三维GIS显示中,利用太阳高度角和方位角计算光照

三维GIS显示中,利用太阳高度角和方位角计算光照

利用【太阳方位角】和【太阳高度角】进行光照计算的时候,需要注意:
– 1、 坐标系是球坐标系,具体正方向如下图所示:
三维GIS显示中,利用太阳高度角和方位角计算光照_第1张图片
极坐标公式:
x=rsinθcosφ.
y=rsinθsinφ.
z=rcosθ.
φ:由x轴出发,逆时针旋转到地物方位所得的角度;
θ:由z轴出发,顺时针旋转到地物方位所得的角度;

– 2、太阳高度角和方位角正方向表示:
太阳高度角:太阳射线与水平面的夹角,对应球坐标系下θ的余角,即太阳天顶角的余角,方向:由太阳射线出发,顺时针转到水平面得到的角度;

太阳方位角:太阳射线投影到水平面上得到的射线和正北方向的夹角,方向:由正北方向出发,顺时针旋转到投影射线得到的角度;(一般正北方向就是指球坐标系下的y轴方向)

∗ ∗ 地 理 方 位 和 数 学 方 位 的 转 换 ∗ ∗ ( 即 太 阳 高 度 角 和 太 阳 方 位 角 , 与 球 坐 标 系 的 关 系 ) : \color{lime}{**地理方位和数学方位的转换**(即 太阳高度角和太阳方位角,与球坐标系的关系):} ()
θ = 90 - 太阳高度角;
φ = 360 - 太阳方位角 + 90;
具体推导,可由特殊值反推得到,比如太阳方位角=315,太阳高度角任意反推证明。

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