日光温室内光分布计算方法技术

技术编号:8626273 阅读:277 留言:0更新日期:2013-04-25 23:29
本发明专利技术涉及设施农业中的日光温室技术领域,具体涉及一种日光温室内光分布计算方法。该日光温室内光分布计算方法包括步骤:S1.获取日光温室外部光分布信息;S2.结合所述外部光分布信息构造日光温室内初始光环境并计算各面元的初始光强;S3.结合所述初始光强,根据辐射度方法计算日光温室内散射光分布;S4.将日光温室内直射光分布以及散射光分布叠加,得到日光温室内光分布信息。本发明专利技术能够准确计算日光温室内的光分布信息,为日光温室内光环境的研究提供数据支持,为设施农业的发展提供助力。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及设施农业中的日光温室
,具体涉及一种。
技术介绍
在“人口、资源、环境与食物”的矛盾日益严重的情况下,设施农业发展方兴未艾,已成为当今世界最有活力的新兴产业之一。日光温室生产作为现代设施农业的重要组成部分,具有科技含量高,产品附加值高,土地生产率和劳动生产率高等特点,是人口众多、资源短缺国家农业可持续发展的重要途径。目前,关于日光温室的研究多集中在对日光温室结构性能、建筑材料、采光、保暖、供热、通风、平衡施肥、节水灌溉、病虫害防治等方面,而关于日光温室内光环境方面的研究则鲜有报道。虽然日光温室内光环境对作物生长有重要影响,对于日光温室进行光分布计算与保温计算是了解该日光温室是否适合实际农业生产的重要评估标准;但是日光温室内光环境与室外相比,要复杂得多,其不仅与日光温室外光照情况有关,还受日光温室的形状、方位、覆盖材料和结构材料的光学特性等因素的影响;因此,日光温室光环境一直是研究的难点。目前日光温室内光环境的研究,主要以日太阳辐射累积量为指标,来考察日光温室方位、结构材料等对日光温室内直射光和散射光透射率、以及光线分布等的影响,并以此为依据来对光照传感器的布点进行研究,使得测量值更加准确和具有代表性。综上所述,一种结合实际、具备高实用性的是亟待提供的。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题本专利技术的目的在于提供一种,用于准确计算日光温室内的光分布信息,为日光温室内光环境的研究提供数据支持。(二)技术方案本专利技术技术方案如下一种,包括步骤S1.获取日光温室外部光分布信息;S2.结合所述外部光分布信息构造日光温室内初始光环境并计算各面元的初始光强;S3.结合所述初始光强,根据福射度方法计算日光温室内散射光分布;S4.将日光温室内直射光分布以及散射光分布叠加,得到日光温室内光分布信息。优选的,所述步骤SI包括S101.根据当前时间以及日光温室所在地理位置信息计算太阳高度及方位角;S102.计算日光温室外部直射光照强度和散射光照强度。优选的,所述步骤S102包括记日光温室外部总光强为I,直射光的百分比为q ;则日光温室外部直射光照强度Idirect=I*q,日光温室外部散射光照强度Idiffuse=I*(1-q)。优选的,所述步骤S2包括S201.将日光温室除前坡面面元外所有面元在直射光方向上的投影平面分割为多个子区域,每个子区域至少包含一个面元的投影区域;S202.从每个子区域对应的面元中选择距离该子区域最近的面元为光源面元并计算光源面元的初始光强,该子区域对应的其他面元初始强度设为零;S203.计算前坡面面元的初始光强。优选的,所述步骤S201中通过Z-Buffer投影方法将日光温室除前坡面面元外所有面兀在直射光方向上投影。优选的,所述步骤S202中光源面元的初始光强计算包括判断该光源面元与直射光方向夹角余弦值cos Θ是否大于O :是,则该光源面元初始光强Id=Idirect*cos θ * τ ;否,则该光源面元初始光强Id = O ;其中,τ为前坡面面元的直射光透光率。优选的,所述步骤S203中前坡面面元初始光强If=Idiraet* (-cos θ )* τ +Idiffuse* ω ;其中,ω为前坡面面元的散射光透光率。优选的,所述步骤S3包括S301.结合所述初始光强,构建辐射度算法模型;S302.迭代求解所述辐射度算法模型,得到日光温室内不同位置的散射光分布。优选的,所述步骤S301中辐射度算法模型为:本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种日光温室内光分布计算方法,其特征在于,包括步骤:S1.获取日光温室外部光分布信息;S2.结合所述外部光分布信息构造日光温室内初始光环境并计算各面元的初始光强;S3.结合所述初始光强,根据辐射度方法计算日光温室内散射光分布;S4.将日光温室内直射光分布以及散射光分布叠加,得到日光温室内光分布信息。

【技术特征摘要】
1.一种日光温室内光分布计算方法,其特征在于,包括步骤 S1.获取日光温室外部光分布信息; S2.结合所述外部光分布信息构造日光温室内初始光环境并计算各面元的初始光强; S3.结合所述初始光强,根据福射度方法计算日光温室内散射光分布; S4.将日光温室内直射光分布以及散射光分布叠加,得到日光温室内光分布信息。2.根据权利要求1所述的日光温室内光分布计算方法,其特征在于,所述步骤SI包括 S101.根据当前时间以及日光温室所在地理位置信息计算太阳高度及方位角; S102.计算日光温室外部直射光照强度和散射光照强度。3.根据权利要求2所述的日光温室内光分布计算方法,其特征在于,所述步骤S102包括 记日光温室外部总光强为I,直射光的百分比为q ; 则日光温室外部直射光照强度Idirat=I*q, 日光温室外部散射光照强度Idiffuse=I* (Ι-q)。4.根据权利要求1-3任意一项所述的日光温室内光分布计算方法,其特征在于,所述步骤S2包括 S201.将日光温室除前坡面面元外所有面元在直射光方向上的投影平面分割为多个子区域,每个子区域至少包含一个面元的投影区域; S202.从每个子区域对应的面元中选择距离该子区域最近的面元为光源面元并计算光源面元的初始光强,该子区域对应的其他面元初始强度...

【专利技术属性】
技术研发人员:温维亮郭新宇杜建军王传宇韩沫
申请(专利权)人:北京农业信息技术研究中心
类型:发明
国别省市:

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1