数据网格化,相比前人的研究,精度明显提高。本研究开展基于能耗与作物潜在产量的中国温室气候区划与评价,结合温室运行基础能耗、温室作物潜在产量和能耗利用率分析,将温室生产的投入与产出有机结合,为不同类型温室的合理布局和投资风险评估以及优化温室的结构设计与环境调控提供技术支持。

王鹏[10]2006年在《基于HLA的空间环境要素建模与仿真技术研究》文中提出在上世纪的最后二十年,世界各国已经成功地利用信息技术、遥感探测技术、可视化技术、系统仿真技术来研究地面环境,帮助人类认识、分析和利用环境,从而为人类的活动提供辅助决策。随着人类活动范围的扩大与航天活动的增强,空间环境的研究也越来越被人们所重视。正像研究地面环境一样,空间环境是人类科学发展的下一个焦点,开展空间环境及其效应的研究,从中掌握和发现其活动规律,可以为人类利用和进入空间奠定坚实的基础。 本文通过对空间环境要素建模、可视化仿真、分布式交互仿真、数字地球等相关技术的深入研究,创造性地将系统仿真、空间信息系统的理论与方法应用于空间环境科学研究,提出了空间环境信息系统的概念,在此基础上建立了空间环境要素建模与仿真的技术框架,重点研究并实现了空间环境要素及其效应的叁维建模与可视化仿真。同时基于仿真重用、模块开发的思想,利用高层体系结构HLA(High Level Architecture)技术详细设计了“空间环境仿真平台”联邦,重点开发了“空间环境要素仿真”联邦成员。该联邦的设计与建立为空间科学的研究提供了统一的环境背景和技术开发的仿真平台。本文的创新性工作具体包括以下几个方面: 1.按照联邦开发和执行过程模型FEDEP(Federation Development and ExecutionProcess Model),通过对“空间环境仿真平台”的功能分析,设计了“空间环境仿真平台”联邦,具体设计并实现了基于HLA的“空间环境要素仿真”联邦成员。通过对联邦成员开发流程和运行流程的深入研究,利用面向对象技术分析了“空间环境要素仿真”联邦成员的构成,设计了对象关系结构图,建立了该成员的仿真对象模型SOM(Simulation Object Model)表,利用KD-Fedwizard工具生成了“空间环境要素仿真”联邦成员。 2.提出了“空间环境信息系统”SpenIS(Space environment Information System)这一崭新概念,建立了SpenIS系统的基本理论,设计了该系统的技术框图和实现途径,讨论了系统中多维动态空间环境模型、空间环境的时空语义模型和空间环境信息的传输模型,探讨了地理信息系统GIS(Geographical Information System)与SpenIS结合的基础和方式,提出了几种适合于SpenIS开发的方法,并初步建立了空间环境数据库。引入“数字空间”的概念,利用SpenIS将研究对象和范围由地面目标和近地环境扩展至整个日地空间目标和空间环境,将“数字地球”、“数字空间”、GIS等概念和方法引入到空间环境研究中。 3.设计并实现了空间环境要素数据场的几何建模Spen-GBM(Space Environment

参考文献:

[1]. 基于GIS的气候要素空间分布研究和中国植被净第一性生产力的计算[D]. 李军. 浙江大学. 2006

[2]. DEM支持下的日照市茶树土地适宜性评价[D]. 王智勇. 山东师范大学. 2007

[3]. 基于日照需求的景观植物选择及智能决策方法[D]. 魏合义. 武汉大学. 2016

[4]. 基于GIS的山东茶园土地评价技术方法研究[D]. 史同广. 解放军信息工程大学. 2007

[5]. 林下参种植光环境评价系统的研究[D]. 张志平. 吉林大学. 2007

[6]. 太阳能热利用信息系统的研究与实现[D]. 张雨. 上海海洋大学. 2012

[7]. 基于GIS的太阳辐射模型及其实现[D]. 谢阳生. 中国林业科学研究院. 2001

[8]. 基于GIS的接坝山地太阳直接辐射模型应用研究[D]. 程复. 北京林业大学. 2007

[9]. 基于能耗与作物生产潜力的中国温室气候区划[D]. 姚益平. 南京农业大学. 2011

[10]. 基于HLA的空间环境要素建模与仿真技术研究[D]. 王鹏. 解放军信息工程大学. 2006

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