山区环境下太阳光遮蔽区域确定方法、装置、设备及介质制造方法及图纸

本申请提供了一种山区环境下太阳光遮蔽区域确定方法、装置、设备及介质，其中，该方法包括：确定目标建筑的最小高程和目标山区环境的最大高程；根据太阳直射点纬度和目标建筑的纬度，从目标山区环境中确定出环境遮蔽区域；从环境遮蔽区域中筛选出目标山脊点和目标山谷点；根据由同一高程区间内的最低高程对应的目标山脊点，及与该目标山脊点相邻且位于同侧的两个目标山谷点构成的三角形山坡面，确定三角形角点三维坐标；根据有限元模型中的节点在局部坐标系下的节点三维坐标、太阳光线方向向量、三角形山坡面对应的目标三角形角点三维坐标，判断节点是否被三角形山坡面遮蔽。通过该方法，有利于提高在山区环境下太阳光遮蔽区域确定的准确性。确定的准确性。确定的准确性。

【技术实现步骤摘要】
山区环境下太阳光遮蔽区域确定方法、装置、设备及介质


[0001]本申请涉及计算机
，尤其是涉及一种山区环境下太阳光遮蔽区域确定方法、装置、设备及介质。

技术介绍

[0002]日照引起的非均匀温度场对建筑(例如道路、铁路或桥梁)的结构受力影响很大。由于结构自约束，日照所产生的温度应力会导致建筑的工程结构劣化(即开裂)甚至失效。特别是在山区环境，其气温变化较平原环境更快，日照作用也更加显著。以桥梁结构为例，处在山区的桥墩塔更易在日照温度作用下开裂，其变形更易超限，进而影响桥梁线形，导致其他承载构件应力超限。因此，对山区环境建筑结构进行日照作用的有限元仿真具有重要工程意义。
[0003]对建筑的工程结构日照进行模拟，需要施加表面热通量求解节点温度，即施加太阳辐射。建筑结构表面所受太阳辐射易受自身以及环境的遮蔽，且遮蔽对建筑结构内部温度场影响显著，决定了日照下建筑结构温度场模拟的准确性。因此，建筑结构日照仿真技术难点在于求解遮蔽、准确施加辐射。
[0004]关于建筑结构的日照仿真研究较多，大多只考虑结构自遮蔽，对于开阔场地的复杂结构，仅考虑自遮蔽就可以较好模拟日照作用(即日照温度)。对于山区环境的建筑结构，特别是处在山谷以及山腰的建筑结构，受相邻山体影响，需要考虑环境遮蔽(即相邻山体会遮挡照射向建筑上的太阳光线)才能较好模拟日照作用。因此目前急需一种针对山区环境下太阳光线遮蔽区域的计算方法，以确定出山区环境对太阳光线遮蔽后在目标建筑上产生的遮蔽区域。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本申请的目的在于提供一种山区环境下太阳光遮蔽区域确定方法、装置、设备及介质，以提高在山区环境下，太阳光遮蔽区域确定的准确性，进而准确模拟出山区环境下太阳光对建筑的日照作用。
[0006]第一方面，本申请实施例提供了一种山区环境下太阳光遮蔽区域确定方法，包括：
[0007]根据位于目标山区环境内的目标建筑的经纬度信息，以及包含所述目标山区环境的环境数字高程模型，确定所述目标建筑的最小高程和所述目标山区环境的最大高程；
[0008]根据太阳直射点纬度和所述目标建筑的纬度，从所述目标山区环境中确定出环境遮蔽区域；所述环境遮蔽区域中的山体用于遮挡射向所述目标建筑的太阳光线；
[0009]从所述环境遮蔽区域内的各个山脊点和山谷点中，筛选出高程处于所述最小高程和所述最大高程之间的目标山脊点和目标山谷点；
[0010]根据由同一高程区间内的最低高程对应的目标山脊点，及与该目标山脊点相邻且位于同侧的两个目标山谷点构成的三角形山坡面，确定三角形角点三维坐标；以及根据由同一高程区间内的最高高程对应的目标山谷点，及与该目标山谷点相邻且位于同侧的两个
目标山脊点构成的三角形山坡面，确定三角形角点三维坐标；
[0011]以所述目标建筑的有限元模型所在位置为原点建立局部坐标系，将各个所述三角形角点三维坐标转换成所述局部坐标系下的目标三角形角点三维坐标；
[0012]针对所述有限元模型中的各个节点，根据该节点在所述局部坐标系下的节点三维坐标、太阳光线方向向量、以及每个三角形山坡面对应的目标三角形角点三维坐标，判断该节点是否被三角形山坡面遮蔽。
[0013]结合第一方面，本申请实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述方法还包括：
[0014]从地理空间数据云平台中获取原始环境数字高程模型；
[0015]根据所述目标建筑所在的目标山区环境，从所述原始环境数字高程模型中分割出包含所述目标山区环境的环境数字高程模型。
[0016]结合第一方面，本申请实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述根据位于目标山区环境内的目标建筑的经纬度信息，以及包含所述目标山区环境的环境数字高程模型，确定所述目标建筑的最小高程和所述目标山区环境的最大高程，包括：
[0017]将位于目标山区环境内的目标建筑的经纬度信息，以及包含所述目标山区环境的环境数字高程模型导入至ArcGis中，通过所述ArcGis生成所述目标建筑的最小高程和所述目标山区环境的最大高程。
[0018]结合第一方面，本申请实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述根据位于目标山区环境内的目标建筑的经纬度信息，以及包含所述目标山区环境的环境数字高程模型，确定所述目标建筑的最小高程和所述目标山区环境的最大高程，包括：
[0019]根据位于目标山区环境内的目标建筑的经纬度信息，以及包含所述目标山区环境的环境数字高程模型，确定所述目标建筑的最小高程、所述目标山区环境的最大高程、以及所述目标山区环境内的各个山体上的各条等高线；
[0020]根据每条所述等高线，确定各条所述等高线上各个等高点的第一投影三维坐标和等高点高程；
[0021]所述根据太阳直射点纬度和所述目标建筑的纬度，从所述目标山区环境中确定出环境遮蔽区域，包括：
[0022]将所述目标山区环境中各条所述等高线上的各个等高点的第一投影三维坐标和等高点高程导入至AutoCad软件中，通过AutoCad软件绘制所述目标山区环境对应的等高线平面图；
[0023]根据太阳直射点纬度和所述目标建筑的纬度，从所述等高线平面图中确定出环境遮蔽区域。
[0024]结合第一方面或第一方面的第三种可能的实施方式，本申请实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，述山脊点为同一山体上的山脊线与等高线的交点；所述山谷点为同一山体上的山谷线与等高线的交点；从所述环境遮蔽区域内的各个山脊点和山谷点中，筛选出高程处于所述最小高程和所述最大高程之间的目标山脊点和目标山谷点，包括：
[0025]从所述环境遮蔽区域内，确定出距离所述目标建筑预设范围内、且环绕所述目标建筑的目标环境遮蔽区域；
[0026]从所述目标环境遮蔽区域内的各个山脊点和山谷点中，筛选出高程处于所述最小高程和所述最大高程之间的目标山脊点和目标山谷点。
[0027]结合第一方面，本申请实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，所述根据位于目标山区环境内的目标建筑的经纬度信息，以及包含所述目标山区环境的环境数字高程模型，确定所述目标建筑的最小高程和所述目标山区环境的最大高程，包括：
[0028]所述根据位于目标山区环境内的目标建筑的经纬度信息，以及包含所述目标山区环境的环境数字高程模型，确定所述目标建筑的最小高程、所述目标山区环境的最大高程、以及所述目标建筑的第二投影三维坐标；
[0029]所述以所述目标建筑的有限元模型所在位置为原点建立局部坐标系，将各个所述三角形角点三维坐标转换成所述局部坐标系下的目标三角形角点三维坐标，包括：
[0030]以所述目标建筑的有限元模型所在位置为原点建立局部坐标系，根据位于同一投影坐标系下的所述第二投影三维坐标以及所述三角形角点三维坐标，将各个所述三角形角点三维坐标转换成所述局部坐标系下的目标三角形角点三维坐标。
[0031]结合第一方面，本申请实施例提供了第本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种山区环境下太阳光遮蔽区域确定方法，其特征在于，包括：根据位于目标山区环境内的目标建筑的经纬度信息，以及包含所述目标山区环境的环境数字高程模型，确定所述目标建筑的最小高程和所述目标山区环境的最大高程；根据太阳直射点纬度和所述目标建筑的纬度，从所述目标山区环境中确定出环境遮蔽区域；所述环境遮蔽区域中的山体用于遮挡射向所述目标建筑的太阳光线；从所述环境遮蔽区域内的各个山脊点和山谷点中，筛选出高程处于所述最小高程和所述最大高程之间的目标山脊点和目标山谷点；根据由同一高程区间内的最低高程对应的目标山脊点，及与该目标山脊点相邻且位于同侧的两个目标山谷点构成的三角形山坡面，确定三角形角点三维坐标；以及根据由同一高程区间内的最高高程对应的目标山谷点，及与该目标山谷点相邻且位于同侧的两个目标山脊点构成的三角形山坡面，确定三角形角点三维坐标；以所述目标建筑的有限元模型所在位置为原点建立局部坐标系，将各个所述三角形角点三维坐标转换成所述局部坐标系下的目标三角形角点三维坐标；针对所述有限元模型中的各个节点，根据该节点在所述局部坐标系下的节点三维坐标、太阳光线方向向量、以及每个三角形山坡面对应的目标三角形角点三维坐标，判断该节点是否被三角形山坡面遮蔽。2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述方法还包括：从地理空间数据云平台中获取原始环境数字高程模型；根据所述目标建筑所在的目标山区环境，从所述原始环境数字高程模型中分割出包含所述目标山区环境的环境数字高程模型。3.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述根据位于目标山区环境内的目标建筑的经纬度信息，以及包含所述目标山区环境的环境数字高程模型，确定所述目标建筑的最小高程和所述目标山区环境的最大高程，包括：将位于目标山区环境内的目标建筑的经纬度信息，以及包含所述目标山区环境的环境数字高程模型导入至ArcGis中，通过所述ArcGis生成所述目标建筑的最小高程和所述目标山区环境的最大高程。4.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述根据位于目标山区环境内的目标建筑的经纬度信息，以及包含所述目标山区环境的环境数字高程模型，确定所述目标建筑的最小高程和所述目标山区环境的最大高程，包括：根据位于目标山区环境内的目标建筑的经纬度信息，以及包含所述目标山区环境的环境数字高程模型，确定所述目标建筑的最小高程、所述目标山区环境的最大高程、以及所述目标山区环境内的各个山体上的各条等高线；根据每条所述等高线，确定各条所述等高线上各个等高点的第一投影三维坐标；所述根据太阳直射点纬度和所述目标建筑的纬度，从所述目标山区环境中确定出环境遮蔽区域，包括：将所述目标山区环境中各条所述等高线上的各个等高点的第一投影三维坐标导入至AutoCad软件中，通过AutoCad软件绘制所述目标山区环境对应的等高线平面图；根据太阳直射点纬度和所述目标建筑的纬度，从所述等高线平面图中确定出环境遮蔽区域。
5.根据权利要求1或4所述方法，其特征在于，所述山脊点为同一山体上的山脊线与等高线的交点；所述山谷点为同一山体上的山谷线与等高线的交点；从所述环境遮蔽区域内的各个山脊点和山谷点中，筛选出高程处于所述最小高程和所述最大高程之间的目标山脊点和目标山谷点，包括：从所述环境遮蔽区域内，确定出距离所述目标建筑预设范围内、且环绕所述目标建筑的目标环境遮蔽区域；从所述目标环境遮蔽区域内的各个山脊点和山谷点中，筛选出高程处于所述最小高程和所述最大高程之间的目标山脊点和...

【专利技术属性】
技术研发人员：占玉林，陈昆，李颖雄，邵俊虎，安嘉伟，李治仑，孙约瀚，
申请(专利权)人：西南交通大学，
类型：发明
国别省市：