SkyHelios
一种快速计算微观尺度气候因子的模型
SkyHelios 手册 0.1 版,8 月 29 日
Dominik frö hlich 和 Andreas Matzarakis
联系方式
Andreas Matzarakis 教授
人类生物科学研究中心
德国气象服务
Stefan-Meier-Str4
79104 Freiburg
电话。49 69-8062-9610
传真 49 69-8062-9622
电子邮件: andreas.matzarakis@dwd.de
科学发展理念与概念规划
与布局手册
Andreas Matzarakis
Andreas Matzarakis 和 Olaf Matuscheck
Olaf Matuscheck Andreas 同龄人 Frank 芦兹
Dominik frö hlich,马塞尔 · 冈维什和 Andreas Matzarakis
Dominik frö hlich 和 Andreas Matzarakis
内容
1 一般信息
1.1
1.2
1.3
1.4
1.5
1.6
1.7
1.5.1
2 关于 SkyHelios 模型的介绍
3 SkyHelios 模型的用法
3.1
3.1.1
3.1.2
3.1.3
3.1.4
3.1.5
3.1.6
3.1.7
3.1.8
3.1.9
3.1.10
3.2
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31
目标和可能性................................
系统要求.................................
安装 SkyHelios.................................
计算和可视化的可能性....................
引文........................................
使用 SkyHelios 的研究...........................
论坛.........................................
确认..................................
图形用户界面 (GUI) 中的元素...................
主菜单..................................
数据层部分.............................
生成模型部分...........................
Curser 坐标显示.........................
3D 视图选项卡..................................
3.1.5.1 属性选项卡...........................
天空视图因子部分...........................
功能面板................................
Sunpath 部分...............................
结果部分................................
选择地图窗口上的位置.......................
加载气象输入数据文件......................
加载光栅文件.................................
加载矢量数据文件..............................
加载网格文件.................................
粗糙度估计................................
IV
内容
3.7 风模型控制..................................
3.8 计算面积输出................................
3.9 硬件兼容性测试.............................
3.10 高级视图....................................
3.11 关于盒子.......................................
3.12 气象数据输入文件............................
3.13 障碍文件.....................................
3.14 Shp 到明显的工具....................................
4 一步一步的例子
4.1 基于形状的天空视图因子和太阳能见度估计........
4.2 基于光栅生成鱼眼图像和年日光路径图。
5 疑难解答和常见问题
5.1 为什么加载任何向量文件时会出现 SQL 错误?.............
6 科学背景
6.1 辐射建模..................................
6.1.1 天空视图因子...............................
6.1.2 短波辐射.............................
6.1.3 长波辐射.............................
6.1.4 平均辐射温度.........................
6.2 热指数...................................
6.2.1 感知温度...........................
6.2.2 普遍热气候指数......................
6.2.3 生理等效温度..................
7 RayMan 模型
书目
数字列表
表列表
符号列表
V
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64
V
十一
XV
XVI
1 一般信息
1.1 目标和可能性
针对微气候因子的空间维度,建立了 SkyHelios 模型。
图形处理器可以集成在模拟模型计算例如三维流量可视化或辐射估计。更进一步,它甚至可以使
用现代图形硬件作为通用阵列处理器。这些想法和方法使用廉价的大规模生产技术来解决具体问
题。该技术可用于在微观尺度上对城市形态的气候条件或气候相关参数进行建模。SkyHelios 使
用图形处理器计算辐射和相关属性,例如天空视图因子 (SVF)。
该模型还允许连续结果的计算,因此计算 e.g.SVF 为一个复杂区域的每个点。SkyHelios ia 能够
基于许多著名的空间格式计算 SVF,例如多边形形状文件、数字高程模型、 RayMan 障碍文件
(显然)。
通过使用图形处理器,可以直接在屏幕上显示一些结果。生成的菲什图像可以直接保存,以便与
RayMan 模型一起使用 (有关 RayMan 的信息,请参阅章节 7)。
新模型提供了以下好处:
(a) 计算时间短,
(b) 短的开发时间和
(c) 由于使用开源框架,成本低。
1
1 一般信息
该模型的应用将有助于准确估计城市和复杂情况下的辐射通量和平均辐射温度,特别是结合城市
小气候模型,e。 g. rayMan 模型。
SkyHelios 的基本版本是免费提供的:
http://www.urbanclimate.net/skyhelios
1.2 系统要求
要运行 SkyHelios,需要至少使用 Windows 7 的 64 位 Windows PC。该系统也应该有 sufficient
自由内存考虑更大的模型域 (越多,越好)。此外,SkyHelios 在运行时需要一些硬盘空间来存储结
果 (在用户定义的目录中) 和临时文件 (在 SkyHelios 程序目录中)。
由于 SkyHelios 模型是 a。Net 程序和使用几个第三方库 Microsoft Visual 编译器红色是 t 肋您表
2012 和 2015 (64 位两者) 是必需的。如果尚未安装,请下载并安装
• Microsoft Visual 编译器红色是 t 肋您表 2012:https://www.microsoft.com/en-美国/下载/确认.aspx?
id = 30679 & 6B49FDFB-8E5B-4B07-BC31-15695C5A2143 = 1
• Microsoft Visual 编译器红色是 t 肋您表 2015:https://www.microsoft.com/en-美国/下载/确认.aspx?
id = 48145 & 6B49FDFB-8E5B-4B07-BC31-15695C5A2143 = 1
还请检查是否安装了 Microsoft DirectX 的最近副本。如果你不确定检查
https://support.microsoft.com/en-us/help/179113/how-to-install-the-latest-version-的-directx。
安装 SkyHelios 1.3
如果尚未注册,请先注册 http://www.urbanclimate.net/skyhelios 并下载模型的最新副本。将文件
夹解压缩到用户具有写入权限 (不是 C: \ 程序文件) 的位置。
要运行 SkyHelios 双击提取文件夹中的 “ClimateSkyModel.exe”。
ClimateSkyModel.exe 应具有此图标:
没有需要进一步安装。如果需要,请创建桌面快捷方式,但请确保不在那里移动 RayMan.exe!
2
1 一般信息
第一次成功加载 SkyHelios 后,请运行兼容性测试 (请参阅部分 3.9) 以确保 PC 与 SkyHelios 兼
容。
1.4 计算和可视化的可能性
SkyHelios 模型可用于许多参数的计算和可视化。不同版本的功能概述可以由 tab 提供。1.1。
可视化
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空间计算
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X
X
X
X
X
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X
参数
太阳道或太阳轨道
表面温度鱼眼
阴影
太阳能见度因子
阳光持续时间
全球辐射
平均辐射温度 (TMrt)
风速
风向
生理等效温度 (PET)
感知温度 (PT)
普遍热气候指数 (UTCI)
选项卡。1.1:SkyHelios 中的计算和可视化。标记的参数只能通过 SkyHelios pro 版本
进行评估。
可以计算或可视化的参数也取决于提供的输入。选项卡。1.2 提供有关参数的快速概述,这些参
数可以根据不同的空间输入文件类型进行计算。
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