基于太阳高度角的光量子通量密度快速检测装置设计

光量子通量密度是农业生产中关键的光环境参数。设计一种光量子通量密度快速检测设备,对温室蔬菜、水果进行合理、精确补光,将有助于提升植物的生长发育和作物的产量与品质。该检测设备以STC90单片机为核心,搭载DAVIS 6450传感器、PCF8591模数转换器以及DS1302芯片,实现对各波段光量子通量密度的检测。首先,利用地物光谱仪OFS-1100对各光波段占太阳光的比例进行检测,并利用数据拟合方法得到任意太阳高度下的准确比例数据。然后,通过DS1302芯片获取时间,计算出太阳高度角,并通过传感器DAVIS 6450经模数转换得到太阳光能量。将得到的比例、能量数据代入公式获得各波段的光量子通量密度,为温室蔬菜、水果的合理、精确补光提供理论基础。

LAUNCH循环理念融入高中地理实践活动的初探——以“太阳高度角测量仪的制作”为例

LAUNCH循环是设计思维的一种具体实施流程,也是将设计思维应用于教育领域的有效模式之一。本文借鉴LAUNCH循环理念,设计并实施了以“太阳高度角测量仪的制作”为主题的高中地理实践活动,旨在提升学生的地理实践力与创新能力,探索将LAUNCH循环理念融入高中地理实践活动的可行性。

太阳高度角和日出日落时刻太阳方位角一年变化范围的计算

介绍了太阳位置的确定方法,并通过计算给出了全省气象观测台站的日出、日落方向的太阳方位角变化结果以及每个台站一年中正午时刻太阳高度角变化范围。

西北干旱区不同下垫面反照率随太阳高度角变化的参数化方案

利用古浪非均匀近地层观测试验中仪器平行对比观测试验数据,首先详细地分析了三套不同型号辐射仪器(CNR4,Kipp&Zonen;PSP,Eppley;MS102,EKO)在荒漠均匀下垫面彼此之间观测辐射的差异;然后结合基本观测试验中西沙漠、东沙漠和农田站的晴天观测资料,基于乘法和加法关系分离影响因子的方法发展了干旱区不同下垫面反照率随太阳高度角变化的参数化方案,并检验了两种分离方法的普适性;最后对所发展的参数化方案与已有参数化方案在西沙漠、东沙漠及农田下垫面进行了对比。结果表明:(1)CNR4与PSP和MS102观测辐射数据相关系数在0.96以上,彼此之间观测短波辐射差异在6%以内,长波辐射差异在2%以内,净辐射差异在10%以内;CNR4与PSP观测值较接近,差异在5%以内,而CNR4与MS102观测值相差较大,差异在10%以内。(2)乘法关系分离影响因子方法的普适性较好。(3)与已有参数化方案相比,本文所发展的参数化方案能更加合理地刻画干旱区不同下垫面反照率随太阳高度角的日变化关系。

天顶亮度与太阳高度角关系的观测

天顶亮度是表征天空背景光的一个重要特性参数,为了获得天顶亮度变化特性,利用天空背景辐射测量系统对新疆某地区天顶亮度进行了观测,通过对实际测量数据进行分析,结果表明在天气晴朗时,天顶亮度与太阳高度角之间存在着一定的关系,给出了晴朗天气条件下天顶亮度随着太阳高度角变化的特征关系式,通过应用该关系式计算的结果与实测值的比较验证了该关系式的有效性。该特征关系式可用于晴朗天气时天顶亮度的实时监测,对天空背景光辐射亮度研究具有实际意义。

黑河实验区若干下垫面总辐射、地表反射率与太阳高度角的关系

本文利用1991年“黑河实验”期张掖、化音、沙漠站1月、4月、8月、10月太阳辐射观测资料,分析了晴天总辐射、地表反射率与太阳高度角的关系,得到了不同下垫面、不同季节的地表反射率与太阳高度角的函数关系及各站晴天总辐射与太阳高度角的函数关系的拟合公式,并讨论了这种关系在利用卫星观测资料反演地表反射率中的应用。

偏振遥感测量中土壤偏振度随太阳高度角的变化规律初探

偏振是光的一种基本性质。不同地物或同一地物不同状态产生不同的偏振态,且与波长密切相关,因此探测目标地物偏振信息正成为遥感目标识别的新手段。推导了当光倾斜入射到土壤表面时偏振度与太阳高度角之间的函数关系,总结出其中的变化规律。太阳高度角是影响辐照度的主要因素,研究土壤偏振度随太阳高度角的变化规律,可以为土壤偏振遥感解译提供重要参数,对地物的精确识别和反演有重要的现实意义。

低太阳高度角月球影像的陨石坑自动提取方法

陨石坑是月球表面最重要的地形特征,对于研究月球的地质状况和地理状况具有重要的意义。充分考虑低太阳高度角影像中陨石坑特殊的拓扑结构和灰度分布特点,提出一种新的基于光照方向的陨石坑边缘连接方法,综合边缘线判别、边缘线组合、陨石坑判别的陨石坑筛选三步法,形成一套完整的低太阳高度角月球影像陨石坑自动提取流程。用低太阳高度角Lunar Orbit影像进行实验,检测成功率达到了73.9%,表明该方法对于低太阳高度角月球影像陨石坑的自动提取有较好的适用性。

太阳高度角变化对小麦叶面积指数观测的影响

利用LAI-2000植物冠层分析仪,通过固定点拔节期小麦LAI观测实验,连续测量了晴天条件下定点小麦在24个不同太阳高度角下的LAI数据,并采取控制变量的方法,即利用相同的LAI-2000观测天顶角进行LAI值计算,进而对不同太阳高度角下LAI-2000测得的定点小麦LAI进行了定性分析。研究结果表明,同天内观测的小麦LAI随着太阳高度角的减小而呈明显增大趋势,两者具有很高相关性,负相关系数(R2)达0.859。若利用LAI-2000在晴天观测植被LAI时,可以通过对LAI值进行修正和归一化处理,解决LAI-2000只能在晴天日出前和日落后观测的局限性,进一步拓展LAI-2000晴天时从早晨一直到傍晚观测的适用性和有效性。

太阳高度角对太湖水体真光层深度变化的影响分析

在假定水体表面为镜面、水体中无内光源、无非弹性散射的前提下,通过Kirk的辐射传输理论,研究了太湖水体中不同的太阳高度角对真光层深度变化的影响.结果表明,散射系数与吸收系数的比(b/a)值的大小是决定太阳高度角对真光层深度影响的关键因子,b/a≥15时,太阳高度角对真光层深度的影响较小,基本可以忽略.针对秋季太湖区域而言,在较短波段(400～540nm)b/a的值在整个湖区均较小,此时要考虑太阳高度角对真光层深度的影响;在较长波段(540～700nm),b/a的值在整个湖区均较大,可以不考虑太阳高度角对真光层深度的影响.

太阳高度角对大气偏振模式航向解算误差影响分析

太阳子午线是大气偏振模式中重要的特征,可以将其作为导航的参考基准,从而获取其中所蕴含的重要导航信息;因此通过检测大气偏振模式中太阳子午线的位置,可以得到运动载体的二维航向信息。仿真实验结果表明,在不同太阳高度角时,太阳子午线的提取精度和航向解算精度都会受到影响。太阳高度角小于30°时,航向角误差维持在0.02°以内,在解算时可忽略;当太阳高度角在30°～60°时,航向角误差从0.02°开始缓慢增大为0.05°;当太阳高度角大于60°时,航向角误差急剧增大,最大可达0.1°以上;而当太阳高度角达到90°时,则完全不能进行航向测量。经过理论分析得出,当太阳高度角增大时,太阳子午线附近特征点分布区域会发散,在利用最小二乘法进行拟合时造成了误差。依据该分析可以在今后的航向解算时进行相应的误差补偿、优化算法以提高航向解算精度。

太阳高度角对图像能量的影响及其校正

在研究以太阳光为主的可见光波段的大气辐射传输过程中,成像时遥感器位置的变化导致了太阳高度角有所变化,从而使图像接收的能量有所不同。阐明了太阳高度角的基本概念并利用辐射传输模型Modtran5定量分析了不同太阳高度角对遥感器入瞳处能量的差别,在总结其他学者研究天顶角校正的基础上通过数值模拟的方法建立不同天顶角时刻的辐射能量同0°天顶角的辐射能量的关系模型,从而实现校正。校正后的入瞳处辐亮度同原0°天顶角辐亮度对比,校正结果相对误差小于1%,结果较为理想。

太阳高度角和方位角的计算算法

目前世界各国对太阳跟踪技术的研究越来越多,且取得了不小的研究成果。然而,太阳高度角和方位角的计算算法对太阳跟踪技术具有很重要的实际意义。本文采用Visual Basic编辑语言结合天文学计算公式编程实现太阳高度角和方位角的计算,并绘制出太阳高度角和方位角随时间变化的曲线图,通过大量的数据计算和曲线分析表明这种方法是可行并有效的。

极轨气象卫星资料太阳高度角订正方法

文章首先阐明了太阳高度角的基本概念和极轨气象卫星ＮＯＡＡ／ＡＶＨＲＲ第一、二通道探测值进行太阳高度角订正的必要性，而后对获取太阳高度角的两种方法进行了探讨和介绍，并利用正确的订正公式对卫星资料进行了订正处理。实验证明订正效果明显，大大提高了气象卫星资料的时空可比性和遥感监测的准确性。

对太阳高度角的理解

一、与太阳高度角有关的几个基本空间概念 太阳高度角，是指太阳与观察者的连线与地平面的夹角。由此可见，要理解太阳高度角，就必须明白地平面、天球、太阳视运动等概念。必须指出的一点是，太阳高度角以及与其相关的基本概念是一组空间概念。因此，需要通过必要的图示来掌握。

指向地理核心素养的STEM教学设计探析——以《太阳高度角》一课为例

在当前国内的分科教学体制下,将STEM教育理念融入学科教学,发展学科核心素养是推广STEM教育与落实核心素养的适切途径。以科学教育专业地理课程中的《太阳高度角》一课为例,采用PBL教学模式进行STEM教学设计,并对接分析STEM素养与地理核心素养的达成途径。融入STEM教育理念的地理教学可促进学生深度学习,是发展地理核心素养的有效途径,为当下新一轮的地理教学改革提供有意义的借鉴。

利用多线程编程技术生成月球极区太阳高度角数据库

目前,月面太阳能依然是人类进行月面探测的最主要能量来源之一.因此,对月面光照情况的研究不仅为月球的形成演化研究提供重要科学信息,同时也对月球探测有着重要的工程和国防意义.本文利用LRO(Lunar Reconnaissance Orbiter)获得最新的高精度((1/1 024)°)的月面地形数据,创新性地提出了一个基于多线程编程技术的计算算法,实现了并行计算.分辨率和计算效率都较之前的结果有了很大提高,在较短的时间内生成了月球两极地区最低太阳高度角数据库,为今后的月球两极区域高精度和时间长跨度的光照条件分析提供了数据支持.

山区低太阳高度角遥感图像地形校正归一化模型的应用研究——以高黎贡山为例

由于山区地形起伏较大,引起的地形效应会使地物的光谱特征产生扭曲,对地表地物的识别与分类产生不利影响。地形校正是定量化遥感的前提,能够有效地提高目标地物识别与分类的精度,因此地形校正作为山区遥感图像预处理的重要步骤,对提高遥感应用的精度具有重要的作用。本研究利用二阶校正模型、地形均衡模型、坡度匹配模型3种归一化模型对高黎贡山南段低太阳高度角下的TM图像进行地形校正试验,对归一化模型在山区低太阳高度角遥感图像地形校正中的应用进行探讨。结果表明:在3种模型中,坡度匹配模型更适用于研究区低太阳高度角遥感图像的地形校正。

以学生为主体的“抛锚式”地理实践教学研究——以太阳高度角及纬度测量仪制作为例

为改变传统课堂讲授方法讲授"地球运动"教学内容,学生难以理解知识、现象并将其融会贯通的局面,笔者运用抛锚式教学方法,引导学生以"测量常州正午太阳高度角或经纬度"为主题,以小组为单位讨论方案、设计仪器、实际测量,有效地突破教学难点。

正午太阳高度角计算的教学技巧

一、把握实质，化繁为简进行记忆。 在地球公转一节中，太阳高度角的分析计算为教学的难点、要点，为了解决此问题，有的辅导书上提供了一些计算方法，比如：