基于三维GIS的建筑物日照分析研究

建筑日照分析
建筑日照分析是一门研究太阳光照射建筑物的科学，它将反映在设计中，以免影响建筑物内部的舒适度。

建筑日照分析可以将太阳能利用起来，为建筑物提供自然采光，同时还可以减少能源消耗。

通常，建筑日照分析包括对建筑物内部照明、通风和采暖系统的影响的分析以及太阳能的利用。

建筑日照分析的步骤主要有：
1. 进行日照图分析，利用GIS技术对建筑周围的地理位置进行分析，了解太阳照射情况；
2. 建筑物内均匀采光分析，考虑建筑物的外观形态，了解建筑物内部空间的照度情况；
3. 用光源计算设计照度，确定采光方式，根据不同照度要求计算需要的灯具数量；
4. 通过太阳能分析对建筑物的太阳能利用情况进行分析，确定太阳能的利用效率；
5. 进行热量分析，分析太阳热控制情况，考虑采光，外墙，窗户等要素，进行热量计算。

日照分析测绘中高层建筑物三维坐标的获取方法摘要：对高层建筑高度测量方法进行探讨，提出一种简便可行的测量方法，并对其观测误差进行分析。

关键词：日照分析；高层建筑物；误差分析1 引言笔者从事城市测量工作，在平时的日照分析测绘时经常遇到这样的情况，某些高层建筑物及其附属物如电梯间太高，测绘他们的高度时要求的距离就会很远，就超出了平常的免棱镜仪器的距离要求，在日常的工作中，经过试验，笔者找到了一种方法，可以快速获取待测点的三维坐标。

2 外业测量步骤首先使用RTK方法获取点A、B的三维坐标，作为已知点为A(XA,YA,HA),B(XB,YB,HB)。

（AB应能通视，且都能与P通视）在A点架设全站仪，用B点定向，瞄准待测点P，读出其水平角α，垂直角ι；在B点架设全站仪，用A点定向，瞄准待测点P，读出其水平角β，垂直角κ。

3 公式推导及内业计算3.1利用前方交会方法计算P点平面坐标P(XP,YP)计算方法如下：首先通过平面直角坐标反算，可获得AB边的坐标方位角αAB和边长SAB,由坐标方位角αAB和观测角α可推算出坐标方位角αAP，由正弦定理可得AP 的边长SAP。

由此根据平面直角坐标正算公式，即可求得待定点P的坐标，即当A、B、P按逆时针编号时，αAP=αAB-α，将其代入上式，得顾及XB -XA = ，YB-YA= ，则有（1）由正弦定理可知：=将上式带入（1）式，并整理可得（2）式（2）即为前方交会计算公式，通常称为余切公式，是平面坐标计算的基本公式之一。

在此应指出：式（2）是在假定△ABP的点号A(已知点)、B(已知点)、P(待定点)按逆时针编号的情况下推导出的。

若A、B、P按顺时针编号，则相应的余切公式为：（3）这样，待定点的平面坐标就有了。

3.2确定待定点的高程首先由由正弦定理可以确定A、B到P点的水平距离SAP、SBP：由（式中γ=180°-（α+β））可知SAP=SBP=由三角高程公式可知，HP=HA+ iA+SAP*tanι= HA+iA+ *tanι或HP=HB+ iB+SBP*tanκ= HB+ iB+*tanκ这两个计算公式可相互检核，亦可求平均值作为P点高程。

建筑日照分析
“日照分析”是一种建筑设计过程中必不可少的分析方法。

它将影响建筑外观和位置布局的自然环境因素可视化，为建筑设计者提供重要参考。

本文将讨论建筑日照分析的重要性，以及实施日照分析的不同步骤。

日照分析的重要性
通过日照分析，建筑设计者可以了解其建筑的日照状况，合理规划建筑外观和位置布局，从而优化建筑环境，提高抗风、抗湿性能，减少雨水积水等困扰。

此外，日照分析也可以考虑夏季高温时建筑的温暖性能，以及冬季低温时建筑的保暖性能，确保建筑的节能率，减少二次能耗的消耗。

日照分析的过程
首先，用GIS软件对避免阴影的可能性进行分析，从而对地形特征进行更进一步的考虑。

其次，使用日照仪或者光谱计量设备，测量研究区域的温度变化状况，给予冬季保暖和夏季避暑提供重要参考。

此外，也应该使用跟踪器来监测建筑物的全天日照状况，以便确定地块位置的最佳状态。

最后，使用精密仪器测量地块日照量，可以发现潜在的建筑漏洞，提出改善意见，减少紫外线伤害。

日照分析的应用
日照分析不仅可以应用于常见建筑，还可以用于公共空间的设计和安排。

比如，可以分析公园的日照状态，在保证观赏性的前提下，把低日照量的区域留给老年人休息处，以减少其受紫外线伤害
的风险；也可以采取相应的措施，例如在阳光较暗的区域增加遮阳设备，提高其日照量，以满足应邀宾客活动和景观观赏等各项需求。

日照分析在建筑设计过程中具有非常重要的作用，使建筑物可以与自然环境和谐共处，提高建筑功能性能，减少节能消耗，节约能源。

从而为大众提供健康、节约、安全的生活环境，最终达到节能环保的目标。

第３４卷第２期２０１９年４月㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀山东建筑大学学报ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＳＨＡＮＤＯＮＧＪＩＡＮＺＨＵＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀Ｖｏｌ.３４Ｎｏ.２Ａｐｒ.２０１９收稿日期:２０１９－０２－０５基金项目:山东省绿色建筑协同创新中心团队建设基金项目(ＬＳＸＴ２０１５０６)作者简介:亓伟(１９９４－)ꎬ男ꎬ在读硕士ꎬ主要从事工程ＧＩＳ技术及其应用等方面的研究.Ｅ￣ｍａｉｌ:ｑｗ１１２０７９＠１６３.ｃｏｍ通讯作者∗:孙英君(１９７６－)ꎬ女ꎬ副教授ꎬ博士ꎬ主要从事太阳辐射㊁土壤重金属分布等方面的研究.Ｅ￣ｍａｉｌ:ｓｄｊｚｕｓｙｊ＠１２６.ｃｏｍＤＯＩ:１０.１２０７７/ｓｄｊｚ.２０１９.０２.００９基于ＡｒｃＧＩＳ的建筑物屋顶太阳辐射分析以山东建筑大学为例亓伟１ꎬ孙英君１ꎬ２ꎬ∗ꎬ王鸿燕３ꎬ江云婷１ꎬ程英伟１(１.山东建筑大学测绘地理信息学院ꎬ山东济南２５０１０１ꎻ２.山东省绿色建筑协同创新中心ꎬ山东济南２５０１０１ꎻ３.山东农业工程学院国土资源与测绘工程学院ꎬ山东济南２５０１００)摘要:太阳能作为一种易获取的清洁能源ꎬ已经得到了广泛有效地开发利用ꎬ最大限度地利用建筑物表面太阳能是智慧城市智慧能源发展中的一项有效措施ꎬ而建筑物屋顶太阳辐射估算是合理规划光伏转化设备及环保建筑材料的前提ꎮ文章利用机载激光雷达数据ꎬ提取了山东建筑大学新校区建筑物的三维信息ꎬ以ＡｒｃＧＩＳ为平台ꎬ利用衍生的地形坡度㊁坡向信息ꎬ结合研究区纬度㊁太阳时角㊁天气状况等自然因素ꎬ对校内１３栋建筑屋顶的太阳辐射进行分析ꎮ结果表明:晴天时ꎬ屋顶接收的太阳辐射是阴天条件下的１.１５倍ꎬ全天候下雨天中ꎬ屋顶太阳辐射量约为晴天状况下的５８％ꎻ一天之中１２ʒ００~１３ʒ００时段ꎬ屋顶太阳辐射最大值可达７２６.２０Ｗｈ/ｍ２ꎻ屋顶太阳辐射具有明显的季节变化ꎬ夏秋两季太阳辐射较高ꎬ分别为４９１.３３㊁３２１.２５ｋＷｈ/ｍ２ꎮ关键词:激光雷达数据ꎻＡｒｃＧＩＳꎻ建筑物屋顶ꎻ太阳辐射中图分类号:Ｐ４２２.１㊀㊀㊀㊀㊀文献标识码:Ａ㊀㊀㊀㊀㊀文章编号:１６７３－７６４４(２０１９)０２－００５２－０５ＡｎａｌｙｓｉｓｏｆｔｈｅｓｏｌａｒｒａｄｉａｔｉｏｎｏｆｂｕｉｌｄｉｎｇｒｏｏｆｂａｓｅｄｏｎＡｒｃＧＩＳ:ＡｃａｓｅｓｔｕｄｙｏｆＳｈａｎｄｏｎｇＪｉａｎｚｈｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＱＩＷｅｉ１ꎬＳＵＮＹｉｎｇｊｕｎ１ꎬ２ꎬ∗ꎬＷＡＮＧＨｏｎｇｙａｎ３ꎬｅｔａｌ.(１.ＳｃｈｏｏｌｏｆＳｕｒｖｅｙｉｎｇａｎｄＧｅｏ￣ＩｎｆｏｒｍａｔｉｃｓꎬＳｈａｎｄｏｎｇＪｉａｎｚｈｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙꎬＪｉｎａｎ２５０１０１ꎬＣｈｉｎａꎻ２.ＳｈａｎｄｏｎｇＧｒｅｅｎＢｕｉｌｄｉｎｇＣｏｌｌａｂｏｒａｔｉｖｅＩｎｎｏｖａｔｉｏｎＣｅｎｔｅｒꎬＪｉｎａｎ２５０１０１ꎬＣｈｉｎａꎻ３.ＳｃｈｏｏｌｏｆＬａｎｄＲｅｓｏｕｒｃｅｓａｎｄＳｕｒｖｅｙｉｎｇＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇꎬＳｈａｎｄｏｎｇＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙꎬＪｉｎａｎ２５０１００ꎬＣｈｉｎａ)Ａｂｓｔｒａｃｔ:Ａｓｏｎｅｏｆｔｈｅｅａｓｉｌｙａｃｃｅｓｓｉｂｌｅｃｌｅａｎｅｎｅｒｇｙꎬｓｏｌａｒｅｎｅｒｇｙｈａｓｂｅｅｎｗｉｄｅｌｙｄｅｖｅｌｏｐｅｄａｎｄｕｔｉｌｉｚｅｄ.Ｈｏｗｔｏｍａｘｉｍｉｚｅｔｈｅｕｓｅｏｆｓｏｌａｒｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃｏｒｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃｅｎｅｒｇｙｂａｓｅｄｏｎｌｉｍｉｔｅｄｂｕｉｌｄｉｎｇｓｕｒｆａｃｅｓｐａｃｅｉｓｏｆｇｒｅａｔｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅｔｏｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｓｍａｒｔｃｉｔｙｓｍａｒｔｅｎｅｒｇｙ.Ｅｓｔｉｍａｔｉｎｇｔｈｅｓｏｌａｒｒａｄｉａｔｉｏｎｏｎｂｕｉｌｄｉｎｇｒｏｏｆｉｓｔｈｅｐｒｅｒｅｑｕｉｓｉｔｅｏｆｒｅａｓｏｎａｂｌｅｐｌａｎｎｉｎｇｔｈｅｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎｅｑｕｉｐｍｅｎｔａｎｄｔｈｅｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎｂｕｉｌｄｉｎｇｍａｔｅｒｉａｌｓ.ＢｙｕｓｉｎｇｔｈｅａｉｒｂｏｒｎｅＬｉＤＡＲｄａｔａｏｆＳｈａｎｄｏｎｇＪｉａｎｚｈｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙꎬｔｈｅｔｈｒｅｅ￣ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆｒｅｇｉｏｎａｌｂｕｉｌｄｉｎｇｓｉｓｏｂｔａｉｎｅｄｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ.ＯｎｔｈｅｂａｓｉｓｏｆＡｒｃＧＩＳꎬｂｙｕｓｉｎｇｔｈｅｄｅｒｉｖｅｄｔｅｒｒａｉｎｓｌｏｐｅａｎｄａｓｐｅｃｔｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎꎬｃｏｍｂｉｎｅｄｗｉｔｈｔｈｅｎａｔｕｒａｌｆａｃｔｏｒｓｓｕｃｈａｓｔｈｅｌａｔｉｔｕｄｅａｎｄｓｏｌａｒｔｉｍｅａｎｇｌｅｏｆｔｈｅｓｔｕｄｙａｒｅａꎬａｎｄｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇｔｈｅｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓｏｆｄｉｒｅｃｔｓｏｌａｒｒａｄｉａｔｉｏｎꎬｓｃａｔｔｅｒｉｎｇａｎｄｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎｕｎｄｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｗｅａｔｈｅｒｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓꎬｔｈｅｒｏｏｆｓｏｌａｒｒａｄｉａｔｉｏｎｗａｓｅｓｔｉｍａｔｅｄｏｎ１３ｂｕｉｌｄｉｎｇｓｉｎｔｈｅｃａｍｐｕｓ.Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｓｏｌａｒｒａｄｉａｔｉｏｎｉｎｓｕｎｎｙｄａｙｓｉｓ１.１５ｔｉｍｅｓｔｈａｔｏｆｃｌｏｕｄｙｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓꎬａｎｄｉｎｔｈｅｒａｉｎｙｄａｙｓꎬａｎｄｔｈｅｓｏｌａｒｒａｄｉａｔｉｏｎｉｓ５８％ｏｆｔｈａｔｉｎｓｕｎｎｙｄａｙｓ.Ｔｈｅｒｏｏｆｓｏｌａｒｒａｄｉａｔｉｏｎｒｅａｃｈｅｓｔｈｅｈｉｇｈｅｓｔｉｎ１２ʒ００~１３ʒ００ｗｉｔｈｔｈｅｖａｌｕｅｏｆ７２６.２０Ｗｈ/ｍ２.Ｔｈｅｓｅａｓｏｎａｌｖａｒｉａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｒｏｏｆｓｏｌａｒｒａｄｉａｔｉｏｎｉｓｄｉｓｔｉｎｃｔ.Ｉｔｒｅａｃｈｅｓｔｈｅｈｉｇｈｅｓｔｉｎｔｈｅ㊀第２期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀亓伟ꎬ等:基于ＡｒｃＧＩＳ的建筑物屋顶太阳辐射分析 以山东建筑大学为例㊀㊀㊀㊀㊀㊀５３㊀ｓｕｍｍｅｒａｎｄａｕｔｕｍｎꎬｗｉｔｈｔｈｅｖａｌｕｅｓｏｆ４９１.３３ａｎｄ３２.２５ｋＷｈ/ｍ２ꎬｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ.Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:ＬｉＤＡＲｄａｔａꎻＡｒｃＧＩＳꎻｂｕｉｌｄｉｎｇｒｏｏｆꎻｓｏｌａｒｒａｄｉａｔｉｏｎ０㊀引言由于全球范围内爆发的各种环境㊁气候㊁资源㊁能源问题ꎬ使得人类对新型清洁能源的需求越来越强烈ꎮ近年来ꎬ科学家们对各种新能源的研究越来越深入ꎬ其中太阳能以其清洁㊁高效㊁量多㊁易获取等优点得到了一致认可ꎬ其技术的利用也越加成熟[１]ꎮ太阳能热水器㊁太阳能电池板路灯以及光伏一体化节能建筑等都是对太阳能进行的有效开发利用ꎮ目前ꎬ关于太阳能的研究分为建筑物㊁区域和城市等３个尺度ꎮ而基于有限的建筑物表面ꎬ最大限度地利用太阳能已经成为当前智慧城市智慧能源发展中的有效措施ꎬ而建筑物屋顶太阳辐射估算是合理规划光伏转化设备及环保建筑材料的前提ꎮ建筑物尺度的太阳辐射评估方法比较成熟ꎬ但对区域㊁城市尺度屋顶可获取的太阳能辐射的评估不够ꎬ而且受地域影响没有统一的算法及评估模型[２]ꎮ国内外对太阳能辐射的研究尺度大到洲级㊁国家级ꎬ小到城市区域级别ꎬ然而城市建筑物尺度级别的研究相当有限ꎮＨｕｌｄ等[３]将太阳能辐射数据及影响因子融合到ＧＩＳ系统中ꎬ使用太阳能评估模型ＰＶＧＩＳ(ＰｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃＧｅｏｇｒａｐｈｉｃａｌＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＳｙｓｔｅｍ)对整个欧盟区域的太阳能储量进行了估算ꎻＩｚｑｕｉｅｒｄｏ等[４]对西班牙的建筑物顶部太阳能系统进行潜力评估ꎮＷｉｇｉｎｔｏｎ等[５]预测了加拿大安大略省局部区域房顶太阳能储量ꎬ认为其用电需求的３０％可以通过光电系统予以满足ꎮＶａｒｄｉｍｏｎ[６]使用一套完整的覆盖以色列的地理信息数据ꎬ对可用建筑物顶部面积进行评估ꎬ得出其顶部光伏电力生产潜能达到国家电力消费的３２％的结论ꎮ刘光旭等[７]根据２０００年的１ʒ２５万江苏省土地利用图ꎬ使用空间分析功能ꎬ对江苏省屋顶面积进行了估算ꎮ郭晓琳[８]利用ＧＩＳ和ＥＮＶＩ技术ꎬ根据屋顶面积与人口密度的高度相关性ꎬ利用回归分析推导出徐州市屋顶面积ꎮ徐福圆[９]以谷歌地球(ＧｏｏｇｌｅＥｒａｔｈ)遥感影像图为基础数据ꎬ提出了一种基于区域与边缘线段分析相结合的建筑物外形提取方法ꎬ对建筑物屋顶进行提取并估算其面积ꎬ进而预估屋顶可开发光伏容量ꎮ吕扬等[１０]将遥感反演与ＧＩＳ三维空间分析相结合ꎬ建立了城市建筑物尺度的太阳能资源潜力估算方法和模型ꎬ并在新疆乌鲁木齐城区某建筑群进行进行了应用ꎮＨｕａｎｇ等[１１]利用激光点云数据对上海陆家嘴地区建筑物特征进行提取ꎬ通过采用大气晴朗指数改进的短波太阳能辐射模型估算了该地区建筑物屋顶的太阳能潜力ꎮ周文臻等[１２]利用福建省的数字高程模型ＤＥＭ(ＤｉｇｉｔａｌＥｌｅｖａｔｉｏｎＭｏｄｅｌ)数据ꎬ定量地分析了坡度坡向对天文辐射分布的影响规律ꎬ同时探讨数字高程模型对天文辐射产生的空间尺度效应ꎮ崔日鲜[１３]基于山东境内１７个气象站１９６１ ２０１２年逐日日照时数资料ꎬ分析了山东省的全年和四季太阳总辐射的时空变化特征ꎮ激光雷达ＬｉＤＡＲ(ＬｉｇｈｔＤｅｔｅｃｔｉｏｎａｎｄＲａｎｇｉｎｇ)是一种集多种技术于一身的主动式雷达探测技术系统ꎮ利用机载ＬｉＤＡＲ技术获取目标三维信息的方法ꎬ已在测绘工程㊁环境科学㊁城市规划建设等诸多领域得到广泛应用ꎮ文章基于ＬｉＤＡＲ数据ꎬ对山东建筑大学校内１３栋覆盖太阳能电池板的建筑ꎬ进行高精度三维信息提取ꎬ得到十分准确的建筑物轮廓信息ꎬ利用ＡｒｃＧＩＳ平台自带的Ｈｉｌｌｓｈａｄｅ工具进行研究区域简单的阴影分析ꎬ采用ＳｏｌａｒＲａｄｉａｔｉｏｎＡｎａｌｙｓｔ工具计算建筑物屋顶的太阳辐射ꎬ进而分析其变化特征ꎮ１㊀基于ＡｒｃＧＩＳ的建筑物屋顶太阳辐射计算方法１.１㊀建筑物三维信息提取研究区域为山东建筑大学新校区(３６.６８ʎＮꎬ１１７.１７ʎＥ)ꎮ利用加拿大Ｏｐｔｅｃｈ公司生产ＡＬＴＭＯｒｉｏｎＨ３００型机载激光雷达设备加载ＣＳ－１００００数码相机获取实验区域点云数据ꎮ数据包含３０３万多个点ꎮ基于机载ＬｉＤＡＲ数据得到的宿舍楼及图书馆等１３栋建筑物的空间分布如图１所示ꎮＬｉＤＡＲ数据自带高程属性ꎬ可以非常便捷的批量提取区域建筑物三维信息ꎬ其提取流程如图２所示ꎮ首先根据ＬｉＤＡＲ的高程属性建立包含建筑物等地物信息在内的数字表面模型ＤＳＭ(ＤｉｇｉｔａｌＳｕｒｆａｃｅＭｏｄｅｌ)ꎬ再将建筑物㊁树木等点云信息过滤掉ꎬ生成不包含建筑物等地物信息的数字地形模型ＤＴＭ(ＤｉｇｉｔａｌＴｅｒｒａｉｎＭｏｄｅｌ)ꎬ两者做差得到研究区域建筑物三维模型ꎮ５４㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀山东建筑大学学报㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀２０１９年㊀图１㊀建筑物分布图图２㊀建筑物三维信息提取流程图１.２㊀基于ＡｒｃＧＩＳ的建筑物屋顶太阳辐射计算方法１.２.１㊀阴影分析在进行太阳辐射分析之前ꎬ对研究区域进行阴影分析ꎬ区分建筑物屋顶的可接受太阳辐射的能力ꎮ无阴影部分可接受太阳直接辐射㊁天空散射辐射㊁地物反射辐射ꎬ而有阴影的部分只能接受天空散射辐射与地物反射辐射ꎮ实验研究区域内建筑物相对较高ꎬ且研究对象为建筑物屋顶面ꎬ所研究建筑物屋顶都超过树木ꎬ通过ＡｒｃＧＩＳ的Ｈｉｌｌｓｈａｄｅ分析工具对实验区建筑物进行阴影分析ꎬ得出建筑物顶部无阴影遮挡ꎬ阴影遮挡对本实验无实际影响ꎮ１.２.２㊀建筑物屋顶太阳辐射计算影响地表太阳辐射的要素主要有３大类:地球要素㊁地形因素㊁大气衰减等ꎮ地球要素决定了大气圈顶层的太阳辐射ꎬ其取决于地球倾斜度(季节)㊁纬度和太阳时角(时间)ꎮ地形因素包括高程㊁坡度㊁坡向及阴影ꎮ大气衰减主要指大气中的固体颗粒ꎬ液体和气体对太阳辐射的散射和吸收ꎮ分别在地球表面将截取成太阳直接辐射㊁散射辐射和地物反射辐射[１４－１５]ꎮ文章利用ＡｒｃＧＩＳ平台提供的太阳辐射分析工具进行特定时间段太阳辐射制图和分析ꎮ该工具综合大气效应㊁纬度和高程㊁地理要素㊁太阳角度的周期性变化以及周围地物投射的阴影所带来的影响等因素进行分析ꎮ建筑物屋顶接收到的反射太阳辐射很少ꎬ因此总太阳辐射为太阳直接辐射与散射辐射的总和ꎮＡｒｃＧＩＳ中太阳直接辐射与散射辐射的计算方法[１６－１８]如下:(１)太阳直接辐射计算给定位置的(质心位于天顶角θ和方位角α处)ꎬ总太阳直接辐射Ｄｉｒｔｏｔａｌ是所有太阳图扇区中太阳直接辐射Ｄｉｒθꎬα的总和ꎬ计算公式为Ｄｉｒｔｏｔａｌ＝ðＤｉｒθꎬα(１)㊀Ｄｉｒθꎬα＝ＳＣˑβˑｍ(θ)ˑＳＤθꎬαˑＳＧθꎬαˑｃｏｓ(ＡＩθꎬα)(２)式中:ＳＣ为日地平均距离处大气层外的太阳通量ꎬ称为太阳常数[１８]ꎬ分析中使用的太阳常数是１３６７Ｗ/ｍ２ꎻβ为最短路径(朝向天顶的方向)的大气层透射率(所有波长的平均值)ꎻｍ(θ)为相对的光路径长度ꎬ以相对于天顶路径长度的比例形式测量ꎻＳＤθꎬα为以天空扇区表示的持续时间ꎬ对于大多数扇区ꎬ其等于日间隔(如１个月)乘以小时间隔(如０.５ｈ)ꎮ对于部分扇区(接近地平线)ꎬ将使用球面几何计算持续时间ꎻＳＧθꎬα为太阳图扇区的孔隙度ꎻＡＩθꎬα为天空扇区的质心与表面的法线轴之间的入射角ꎮ(２)散射辐射计算对于每个天空扇区ꎬ计算质心处的散射辐射Ｄｉｆθꎬαꎬ并按时间间隔进行整合ꎬ再通过孔隙度和入射角进行更正ꎬ计算公式为㊀㊀㊀Ｄｉｆθꎬα＝ＲｇｌｂˑＰｄｉｆˑＤｕｒˑＳＧθꎬαˑＷθꎬαˑｃｏｓ(ＡＩθꎬα)(３)式中:Ｒｇｌｂ为总正常辐射ꎻＰｄｉｆ为散射的总正常辐射通量的比例ꎬ通常在天空非常晴朗的条件下ꎬ该值约等于０.２ꎬ在天空云层极厚的条件下ꎬ该值约等于０.７ꎻＤｕｒ为分析的时间间隔ꎻＳＧθꎬα为天空扇区的孔隙度㊀第２期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀亓伟ꎬ等:基于ＡｒｃＧＩＳ的建筑物屋顶太阳辐射分析 以山东建筑大学为例㊀㊀㊀㊀㊀㊀５５㊀(可见天空的比例)ꎻＷθꎬα为给定天空扇区与所有扇区中散射辐射的比例ꎻＡＩθꎬα为天空扇区的质心和截留表面之间的入射角ꎮ该位置的总散射辐射(Ｄｉｆｔｏｔａｌ)为所有天空图扇区中散射辐射(Ｄｉｆ)的总和ꎬ计算公式为Ｄｉｆｔｏｔａｌ＝ðＤｉｆθꎬα(４)２㊀基于ＡｒｃＧＩＳ的建筑物屋顶太阳辐射计算结果与分析２.１㊀不同天气条件下的太阳辐射经过对ＡｒｃＧＩＳ的太阳辐射分析工具中散射比例和透射率的设置来实现不同天气对太阳辐射的影响分析ꎮ散射比例是总正常辐射通量的散射部分ꎬ该值的范围为０~１ꎮ应根据大气条件设置该值:天空非常晴朗的条件下ꎬ典型值为０.２ꎬ而天空一般晴朗的条件下ꎬ典型值为０.３ꎮ透射率是大气层的一种属性ꎬ表现为到达地球表面的能量(所有波长的平均值)与大气上边缘接收到的能量(大气圈外)的比率ꎮ值的范围介于０(无透射)~１(完全透射)之间ꎮ通常ꎬ在天空非常晴朗的条件下ꎬ观测值为０.６或０.７ꎻ在天空普通晴朗的条件下ꎬ观测值为０.５ꎮ在计算中ꎬ多云天气ꎬ散射比例设置为０.４ꎬ透射率设置为０.４ꎻ大雨天气ꎬ散射比例设置为０.６ꎬ透射率设置为０.２ꎮ选取２０１７年７月典型天气状况(大雨㊁多云㊁晴天)的３天ꎬ计算山东建筑大学宿舍楼梅园屋顶接收的太阳能辐射ꎬ比对不同天气下太阳能辐射的差异ꎮ基于单位像元的统计结果见表１ꎬ单位面积的太阳辐射如图３所示ꎮ天气对太阳辐射的影响是非常明显的ꎬ天气越糟糕ꎬ屋顶可接受的太阳辐射越少ꎮ晴天状况下比多云阴天情况的屋顶单位面积太阳能辐射多出８８２.９３Ｗｈ/ｍ２ꎻ而在全天候下雨天中太阳辐射受到的影响是非常大的ꎬ但是也可以接收到晴天状况下５８％的太阳辐射ꎮ表１㊀不同天气屋顶太阳辐射计算结果统计表天气状况像元个数辐射面积/ｍ２太阳辐射/ｋＷｈ单位面积太阳辐射/(Ｗｈ ｍ－２)晴天４２２７４２２７２７６１０.８０６５３２.０１多云４２２７４２２７２３９２０.９１５６５９.０８大雨４２２７４２２７１６０６１.５９３７９９.７６图３㊀不同天气屋顶单位面积太阳辐射图２.２㊀不同时刻的太阳辐射选取２０１７年５月１０日(晴天)一天中８ʒ００~９ʒ００㊁１０ʒ００~１１ʒ００㊁１２ʒ００~１３ʒ００㊁１３ʒ００~１４ʒ００㊁１４ʒ００~１５ʒ００等５个时间段ꎬ计算山东建筑大学竹园宿舍楼顶的太阳能辐射ꎬ同一位置不同时刻太阳能辐射具体统计结果见表２ꎬ如图４所示ꎮ通过分析统计结果可知ꎬ同一天同一位置不同时刻屋顶接收的太阳能辐射差异明显ꎬ即研究区域一天之中上午至中午太阳能辐射逐渐增加ꎬ到中午１２ʒ００~１３ʒ００达到最大ꎬ之后逐渐减少ꎻ一天之中辐射最大值可以达到７２６.２０Ｗｈ/ｍ２ꎮ表２㊀同一天不同时段屋顶太阳辐射结果统计表时间段象元个数辐射面积/ｍ２总辐射/ｋＷｈ单位面积辐射/(Ｗｈ ｍ－２)８ʒ００~９ʒ００㊀２９３０２９３０１１５４.２７３９３.９５１０ʒ００~１１ʒ００２９３０２９３０１９６１.４３６６９.４３１２ʒ００~１３ʒ００２９３０２９３０２１２７.７８７２６.２０１３ʒ００~１４ʒ００２９３０２９３０１９３６.７７６６１.０１１４ʒ００~１５ʒ００２９３０２９３０１５８４.１２５４０.６６图４㊀同一天不同时段屋顶单位面积太阳辐射图２.３㊀不同季节的太阳辐射选取２０１６年十二个月份ꎬ利用ＡｒｃＧＩＳ经典晴天模型(默认晴天参数:散射比例为０.３ꎬ透射率为０.５)计算了山东建筑大学１３栋覆盖太阳能电池板建筑的月度太阳能辐射量ꎬ结果见表３ꎮ一年之中七月份的屋顶单位面积太阳辐射最高ꎬ可达到１６５.３０ｋＷｈ/ｍ２ꎬ这一个月的单位面积辐射相当于整个冬季单位面积辐射的１.７７倍ꎻ十二月份屋顶单位面积辐射最低ꎬ仅有七月份的１７％ꎬ达到５６㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀山东建筑大学学报㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀２０１９年㊀２８.１４ｋＷｈ/ｍ２ꎮ由此可以看出ꎬ一年之中七月份是接受到的太阳辐射最多ꎮ按季节统计的屋顶太阳辐射结果如图５所示ꎮ夏季由于太阳高度角达到最大ꎬ从而使夏季单位面积太阳辐射最大ꎬ可达到４９１.３３ｋＷｈ/ｍ２ꎻ秋季次之ꎬ为３２１.２５ｋＷｈ/ｍ２ꎻ春季为２５４.７０ｋＷｈ/ｍ２ꎻ而冬季最少ꎬ仅为９３.４５ｋＷｈ/ｍ２ꎮ表３㊀建筑物屋顶太阳辐射统计表/(ˑ１０５ｋＷｈ)建筑物春季三月四月五月夏季六月七月八月秋季九月十月十一月冬季十二月一月二月梅园(３栋)３.７９５.０８６.８０６.９７６.９８６.０９４.４８３.０５１.５６１.２０１.２３１.９２松园(３栋)３.５８４.８１６.４５６.６２６.６３５.７７４.２４２.８６１.４６１.１２１.１５１.８１图书馆(１栋)１.２８１.７２２.３１２.３７２.３７２.０６１.５１１.０２０.５２０.４００.４１０.６４信息馆(１栋)０.８１１.０８１.４５１.４８１.４８１.２９０.９６０.６５０.３３０.２６０.２６０.４１竹园(３栋)２.５４３.４３４.６１４.７４４.７４４.１１３.００２.０２１.０３０.７９０.８１１.２８综合楼(２栋)０.８８１.１７１.５６１.６０１.６０１.４０１.０４０.７１０.３７０.２８０.２９０.４５合计１２.８８１７.２９２３.１９２３.７７２３.８１２０.７３１５.２３１０.３１５.２７４.０５４.１４６.５２图５㊀不同季节屋顶单位面积太阳辐射图３㊀结论基于激光雷达数据ꎬ利用ＡｒｃＧＩＳ平台提供的太阳辐射分析工具ꎬ文章对山东建筑大学新校区内１３栋建筑物屋顶太阳辐射进行了估算ꎮ主要得出以下结论:(１)天气对屋顶获取的太阳辐射影响非常明显ꎬ晴天条件下的屋顶太阳辐射是阴天条件下的１.１５倍ꎬ全天候雨天可以接收到晴天５８％的太阳辐射ꎮ(２)一天之中ꎬ建筑物屋顶在不同时刻接收的太阳能辐射量差异明显ꎬ１２ʒ００~１３ʒ００屋顶接收到的太阳辐射为７２６.２０Ｗｈ/ｍ２ꎬ达到一天之中最高值ꎬ之后逐渐减少ꎮ(３)建筑物屋顶太阳辐射具有明显的季节变化ꎬ夏季屋顶太阳辐射最高可达４９１.３３ｋＷｈ/ｍ２ꎻ秋季屋顶太阳辐射次之ꎬ为３２１.２５ｋＷｈ/ｍ２ꎻ而冬季最少ꎬ仅为９３.４５ｋＷｈ/ｍ２ꎮ参考文献:[１]㊀康艳蓓.太阳能能源的综合利用[Ｃ].天津:２０１８供热工程建设与高效运行研讨会ꎬ２０１８:４３４－４３６.[２]㊀ＮｏｏｒｉａｎＡＭꎬＭｏｒａｄｉＩꎬＫａｍａｌｉＧＡ.Ｅｖａｌｕａｔｉｏｎｏｆ１２ｍｏｄｅｌｓｔｏｅｓｔｉｍａｔｅｈｏｕｒｌｙｄｉｆｆｕｓｅｉｒｒａｄｉａｔｉｏｎｏｎｉｎｃｌｉｎｅｄｓｕｒｆａｃｅｓ[Ｊ].ＲｅｎｅｗａｂｌｅＥｎｅｒｇｙꎬ２００８ꎬ３３(６):１４０６－１４１２.[３]㊀ＨｕｌｄꎬＴꎬＳｕｒｉＭꎬＤｕｎｌｏｐＥ.ＡＧＩＳ￣ｂａｓｅｄｓｙｓｔｅｍｆｏｒｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ㊀㊀ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔｏｆｓｏｌａｒｅｎｅｒｇｙｓｙｓｔｅｍｏｖｅｒｌａｒｇｅｇｅｏｇｒａｐｈｉｃａｌｒｅｇｉｏｎ[Ｃ].ＰｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓｏｆＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＳｏｌａｒＥｎｅｒｇｙＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅꎬ２００６.[４]㊀ＩｚｑｕｉｅｒｄｏＳꎬＭｏｎｔａｎｅｓＣꎬＤｏｐａｚｏＣꎬｅｔａｌ.Ｒｏｏｆ－ｔｏｐｓｏｌａｒｅｎｅｒｇｙｐｏｔｅｎｔｉａｌｕｎｄｅｒｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ－ｂａｓｅｄｂｕｉｌｄｉｎｇｅｎｅｒｇｙｃｏｄｅｓ:ｔｈｅｃａｓｅｏｆＳｐａｉｎ[Ｊ].ＳｏｌａｒＥｎｅｒｇｙꎬ２０１１ꎬ８５(１):２０８－２１３.[５]㊀ＷｉｇｉｎｔｏｎＬＫꎬＮｇｕｙｅｎＨＴꎬＰｅａｒｃｅＪＭ.Ｑｕａｎｔｉｆｙｉｎｇｒｏｏｆｔｏｐｓｏｌａｒｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃｐｏｔｅｎｔｉａｌｆｏｒｒｅｇｉｏｎａｌｒｅｎｅｗａｂｌｅｅｎｅｒｇｙｐｏｌｉｃｙ[Ｊ].ＣｏｍｐｕｔｅｒｓꎬＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｎｄＵｒｂａｎＳｙｓｔｅｍｓꎬ２０１０ꎬ３４(４):３４５－３５７.[６]㊀ＶａｒｄｉｍｏｎＲ.ＡｓｓｅｓｓｍｅｎｔｏｆｔｈｅｐｏｔｅｎｔｉａｌｆｏｒｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃｅｌｅｃｔｒｉｃｉｔｙｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｉｎＩｓｒａｅｌ[Ｊ].ＲｅｎｅｗａｂｌｅＥｎｅｒｇｙꎬ２０１１ꎬ３６(２):５９１－５９４.[７]㊀刘光旭ꎬ吴文祥ꎬ张绪教ꎬ等.屋顶可用太阳能资源评估研究以２０００年江苏省数据为例[Ｊ].长江流域资源与环境ꎬ２０１０ꎬ１９(１１):１２４２－１２４８.[８]㊀郭晓琳.基于屋顶面积的徐州市屋顶太阳能光伏潜力评估[Ｄ].徐州:中国矿业大学ꎬ２０１５.[９]㊀徐福圆.基于遥感图像的屋顶面积识别及屋顶光伏容量估计[Ｄ].杭州:杭州电子科技大学ꎬ２０１６.[１０]吕扬ꎬ张显峰ꎬ刘羽.建筑物尺度的太阳能资源潜力估算模型研究[Ｊ].北京大学学报(自然科学版)ꎬ２０１３ꎬ４９(４):６５０－６５６.[１１]ＨｕａｎｇＹꎬＣｈｅｎＺＣꎬＷｕＢꎬｅｔａｌ.ＥｓｔｉｍａｔｉｎｇｒｏｏｆｓｏｌａｒｅｎｅｒｇｙｐｏｔｅｎｔｉａｌｉｎｔｈｅｄｏｗｎｔｏｗｎａｒｅａｕｓｉｎｇａＧＰＵ－ＡｃｃｅｌｅｒａｔｅｄｓｏｌａｒｒａｄｉａｔｉｏｎｍｏｄｅｌａｎｄａｉｒｂｏｒｎｅＬｉＤＡＲｄａｔａ[Ｊ].ＲｅｍｏｔｅＳｅｎｓｉｎｇ.２０１５ꎬ７(１２):１７２１２－１７２３３.[１２]周文臻ꎬ陈楠.天文辐射空间分布与尺度效应研究[Ｊ].地球信息科学学报ꎬ２０１８ꎬ２０(２):１８６－１９５.[１３]崔日鲜.山东省太阳总辐射的时空变化特征分析[Ｊ].自然资源学报ꎬ２０１４ꎬ２９(１０):１７８０－１７９１.[１４]尹青ꎬ张华ꎬ何金海.近４８年华东地区地面太阳总辐射变化特征和影响因子分析[Ｊ].大气与环境光学学报ꎬ２０１１ꎬ６(１):３７－４６.[１５]马金玉ꎬ罗勇ꎬ申彦波ꎬ等.近５０年中国太阳总辐射长期变化趋势[Ｊ].中国科学:地球科学ꎬ２０１２ꎬ４２(１０):１５９７－１６０８.[１６]ＡｌｌｅｎＲＧꎬＰｅｒｅｉｒａＬＳꎬＲａｅｓＤꎬｅｔａｌ.Ｃｒｏｐｅｖａｐｏｔｒａｎｓｐｉｒａｔｉｏｎ:Ｇｕｉｄｅｌｉｎｅｓｆｏｒｃｏｍｐｕｔｉｎｇｃｒｏｐｗａｔｅｒｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ[Ｒ].Ｒｏｍｅ:ＦｏｏｄａｎｄＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅＯｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎｏｆｔｈｅＵｎｉｔｅｄＮａｔｉｏｎｓꎬ１９９８.[１７]康雯瑛ꎬ焦建丽ꎬ王君.太阳总辐射计算方法对比分析[Ｊ].气象与环境科学ꎬ２００８ꎬ３１(３):３３－３７.[１８]和清华ꎬ谢云.我国太阳总辐射气候学计算方法研究[Ｊ].自然资源学报ꎬ２０１０ꎬ２５(２):３０８－３１９.(学科责编:朱志鹍)。

基于日照分析测量数据的三维建筑模型生产
朱祥杰
【期刊名称】《城市勘测》
【年(卷),期】2015(000)003
【摘要】随着三维建模技术的发展，如何快速高效制作三维模型成为大家关注的一个热点，合理利用已有的测绘成果可以提高建模的效率。

本文主要探讨了利用日照分析测量成果进行三维建模的可行性，并通过对两者数据资料的对比、数据精度的分析及其他要素的比较，总结出日照分析测量数据能够基本满足三维建筑模型制作的要求，收集日照分析测量成果，有助于提高三维模型的生产效率，降低制作成本。

【总页数】4页(P45-47,52)
【作者】朱祥杰
【作者单位】上海市测绘院，上海 200063
【正文语种】中文
【中图分类】P208.1
【相关文献】
1.基于三维配准的口腔三维测量数据融合技术 [J], 高凤娇;费磊;王云龙
2.基于Leica三维激光扫描仪的建筑物日照分析测量 [J], 李强
3.基于三维扫描的历史保护建筑模型快速重构技术 [J], 曾维强;潘峰;石雨恒
4.基于三维扫描的历史保护建筑模型快速重构技术 [J], 曾维强;潘峰;石雨恒
5.基于Cesium的多尺度城市三维建筑模型可视化 [J], 陈浩;艾廷华
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关于建筑的论文有关建筑论文：建筑日照阐发道理与计算方法的研究【摘要】本文全面系统总结介绍了开发建筑日照阐发CAD软件所涉及底子道理、核心计算加速技术、极限容积计算和目前工程实际应用情况。

例如太阳位置计算道理、平面等时线百万级采样点大规模阐发内部采用的计算加速技术，日照阐发按照国内目前各地日照尺度要求在工程应用中常用典型的阐发方法，日照阐发后期的成果表示、如实时表示建筑物暗影，日照阐发表格和陈述书，日照阐发研究的扩展领域，如太阳能计算和综合操纵、玻璃幕墙反射光污染评估计算和遮阳装置设计等内容进行了系统简要的介绍。

文中阐述的许多核心技术和阐发方法目前已经应用在PKPM建筑工程软件研究所研发的SUNLIGHT日照阐发软件中，对日照阐发CAD软件的进一步研究有必然的参考价值。

【关键词】计算机应用;日照阐发;GPU计算;遗传算法;太阳能操纵1引言以往在规划办理中涉及到的有关日照方面的问题，通常采用传统的阐发方法，存在计算规那么和方法过于复杂，现状数据资料难以收集，数据精度无法包管以及操作性差等问题，需要投入大量人力、物力。

同时，传统设计方式仅限于满足尺度中的日照要求，并未将日照相关阐发成果与绿色建筑设计中的节地、节能及自然能源操纵、建筑环境控制等因素有效结合，进行整体考虑。

研发符合绿色建筑设计尺度要求，操作简便，计算成果合理可靠的日照阐发CAD辅助阐发系统对建筑物区进行日照采光阐发，对于绿色建筑的节地、节能设计，解决日益开展的城市规划与公众对于人居环境不竭增长的需求之间的矛盾，对于减少建筑对自然资源的严重消耗，对于前瞻性地对规划设计方案进行合理阐发，防止设计中可能发生的日照问题，对于自然能源的合理有效操纵，对于城市建设的理性、有序开展都具有较大意义。

2太阳位置计算道理日照阐发计算中的底子道理是计算太阳的位置，即太阳的高度角和方位角。

目前国内计算底子采用建筑设计资料集第二版第9章中提供的计算公式进行计算。

真太阳时:太阳位置计算采用真太阳时。

建筑光照与日照分析在建筑设计与规划中，光照与日照是至关重要的因素。

合理的光照和日照分析能够提供宜人的室内环境，并在一定程度上节约能源。

本文将探讨建筑光照与日照分析的重要性、方法与实践案例。

一、建筑光照与日照分析的重要性建筑光照与日照分析对于室内环境舒适度的影响不容忽视。

充足的自然光能够提供良好的照明效果，改善人们的生活质量和工作效率。

此外，光照还与人们的健康密切相关，适当的光线可以调节人们的生物钟，并促进身心健康。

而日照分析则是考虑到建筑在不同季节、不同时间段的日照情况，确保建筑内外的舒适性和安全性。

二、建筑光照与日照分析的方法1. 光照分析方法针对建筑光照分析，常用的方法包括视景分析、光线追踪与模拟、日照路径图等。

视景分析通过分析建筑周边环境的高度、观测点位置等，评估自然光的照射情况。

光线追踪与模拟则是利用计算机软件模拟光线在室内的传播，预测不同光照条件下的照明效果。

而日照路径图能够清晰地表示在不同时刻太阳的高度和方向，为室内设计提供有关建筑外观、窗户设置等的建议。

2. 日照分析方法在进行建筑日照分析时，可以运用太阳轨迹图、三维模型和光照分析软件等方法。

太阳轨迹图是根据经纬度和时间，绘制太阳在天空中运动的轨迹，从而了解不同时间段的日照情况。

三维模型则可以用于模拟建筑物在不同时间段的遮挡效果，预测日照的分布情况。

光照分析软件则可以结合建筑模型，通过计算和模拟得出日照分析结果。

三、建筑光照与日照分析的实践案例1. 优化室内光照在建筑光照分析的实践中，一家工作室通过合理的光照设计改善了室内办公环境。

该工作室使用光线追踪与模拟技术分析了建筑结构和窗户位置对室内光照的影响，并在设计中增加了天窗和采光井，引入更多的自然光。

最终，该工作室实现了室内较均匀、柔和的光线，提升了员工的工作效率和舒适度。

2. 确保建筑安全性日照分析在建筑设计中也起到了重要的作用。

一个校园的规划团队利用太阳轨迹图和三维模型分析了校园各个区域的日照情况，并据此决定了操场和休息区的位置。

建筑日照分析
日照是重要的因素,尤其是在建筑领域,这是因为它可以影响建筑物的外观、结构、布局、热性能和经济性能等。

因此，建筑日照分析的重要性不言而今。

本文将探讨建筑日照分析的原理和相关技术，以及如何实现对建筑物进行合理高效的设计。

首先，建筑日照分析是指对建筑物受日照影响的分析过程。

该过程中，利用日照计算机模拟技术，根据日照角、方位角、建筑物的尺寸和位置等参数，确定建筑物外部暴露的日照量大小以及在一天中受到的最大和最小日照量。

这种分析方法可以帮助设计师有效地规划建筑物的外观设计和室内布置，提高其热性能，并有效地控制建筑物的日照。

其次，建筑物日照分析可以通过计算机模拟及后续分析来实现。

首先，基于建筑物的外观、布局、结构和位置，建立模型来模拟建筑物的太阳能辐射；其次，根据模型的模拟结果，推算出不同时间和空间内建筑物受到的日照量；最后，进行后续分析，分析不同设计方案及尺寸下的热效应，帮助设计师进行合理的设计。

此外，建筑物日照分析不仅是一种设计支持工具，也是一种能源管理工具。

使用分析结果可以帮助设计师判断和选择最佳的立面设计，避免日照负荷过大；同时，也可以指导室内采光和通风设计，获得较低的空调负荷，大大节省能源消耗。

最后，建筑日照分析可以提供有效的设计支持和能源管理支持，提高建筑物的热性能和经济性能。

在建筑设计过程中，应严格
遵守日照规定和技术标准，利用建筑日照分析技术进行全面综合的分析，以实现高效、合理的建筑设计。

基于ArcObjects的三维日照分析系统的设计与实现黄桦吴健平（华东师范大学地理信息科学教育部重点实验室，上海200062）摘要：Design and Implementation of three-dimensional Sunlight Analysis System Based on ArcObjects(Key Lab of Geographic Information Science, Ministry of Education,East China Normal University, Shanghai 200062, China)HuangHua WuJianpingAbstract:本文主要介绍了基于ArcObjects的三维日照分析系统的研制，论述了一种基于ArcObjects开发方式，并对设计到的关键技术如日照分析技术、阴影动画显示、三维建筑生成等技术做了详细的介绍。

最后对该系统的应用做了简要介绍。

0、前言阳光对居住环境和人们的健康有着重要的作用，因此建筑设计中如何充分利用太阳能是非常重要的。

我国城市规划部门已制定出有关法规，规定受遮挡的居住建筑的居室冬至日满窗日照的有效时间不少于连续一小时[1]。

随着我国城市建设的飞速发展，建筑物的密度越来越大，新建高层楼房遮挡了原有房屋住户本可以得到的阳光的情况时有发生，这就引发了很多的日照纠纷。

建筑日照的求解是比较复杂而又繁琐的，对于某一建筑及周围环境来说，它的日照时间、日照面积、建筑阴影的变化都是随着研究的地点、季节、时间及周围环境的不同而不同，都是在不断地变化着的[2]。

传统基于手工计算的方法早已不能满足快速、准确的日照分析要求。

目前国内实际应用于日照分析的软件有：天正软件有限公司的日照分析模块、联图公司的日照分析软件2.0和众智软件公司和无锡市规划局联合开发的日照分析系统软件SUN。

这些软件在实际应用过程中去取得了一定的效果。

但这些软件都是基于CAD系统开发的。