基于DEM的坡地太阳总辐射估算

借鉴国内外计算坡地太阳辐射的方法,利用数字高程模型(DEM)生成了计算山地太阳辐射的地形因子(坡度、坡向、遮蔽度、各向同性可见因子),比现有的模型更准确地计算了晴空下山地太阳总辐射、直接辐射、散射辐射和周围地形的反射辐射,在此基础上分析了坡度、坡向对太阳辐射的影响。

利用反向投影实现的实时软阴影映射算法

基于阴影映射算法,提出一种利用反向投影实现的实时软阴影的新算法。算法对每个光源都产生对应的阴影图,使用阴影图作为对场景的离散化表示,引入可见因子来计算场景点的亮度信息,并采用GPU片元着色、层次阴影图、自适应精度等方法加速阴影渲染。实验表明,算法非常适合于实时渲染复杂、动态的场景,可以很好地处理遮挡物的融合,并且很容易在可编程图形硬件上实现。

利用能量因子进行DEM升尺度转换精度评价

全面评价数字高程模型(digital elevation model, DEM)升尺度转换方法的精度,有助于合理选择DEM升尺度转换方法,掌握DEM尺度转换规律及构建新的DEM升尺度转换模型。然而目前关于DEM精度评价的研究成果还难以达到实际应用的要求,从全新的视角寻找客观、高效的DEM升尺度转换结果的精度评价方法仍有待研究。基于地球表面接收太阳辐射的分布特性,提出基于能量因子的DEM精度评价方法,应用于不同DEM升尺度转换方法的精度评价中。基于现有的精度评定与质量评价方法,构建定性与定量分析相结合的综合评价方法,以验证基于能量因子的精度评价方法的合理性和有效性。实验结果表明,基于能量因子的精度评价方法原理简单、操作方便,能够反映升尺度转换后DEM地形空间遮蔽关系的变化情况。该方法为DEM升尺度转换结果的精度评价提供了新的思路和方向,对DEM在定量遥感建模与山区地表生态参量反演等方面的应用具有一定的借鉴意义。

任意地形条件下太阳辐射模型的改进

修正了日照时段计算公式 ;提出了 2个太阳辐射计算的几何因子 :环日可见因子和全天各向同性可见因子 ;同时利用计算机图形学中的光线追踪算法模拟地形对太阳辐射的遮蔽 ,利用形状因子计算周围地形对坡面的反射辐射 .