本科生毕业论文（或设计）.doc

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1、 本 科 生 毕 业 论 文（或设计）根据实际情况，选择“论文”或“设计”。（申请学士学位）页边距为上2.8 cm，下2.5 cm，左2.5 cm，右2.5 cm。正文字数原则上文不少于6000字。论文题目 基于DEM的太阳辐射模拟计算楷体_GB2312，三号。如题目较长，可两行书写，左端直线对齐。 作者姓名 苑武月 所学专业名称 地理信息系统 指导教师 王 春 年 月 日学 生： （签字）学 号：论文答辩日期： 年 月 日指 导 教 师 ： （签字）手写目 录黑体四号，单倍行距摘要1Abstract11 引言21.1 选题背景与依据21.2 国内外研究进展21.3 论文组织32 研究基础与方

2、法32.1 研究基本概念介绍32.2 研究内容与技术流程42.3 数据前期准备43 原型系统设计与实现63.1 基于DEM太阳辐射计算原理63.1.1 太阳直接辐射63.1.2 天空散射辐射73.1.3 总辐射83.1.4 原理流程83.2 原型系统功能设置及实现103.2.1原型系统功能设置103.2.2 原型系统开发平台113.2.3 主要功能代码实现123.3 小结144 原型系统测试144.1 实验样区概况144.2实验结果分析154.3小结155 结论与讨论165.1 主要成果165.2 研究展望17参考文献17致 谢18附 录：关键程序代码19宋体五号，单倍行距滁州学院本科毕业论文

3、基于DEM的太阳辐射模拟计算黑体三号，单倍行距摘要：黑体四号，加粗太阳辐射是决定地区小气候的主导因素。由于复杂的地形条件使得太阳辐射状况产生很大的差异，数字高程模型（DEM）的提出，为微观地域尺度光热资源的计算提供了条件。本文基于DEM构建光热资源模拟所需的多项地形要素，辅以ArcGIS空间分析模块方法，研究基于滁州市DEM太阳辐射模拟模型，进而采用Delphi4.0 语言进行模型设计实现模型功能，最后与ArcGIS中计算的太阳辐射进行比较检验，为农作物优生区区划分析提供参考。宋体五号，行距20磅关键词：数字高程模型；太阳辐射；模拟；原型系统同上（用分号隔开） DEM Based Simula

4、tion on Solar RadiationTimes New Roman，三号，加粗，单倍行距Abstract：Times New Roman，四号，加粗Solar radiation plays an important role in microclimate in mountain areas. The distribution of solar radiant quantity is various due to the complex terrain condition of rough country. With the use of digital elevation mod

5、els the simulation of solar radiation in micro-terrain could be realized. Through calculating necessary topographic factors, assisted by ArcGIS spatial analysis, this paper calculates the total solar radiation based on Chuzhou DEM. Then using Delphi4.0 language designs and implements model function.

6、 Finally, using ArcGIS solar radiation tool comparison and validation of total radiation and providing significant reference for the research of agricultural programming.Times New Roman，五号，行距20磅Key words：Digital Elevation Models; Solar Radiation; Simulation; Prototype system同上- 1 -滁州学院本科毕业论文1 引言黑体，小

7、三，1.5倍行距，段前段后5磅1.1 选题背景与依据黑体，四号，1.5倍行距，段前段后5磅太阳辐射是地表热量的主要来源，影响着温度、降水等的空间分布，是决定区域小气候的重要因素。影响山区的太阳辐射条件可归纳为以下三个问题：一是坡度；二是坡向；三是周围地形因子的独特优势，使得对日照资源的模拟更加便利。本论文以滁州市为例从日照时数、总辐射以及相关尺度DEM模拟结果的适应性等三方面进行试验并对地域分布规律进行分析，得出太阳辐射理论值，然后利用RS检核和修正理论计算值，所得结果为滁州市农业区划提供精度高、空间性更强的区域总辐射及空间分布规律，为农业资源评价提供依据，也为研究滁州琅琊山太阳辐射和温度的差

8、异与植物生长条件之间的关系，选择何种最佳生长物提供决策参考，以实现最佳的生态与经济综合效益，更为加强滁州市地区太阳能的有效利用和开辟新能源道路提供理论依据。宋体，五号，20磅行距。首行缩进2字符。2 研究基础与方法2.3 数据前期准备本论文用的是滁州市1：10000的DEM数据，根据上面流程图可知，坡度、坡向以及地形遮蔽信息是进行整个论文研究的基础，因此，这些信息的提取是论文前期工作的关键，下面是提取结果：图2-2坡度信息图2-3坡向信息图2-4地形遮蔽信息图上文字及图名黑体，小五。表格形式插入图片，表格无边框。插入图表应注意紧凑性。需要说明的是，地形遮蔽信息依时间的变化而有所不同，也就是说，

9、每一时刻太阳高度角都是不同的，对地物的照射所引起的遮蔽也是不同的，图2-4只是提取太阳高度角为15时的地形遮蔽信息，仅此用来描述研究过程。- 11 -3 原型系统设计与实现3.1 基于DEM太阳辐射计算原理3.1.1 太阳直接辐射黑体，小四，1.5倍行距，段前段后5磅（1）地球轨道修正因子公式用公式编辑器书写。单倍行距。式中称日角，即= 。（2）太阳赤纬式中称日角，即= 。（3）太阳日出日末时角式中代表太阳日末时角，代表日出时角（日出为负，日落为正12）。为太阳赤纬，为地理纬度（以滁州市地理纬度32.33为准）。（4）天文日辐射量模型式中，T为日长，n为可照时角的离散数目，经验值n=36。和为

10、微分时段内的日出和日没时角。（5）太阳直接辐射模型公式序号按章编排，并在公式后靠页面右边线标注，如第1章第一个公式序号为“（1-1）” （3-5）其中，为日照百分率，a，b为经验系数。这里取a=0.285，b=0.327。3.2 原型系统功能设置及实现各层次标题不得置于页面的最后一行（孤行）3.2.1主要功能代码实现本次模拟的时间为2011年3月21日，利用求太阳直接辐射的公式，得到如下结果图：图3-6 太阳直接辐射模拟图图表居中显示，其中文字黑体小五，如用表格插入图片，请注意无表格边框从图上可以看到，从冷色调的蓝色到暖色调的红色，辐射量逐渐增大，分布具有明显的地形分布特征，主要表现在不同坡向

11、上，即太阳直接辐射在南坡大、北坡小。3.3 小结本章主要介绍的是基于DEM太阳辐射模拟系统设计与实现。分为两大块：一块介绍实验原理及流程，一块介绍原型系统功能设置及实现。论文设计开发的原型系统通过相关太阳辐射的计算原理，重点实现了太阳直接辐射模拟、天空散射辐射模拟以及总辐射的模拟。结果显示，直接辐射表现为南坡大、北坡小，东、西坡相当的特点；散射辐射表现为山脊大、山谷小的特点；总辐射综合直接辐射和散射辐射的特点，表现为南坡大、北坡小；山脊大、山谷小的特点。4 原型系统测试4.1 实验样区概况论文以滁州市为例，其基本概况如下：滁州市位于北纬3151一3313、东经11709一11913之间，地处江

12、淮之间丘陵地带，为北亚热带湿润季风气候，四季分明，温暖湿润，气候特征可概括为：冬季寒冷少雨，春季冷暖多变，夏季炎热多雨，秋季晴朗气爽。全市年平均气温15.4，年平均最高气温20.1，年平均最低气温11.4，年平均降水量1035.5毫米。梅雨期长23天。年日照总时数2073.4小时。初霜为11月4日，终霜为3月30日，年无霜期210天。滁州市域跨长江、淮河两大流域，全市地貌大致可分为丘陵区、岗地区和平原区三大类型，地势西高东低，全市最高峰为南谯区境内的北将军岭，海拔399.2米，围绕丘陵分布的平台和波状起伏地带，构成岗地区，滁河、淮河沿岸和女山湖、高邮湖的滨湖地带是主要的平原区。4.2 实验结果

13、分析上述实验结果是基于AE开发系统得出的，其实为了增强对地理科学研究的支持，ArcGIS自9.2版本问世后，又增加了一些新工具和新方法，除了地理统计、高级网络、建模等工具以外，还有对太阳辐射的计算，即Solar Radiation工具模块，下面是对这两种方法计算结果的比较分析。图4-1 系统模拟的太阳辐射图图4-2 ArcGIS里模拟的太阳辐射图由图4-1和图4-2可以看出，从冷色调的深蓝色到暖色调的红色，辐射量都是逐渐增大的，且具有很强的地形规律性，总体上说，辐射值山脊大，山谷小；阳坡大，阴坡小。4.3 小结本章主要介绍了两方面内容：实验样区概况和实验结果分析。实验样区以滁州市为例，分别从地

14、理位置、气候、地形、气温、降水、日照时数等方面对滁州市作了简要的说明，因为它们都是影响太阳辐射的因素，所以我们在比较之前应该对滁州市相关情况有个大致的了解。实验结果分析中通过比较，我们知道两种方法都能得到模拟结果。不同的是原型系统考虑的因子多，模拟的太阳辐射结果更精确，而在ArcGIS中直接模拟的太阳辐射结果则更方便快捷些，因此在具体运用中我们应该考虑实际需要选择合适的方法。表格格式。正常使用三线表。表4-1 2002年社会经济因素集初值化结果地区人口土地面积GDP年降水量耕地面积除涝面积水库数人口密度人均GDP合肥市1.001.001.001.001.001.001.001.001.00淮北

15、市0.450.390.290.620.535.880.011.160.64亳州市1.191.210.420.691.9619.300.000.990.35宿州市1.311.390.500.621.9816.670.140.940.38蚌埠市0.770.840.460.811.1310.450.070.910.60阜阳市2.001.390.510.952.2820.100.001.440.25淮南市0.470.300.370.870.394.430.011.550.78滁州市0.961.990.680.851.583.451.790.480.71六安市 1.492.560.481.231.699

16、.741.920.580.325 结论与讨论5.1 主要成果（1）山区的太阳辐射具有明显的地域分异规律。直接辐射表现为南坡大、北坡小，东、西坡相当的特点；散射辐射表现为山脊大、山谷小的特点；直接辐射和散射辐射在数量上也基本相当，都约占总辐射的一半左右。总辐射综合直接辐射和散射辐射的特点，表现为南坡大、北坡小；山脊大、山谷小，以及随着坡度的增加有先增大后减小的特点。（2）模拟的结果不但可以获得数量值，而且可以有效地反映太阳辐射的空间分异规律。此模拟方法通用性很强，原则上适用于任何起伏地形中，且相关气象资料越充足，模拟结果越准确。5.2 研究展望（1）从计算效率上讲，本文计算的是地面接收到的太阳总

17、辐射，而实际决定地表温度的是地面净辐射量的大小，需要考虑地面反射，大气逆辐射，地面长波辐射等。本实验是基于Delphi语言开发的小系统，考虑到在实际运用中的效率问题，还需要将系统进一步完善。（2）从计算精度上讲，太阳直接辐射不仅与太阳高度角和大气透明度状况有关，还应结合它在遥感中的模拟情况，通过比较分析从而得到更精确的模拟结果。由于缺乏滁州市遥感方面的资料，本研究结果精度还需进一步提高。倘若精度达到标准，就可以为各种专题研究提供基础数据，加强它在农业资源调查、农业区划、精细农业、太阳能利用，生态环境监测等方面的应用，发挥其价值。参考文献黑体小三，单倍行距，段前段后5磅1 傅抱璞，虞静明，卢其尧

18、.山地气候资源与开发利用M.南京：南京大学出版社，1996.2 李占清，翁笃明.丘陵山地总辐射的计算模式J.气象学报，1988，46(4)：461-468.3 曾新.高校社科学报功能异化值得关注EB/OL.2012-5-3.http:/ 4759.aspx4 张宇军.基于DEM骨架特征点线的地貌自动综合研究D.西安：西北大学，2008.5 Acharya B,Chaturvedi A.1997.Digital terrain model: elevation extraction and accuracy assessment.Journal os Surveying Engineering,

19、5:71-76.参考文献不少于10篇，其中外文文献不少于2篇。致 谢黑体小三，单倍行距，段前段后5磅毕业论文终于完成了，四年的读书生活在这个季节即将划上一个句号，而对于我的人生却只是一个逗号。四年的求学生涯在师长、亲人朋友的陪伴下，走得太快太匆忙。离别之际，心中有太多的不舍，那么多可爱的人值得我去感谢。首先，我要感谢我的指导老师王春老师，他渊博的专业知识，严谨的治学态度，诲人不倦的高尚师德，平易近人的人格魅力对我影响深远。不仅使我树立了远大的学术目标、掌握了基本的研究方法，还使我明白了许多待人接物与为人处事的道理。论文从选题到完成，每一步都是在老师的耐心指导下完成的，占用了老师不少的工作和休息

20、时间，在此谨向王老师表示崇高的敬意和衷心的感谢！其次，也要感谢班主任李军利老师，感谢他对我们日常生活和学习无微不至的关怀，四年里为学生为班级付出的心血我们不会忘记！感谢国土系其他老师，虽然他们没有直接参与我的论文指导，但在开题时也给我提供了不少的意见，提出了一系列可行性建议，在此向他们表示深深的感谢！最后，感谢陪我走过大学四年的各位同学，在我遇到困难的时候，是你们无私的帮助让我渡过难关，我祝愿你们前程似锦！还要感谢我的父母、家人和男友，他们对我始终如一的关爱和支持是我在人生道路上不断前行的强大动力，我祝愿他们永远健康快乐！凌乱的记忆变作凌乱的文字，要感谢的人还有很多很多，在这里，我只能对你们说

21、，谢谢！ 祝你们幸福快乐、事业有成！附 录：关键程序代码class CxSunTime int Daydata; double Declination,Earthorbit,Sunset_angle,Latitude,DayHour,Slope,Aspect,Sunlight,Cloudness; double Sum_cloudness, Low_cloudness; public CxSunTime(int daydata,double latitude,double dayhour,double slope,double aspect,double sunlight,double sum

22、_cloudness,double low_cloudness) Daydata = daydata;/当地积日 Latitude = latitude;/当地纬度 DayHour = dayhour;/日长小时数 Slope = slope;/当地平均坡度 Aspect = aspect;/当地平均坡向 Sunlight = sunlight;/当地日照百分率 Sum_cloudness = sum_cloudness;/当地总云量 Low_cloudness = low_cloudness;/当地低云量 /计算太阳天文日辐射量 public double sun_radiation() /

23、计算日角 int t = Daydata-1; double suncorner= 2 * Math.PI * t / 365.2422; /计算地球轨道修正因子 Earthorbit = 1.000109 + 0.033494 * Math.Cos(suncorner) + 0.001472 * Math.Sin(suncorner) + 0.00768 * Math.Cos(2 * suncorner) + 0.000079 * Math.Sin(2 * suncorner); /计算赤纬 Declination = 0.006894 - 0.399512 * Math.Cos(sunco

24、rner) + 0.072075 * Math.Sin(suncorner) - 0.006799 * Math.Cos(2 * suncorner) + 0.00089 * Math.Sin(2 * suncorner); double U = Math.Sin(Latitude) * Math.Cos(Slope) - Math.Cos(Latitude) * Math.Sin(Slope) * Math.Cos(Aspect); double V = Math.Sin(Latitude) * Math.Sin(Slope) * Math.Cos(Aspect) + Math.Cos(La

25、titude) * Math.Cos(Slope); Sunset_angle =Math.Acos(-Math.Tan(Declination) * Math.Tan(Latitude); double Sunrise_angle = -Sunset_angle; double TheValue=(1367*DayHour*Earthorbit)/2*Math.PI ; double arry = new double36; double sun_radiation_value=0.0; for (int i = 0; i 36; i+) double TheValue2 = i / 36;

26、 arryi=TheValue2*(Sunset_angle - Sunrise_angle); sun_radiation_value=sun_radiation_value+(U*Math.Sin(Declination)*arryi+V*Math.Cos(Declination)*(Math.Sin(TheValue2*Sunset_angle)-Math.Sin(TheValue2*Sunrise_angle)-Math.Sin(Slope)*Math.Sin(Aspect)*Math.Cos(Declination)*(Math.Cos(TheValue2*Sunset_angle)

27、-Math.Cos(TheValue2*Sunrise_angle); return TheValue * sun_radiation_value; /计算太阳直接辐射量 public double result_sun_radiation() double Sun_radiation_value =sun_radiation(); double result_sun_radiation = Sun_radiation_value * (0.285 * Sunlight + 0.327 * Sunlight * Sunlight); return result_sun_radiation; /

28、计算地形遮蔽度（kd）因子 public double Terrain_shad_degrees() double brry = new double36; double crry = new double36; double TheValue = 1 / Math.Tan(Slope); for (int i = 0; i 36; i+) brryi = (i + 1) / 36)*2*Math.PI; double TheValue1 = Aspect - brryi; (-Math.Cos(TheValue1)/Math.Sqrt(TheValue*TheValue+Math.Cos(T

29、heValue1)*Math.Cos(TheValue1); double Terrain_shad_value; return Terrain_shad_value; /计算散射辐射 public double Scatter_radiation(double sum_cloudness,double low_cloudness) /计算云量系数 double Terrain_shad_kd = 90;/Terrain_shad_degrees(); double Cloudness=0.07 * sum_cloudness + 0.03 * low_cloudness; double Cl

30、oudness2 = 1 - 0.08 * sum_cloudness - 0.02 * low_cloudness; /计算平地的天文辐射量 double Ft_radiation = (24 / Math.PI) * 1367 * Earthorbit * (Sunset_angle * Math.Sin(Latitude) * Math.Sin(Declination) + Math.Cos(Latitude) * Math.Cos(Declination) * Math.Sin(Sunset_angle); /计算散射辐射通量密度 double Sremittance =Ft_radi

31、ation * (0.034 + 0.701 * Cloudness - 0.71 * Cloudness * Cloudness); /计算正午太阳高度角和方位角 double Sloar_angles = 90 - Latitude; double Ssvalue = (Math.Sin(Sloar_angles) * Math.Sin(Latitude) - Math.Sin(Declination) / Math.Cos(Sloar_angles) * Math.Cos(Latitude); double Sun_azimuth_angles = Math.Acos(Ssvalue);

32、 /计算散射辐射结果 double slope_value = Slope / 2; double Scatter_radiation_value = Terrain_shad_kd * (Sremittance * Math.Cos(slope_value) * Math.Cos(slope_value) + 35.1 * Cloudness2 * Math.Cos(1.09 * Sloar_angles) * Math.Sin(1.42 * Slope) * Math.Cos(Aspect - Sun_azimuth_angles); return Scatter_radiation_value; /计算总辐射 public double result_radiation() double Result_radiation_value1 = result_sun_radiation(); double Result_radiation_value2 = Scatter_radiation(Sum_cloudness,Low_cloudness); double Result_radiation_value = Result_radiation_value1 + Result_radiation_value2; return Result_radiation_value;