建筑物尺度的太阳能资源潜力估算模型研究

结合遥感定量反演方法与地理信息系统三维分析技术,建立了城市建筑物尺度的太阳能资源潜力估算新方法和模型。运用平面投射法确定了建筑物阴影位置,实现了阴影的实时模拟。利用局部坐标系和容斥原理计算了三维空间中的非阴影区面积。考虑光线与墙面之间的角度关系,结合遥感反演得到的该建筑物所在位置的地表太阳直射辐照度,计算该建筑物各侧面及顶面所能利用的太阳直射辐射功率,进而求和得到观测时段内的累积太阳直射辐射能,并采用不规则三角网显示该建筑物能接收到的能量资源的空间分布。选择乌鲁木齐市某建筑群对模型进行应用。结果表明,该模型为建筑物尺度的太阳能资源规划及开发利用提供了一种有效的方法。     

建筑物尺度的太阳能资源潜力估算模型研究

结合遥感定量反演方法与地理信息系统三维分析技术, 建立了城市建筑物尺度的太阳能资源潜力估算新方法和模型。运用平面投射法确定了建筑物阴影位置, 实现了阴影的实时模拟。利用局部坐标系和容斥原理计算了三维空间中的非阴影区面积。考虑光线与墙面之间的角度关系, 结合遥感反演得到的该建筑物所在位置的地表太阳直射辐照度, 计算该建筑物各侧面及顶面所能利用的太阳直射辐射功率, 进而求和得到观测时段内的累积太阳直射辐射能, 并采用不规则三角网显示该建筑物能接收到的能量资源的空间分布。选择乌鲁木齐市某建筑群对模型进行应用。结果表明, 该模型为建筑物尺度的太阳能资源规划及开发利用提供了一种有效的方法。     

图像处理技术在城市建筑太阳能规划设计中的应用

介绍了一种将数字图像处理技术应用于城市建筑规划设计中太阳辐射能的利用与分析的方法.阐述了将建筑规划CAD图形分别转换成真彩色图像、建筑数字高度模型、阴影图像,进而进行太阳直射辐射能量在建筑群中的不同时刻分布计算和分析的过程,其目的是对城市建筑群规划中太阳直射辐射能量的分布,建筑采光与建筑高度和位置的关系作前期分析,提出合理的建筑高度参数及布局的参考值.这种基于数字图像处理的方法对城市能效建筑规划设计提供了有用工具.     

不同结构建筑的测绘与建模

针对不同结构建筑物的特点,首先分析了它们对应的测量重点,继而讨论其建模过程,最终通过实例实现了某建筑物从建筑结构分析、采集数据到三维建模的全过程.     

基于几何3DCM的日照分析模型及其辅助空间决策支持

借助三维城市模型(3DCM)和太阳的运动方程分析建筑物不同层面的日照时间,为城市空间规划设计和建筑物布置提供决策证据支持.讨论了几何3DCM、日照分析的基本模型,着重强调日照分析的3个难点问题--阴影显示、日照时间计算、日照间距计算.给出了实验与模拟分析结果.图7,参8.     

固定式和跟踪式太阳能接收器能量接收状况的比较

太阳能接收器可以采用固定安装角度和自动跟踪太阳位置两种方式。通过计算得出了特定纬度下当接收器表面倾角不同时,接收器全年接收的太阳辐射能分布;比较了不同纬度、不同安装倾角下固定式与跟踪式太阳能接收器的能量接受情况。结果表明采用跟踪装置可以改善太阳能的接收效果;接收器安装倾角对太阳能接收效果也有显著的影响。     

到宇宙空间去发电

长期以来,人们就梦想着到太空去收集太阳能,并使之转变成电能传输到地球上,以解决人类面临的能源危机。太阳能发电有着无可比拟的优越性。地球所接受到的太阳能,虽只占太阳表面发出的全部能量的1/20亿左右,但这些能量相当于全球所需总能量的3—4万倍,可谓取之不尽,用之不竭。其次,宇宙空间没有昼夜和四季之分,也没有乌云和阴影,辐射能量十分稳定,因而发电系     

三维环境下的建筑表面太阳能潜力估计

提出一种结合屋顶及立面，考虑天气因素影响的城市级建筑表面太阳能潜力估计方法.以建筑轮廓矢量数据和高度信息为基础，重建三维城市环境；基于射线求交方法、纹理映射和太阳辐射模型计算和渲染建筑表面太阳辐射；利用长期日照时数气象数据和天气校正模型对建筑表面接收的太阳辐射进行辐射校正，并通过气象站太阳辐照度辐射观测数据对校正结果进行有效性验证.结果表明：相关系数r和均方根误差RMSE分别为0.85和0.99 kW·h·m^-2,具有一定的有效性.应用该方法对研究区进行时空特征分析，研究结果可为城市清洁能源利用评估提供方法，为低碳城市的设计和管理提供一定参考.     

海水太阳池二维数学模型

盐梯度海水太阳池具有收集和贮存太阳能的双重功能.为了满足太阳池研究计算的需要,建立了海水太阳池的二维轴对称模型,对太阳池内的温度场进行了模拟计算,并与实验数据进行了对比.通过比较发现,采用W.S.模型,其数值结果和实测值比较吻合;太阳池面积和浊度对太阳池热行为有很大影响,应用二维模拟计算,可确定简化为一维模型的太阳池的最小面积为300m2.     

虚拟建筑群三维建模与可视化实现

论述了地形、城市建筑物以及其他附属设施的三维模型建立方法;探讨了三维对象模型与地形模型 的匹配问题;分析了虚拟建筑群的三维可视化过程;采用三维可视化技术,实现了某建筑群的三维建模与可视 化表达,具有很好的实用性,为进一步进行数字城市的三维建模及可视化设计提供了一种辅助手段。     

利用高分辨率航空影像阴影提取城市建筑物高度信息

建筑物三维景观模型的建立是城市三维景观重建的关键,建筑物三维景观模型受建筑物的几何外形特征、高度及纹理等重要因素的影响。该文主要阐述规则建筑物的原理与算法,利用高分辨率航空影像图,结合分割技术、分类技术和优化技术,推算影像上建筑物阴影的长度,进而提取建筑物的高度。建筑物纹理信息通过影像信息或者摄影方式获取,为建筑三维景观图增加真实感和可视性。     

基于激光点云的树木三维几何建模系统的设计与实现

根据树木的几何拓扑原理,直接利用地面激光扫描仪扫描获得的活立木点云数据,提出了一种基于点云数据的树木三维高精度、真实感的快速重建技术,重点解决了树木骨架点的提取、枝条系统分级重建、模型交互式编辑等关键技术.应用结果表明,基于点云的树木三维几何建模系统能够克服传统树木建模精度低、效率低、形态逼真度差等不足,依据点云数据能快速高效地重建出忠实于现实树木形态结构的三维真实感模型.系统具有良好、灵活的交互性以及较强的实用性,可广泛应用于森林资源管理、精准农业、古树名木管理、园林规划设计等领域.     

基于勾画的三维树木建模系统

回顾了三维虚拟树木建模方法,提出了基于勾画的树木建模思想,并以此为基础开发出了三维树木建模系统.介绍了建模原理、算法思想和用户界面设计.实验证明,提出的方案能够以直接、简单的方式构造出多变的树木外观.     

地面三维激光扫描建模精度研究

历史建筑三维模型重建是当前研究的一个热点.以某优秀历史建筑为例,分别对其进行全站仪CAD建模与地面三维激光扫描建模.首先阐述了两种建模方式的流程,并对不同建模方法进行对比分析,指出两者各自的优缺点;然后通过对两种建模方法得到模型的点位误差、几何体误差、整体模型中误差等不同方面进行分析研究,探讨地面激光扫描仪应用于大型建筑建模中能达到的精度,以及适应的场合.试验结果表明,相对于CAD建模方法,扫描建模方法具有快速、高效,模型精度较高等优点,并保留了建筑物细部特征,但其后期数据处理自动化程度不高.     

利用高分辨率遥感图像阴影信息提取建筑物高度

利用全色高分辨率卫星影像数据中的阴影信息进行建筑物高度计算的原理和方法，并结合专家分类系统，研究了如何进行建筑物阴影、顶部和建筑物向阳面分类，并计算出建筑物的高度．从试验区得结果表明，高分辨率的遥感数据在城市信息获取方面有着巨大价值．     

基于二维高密度电阻率勘探数据的三维反演及应用

针对目前高密度电阻率法所采用的数据处理方法主要是把地质结构体视为二度体进行二维处理,从而二维数据资料处理结果只是一种近似解释,其计算精度与反演效果达不到精确反演的要求,设计一种典型的地质体模型,利用有限单元法进行正演计算,对含有高斯随机误差的各测线二维正演数据分别进行高密度电阻率法二维、三维反演,对比二维和三维的反演结果.最后在广东某场地采用高密度电阻率法对岩层划分,利用二维勘探的数据进行二、三维反演.研究结果表明:三维反演受高斯随机误差的影响更小,反演结果与实际地质模型更接近;三维反演在岩层划分中更能凸显岩层分界面区域,岩层的空间分布及岩层、覆盖层的整体连续性能更真实地体现,与钻探结果吻合程度更好.     

三维激光扫描技术在建筑物建模上的应用

三维激光扫描技术的应用领域日益广泛,但点云数据内业处理较为复杂,对此方面的研究一直是许多相关专业的热点．通过三维激光扫描仪对历史建筑进行扫描,对采集的数据进行处理,建立建筑物的三维模型．提出了控制网的布设方案,完成激光扫描仪坐标下点云数据向全站仪坐标下数据的转换,对海量点云数据去噪、拟合、建模,完整地建立建筑物的真三维模型,为建筑物的保护和管理提供了基础数据．     

卫星太阳光压力矩计算中有效作用面积的计算

为了精确计算卫星在轨运行时所受的太阳光压力矩,给出了1种考虑太阳帆板与卫星体相互遮挡时太阳光压力矩的求取方法.将卫星体和太阳帆板组成的几何体进行投影变换后,判断其相互遮挡并采用凸多边形求交的算法求取太阳光压有效作用面积,从而计算太阳光压力矩.以某太阳同步轨道卫星为例进行计算,结果表明:当卫星体和太阳帆板的面积相比较小时,太阳光压力矩的求取可忽略卫星体以及卫星体对太阳帆板遮挡的影响.该方法同样可推广到考虑太阳帆板与卫星相互遮挡时气动力矩的求取.     

历史建筑三维激光扫描建模方法研究

优秀历史建筑数字化保护已经成为影响广泛的社会性问题.以同济大学文远楼为例,提出了一种以三维激光扫描仪和全站仪为主要数据获取手段的针对大型历史建筑数字化工程方法 .首先对目标体进行分站扫描,获得点云数据,同时使用扫描仪和全站仪采集每站靶标数据;然后,利用Matlab编程实现转换算法,根据采集的同名点靶标数据进行配准计算,将每站点云数据转换到统一的坐标系下,并对转换模型精度进行分析;最后将完全配准的点云数据网格化并修饰处理,建立真三维的历史建筑数字化模型.实验结果表明,采用的建模方法快捷、有效,配准模型精度较高,最终建立的三维模型真实,保留了其细部的特征.     

基于GMS的三维地质建模与地下水数值模拟——以永靖县黑台为例

在总结三维地质建模与地下水数值模拟常用软件基础上,选用GMS软件,在黄土台塬灌溉典型区域甘肃省永靖县黑台,开展三维地质建模,结合研究区内部钻孔、边界高程、地层高程数据等基础资料,建立实体地层模型,利用建模结果,综合台塬水文地质条件,建立水文概念模型与数学模型,使用软件内MODFLOW数值计算方法,在高密度电法反演地下水位信息验证下,获得研究区地下水数值模型.结果表明,模拟所得三维地层模型有很好的可视性,能直观展示研究区地层分布情况;地下水水位值与高密度电法反演地下水位分布在台塬中部地下水位有很好的对应关系.