电子_董建_翻译初稿

齐齐哈尔大学毕业设计外文翻译(初稿)题目太阳光入射角光电检测装置学院通信与电子工程学院专业班级电子085班学生姓名董建指导教师苗凤娟2012年03月20日太阳辐射预测植被建模的多尺度计算Christian Piedallu*, Jean-Claude G´egout（2007年2月12日修订版2007年5月29日，2007年7月4日）摘要最近大环境数据库的发展允许的大片领土，物种或社区的生态行为的分析。

太阳辐射是一个生态过程的基本组成部分，但较少使用在这个规模，由于缺乏可用的数据。

在这里，我们提出了一个程序，可以计算太阳辐射，考虑到双方的地形（坡度，坡向，海拔高度，阴影）和全球（混浊和纬度）参数。

这个模型适用于整个法国（540万平方公里），今年每月只有50米的数字高程模型（DEM），纬度值和混浊的数据。

太阳能辐射测量来自88个气象观测站，验证表明，在R2和0.78之间更好的测量和预测每年的辐射。

辐射值随高度的增加，朝南的斜坡，但在夏季除外。

他们随纬度，星云，坡度为北部，东部和西部的风险。

辐射减少20％左右，在冬季和夏季减少10％。

冷杉，宏基假，阿尔巴和栎毛竹，它们可以根据法国植物分布模型计算。

利用太阳辐射，提高模型通过水平衡变量的建模。

我们得出这样的结论：模型，结合地形和全球变化，太阳辐射可以提高效率的大型模型的植物分布。

关键词：太阳辐射；水平衡；地理信息系（GIS）；数字高程模型（DEM）；植物分布模型；植被建模第1章引言太阳辐射中的分布、组成，照片合成和水的循环生态系统的生产力起着至关重要的作用。

太阳辐射导致水平衡的几个参数（加热空气和土壤，蒸散量，风，雪和冰融化），代表着一个直接的资源梯度[1]，这是关系到植被过程。

因此，这不奇怪，许多研究尝试找到太阳辐射对植物物种的分布的链接。

然而，研究利用太阳能辐射，一般涉及有限的地区（从几公顷到几百平方公里），由于很难准确计算的本地和较大规模的辐射。

在地面气象逻辑站直接测量太阳辐射。

数据可插值到更大的区域[25，47]，但由于地形和强大的变异，数量有限的气象观测站记录此参数，已阻碍了绘图精确的辐射图[17，23]。

卫星的数据，如气象卫星，允许一个地域辽阔的空间，但不考虑地形变异值[23]。

20世纪90年代初以来，地理信息系统（GIS）的技术使研究人员开发太阳辐射的几种模式。

“提款机”[13]和“太阳通量”[22]模型是首次开发，其次是其他如“短波”和“直接”[30]，“太阳能分析师”[17]“最活跃”[26]，“分散式架构”[53]，“间隙性”[52]，“太阳光”[23]。

这些模型采用不同的方法计算辐射，它们有效的节约成本，尽可能的使用大量的计算，非常适合地形复杂的地区，并很准确[14,46]。

根据数字高程模型，可以计算出高分辨率的数据（DEM）。

具有开发大型数据库[ 4，19 ]和取样方法[ 15 ]，植被研究需要准确的环境数据在大领域为新型物种分布的规模分布区[ 20]。

在广泛的规模中，辐射计算需要结合小规模的变异引起的地形变化和大规模的调制器，如纬度或混浊[11]。

现有的一些方案不适合大规模的计算，因为他们只提供晴空辐射，或他们认为纬度为恒定值[17，30]。

其他机型更详细的计算方法，但他们需要许多空间估计的参数，而不是利用像阳光分数、反照率、最小和最大的空气温度。

这种输入可用性问题加剧时，一般应具有异构地面气象数据集。

如果计算能力上有提高，并且允许国家或大陆通过对太阳辐射精细分辨率的计算，现有机型的限制解释，他们实际上是不同的大型植物分布建模。

如果很多的研究建立在局部范围内[24，29]，太阳辐射的重要性可以改善大型植物分布模型实际上是鲜为人知的。

这次研究的目的是：一个基于GIS的新方案叫做Helios，可以很容易地计算出准确的太阳辐射值，有助于预测植物分布，以及广泛的尺度本地。

这个程序必须要求输入几个参数，主要是提供给世界各地的。

验证了大面积的太阳辐射计算。

Helios计划已经制定，它是最流行GIS软件包之一。

结合当地的地形（坡度，坡向）和全球（混浊和纬度）参数，计算太阳辐射规模。

高程模型的使用要求计算出数字和混浊值。

这些数据是由网络上大部分国家免费提供的。

值混浊，这是经典测量，确保传感器，也可以插气象站。

法国最好的可覆盖全国的决议（50×50米间距网格）实施辐射模型。

为了评估其质量，仿照辐射数据分散在全国各地的88个气象观测站测得的数据进行比较。

然后，我们评估模型的灵敏度，在不同的地域范围根据坡度，坡向，海拔，纬度或混浊。

最后，我们模拟了3个植物物种的分布（冷杉，栎毛竹，阿尔巴和宏基假），以Helios提高植物分布模型评估。

第2章 方 法2.1 模型描述短波辐射涵盖0.28-5微米范围内的频谱，可分为三个组成部分[12，18]：从太阳，通常是最大的直接辐射，弥漫天空的辐射，大气扩散，取决于他们其组成和地形反射辐射，这是一部分在直接或弥漫性散射辐射的地面。

此组件有覆盖地面的功能，也可以是冰雪覆盖的地区，因为高反照率大。

全球辐射量是弥漫在地球表面的地形反射组件的总和。

他们决心通过三组因素：太阳和地球表面，大气衰减和地形因素[18，23，46，52]之间的几何关系。

太阳和地球表面之间的几何关系的特点是由地球的几何形状，革命，旋转，可用天文公式计算。

这说明在全球范围内与植被的纬度梯度观测。

大气衰减是由于气体，固体和液体微粒。

天文辐射衰减根据大气层的厚度，按高度计算。

它可确定具有良好的精度水平。

地形因素引起强烈的变化在当地规模，由于表面的方向和倾斜，其中修改的入射角度日照[18]。

另一方面，天空阻塞周围的地形，它可以模拟与数字高程模型，可以限制直接辐射在山区地形阴影。

具有精度高，对分辨率的不同，这些因素可以模拟。

衰减的云彩是分开考虑。

它可以提供从不同来源的数据[11]。

我们用经验方程外推法的基础上每月平均云量测量地面气象站[ 27]。

2.1.1．地球太阳几何学太阳在天空中的位置，是一个功能的时间和纬度[18]。

在这一过程的开始，每个像素的纬度值的网格生成，使纬度作为变量在所有的计算。

太阳的位置被定义为太阳高度的太阳方位角。

太阳高度角（α）定义太阳在地平线以上的位置：sin sin sin cos cos cos αφδφηδ=⨯+⨯⨯ （1） 其中φ为纬度研究计算，η（即太阳和当地的经络线之间的角距离），δ是太阳赤纬，角之间的太阳能光束和赤道平面，取决于不同的日数[ 6 ]：表1 在Helios 计划中参考文献使用的参数如下23.45sin(360(284)/365).J δ=⨯+ （2） 太阳方位角（β）是太阳与正北之间的角度。

cos (sin cos cos sin cos )/cos βδφδφηα=⨯-⨯⨯ （3）2.1.2 光的特性和衰耗我们计算模型[28]Kreith 和Kreider 太阳辐射通量大气层外的（ROUT ，W/m ²）。

太阳辐射通量是一个太阳常数（我们使用世界辐射中心价值1367 W/m ²）： Rout=Sc×(1+0.034×cos(360J/365)). （4） 透射系数τM 代表的入射辐射在大气顶层，到达地面沿垂直轨迹。

我们选择为τ[18]0.6值。

中号代表表示路径的长度，根据太阳方位角。

在山区，有必要使用一个校正因子相关的大气压力P/Po ，这对高度依赖。

我们用列表[33]的公式和Kreith 和Kreider[28]：M = Mo×P/Po （5）P/Po 是大气压力校正计算公式如下：()()5.256P /Po 2880.0065h /288=-⨯ （6）其中h 是高度、Mo 空气质量是相对路径，在海平面的长度：614sin .α⨯ （7）2.1.3．地形影响计算辐射倾斜的表面，它是必要的传入的太阳光线和入射角地面的表面。

随着太阳的位置和地形条件[5]：(0.2710.294)sin .M Rdiff Rout τα=⨯-⨯⨯ (8) 其中χ是坡度（度），βs 是纵横（度）。

2.1.4．全球辐射计算每小时计算全球辐射的总和形成直接（Rdir ），弥漫性（RDIFF ）和反射辐射周围的地形[18]（RREF ）获得：cos M Rdir Sh Rout i τ=⨯ (9)其中SH 是一个遮蔽的太阳高度角（α）和太阳方位角（β）（表一）每个小时，每个整数值计算的二进制值。

sh 是计算使用ArcInfo 软件的山体阴影的命令，使发光射线投射光从太阳计算的位置。

细胞在邻近斜坡的值是0，否则为1。

模拟漫辐射是复杂的，因为照射各向异性，特别是在阴天条件。

我们假定，散射辐射是各向同性的[10，30]，并选择刘和约旦[34]的模型。

该模型考虑到太阳高度角和透射的气氛下，晴天条件：(0.2710.294)sin .M Rdiff Rout τα=⨯-⨯⨯ (10) 地形反射辐射计算使用门的公式[18]：2(0.2710.706)sin sin (/2)M Rref r Sc x τα=⨯⨯+⨯⨯(11)其中r 为地面反射（我们使用值0.2）。

三个组成部分的总和，全球辐射（Rtot ）每个小时计算（W/m ²）：.Rtot Rdir Rdiff Rref =++ (12) 每日全球辐射值求和的计算从日出到日落的小时值。

灰蒙蒙的天空[11，23]计算的云衰减因子（KC ）由卡斯滕和定义[27]。

这个经验公式是易于使用，一般在气象卫星地面站观察，每个占1/8的天空云盖。

否则，数据集提供了世界上很大一部分的网站[39]。

在法国。

阴天辐射（Rtotc），使用下列公式计算：=⨯ (13) Rtotc Rtot Kc3.4Kc N=- (14)(10.75(/8))全球辐射的计算持续时间可以从一天到一年，考虑日常值的总和。

这种方法可能是最准确的，但又是非常昂贵的，不适合对高分辨率和长时间大面积的计算（按月计算，例如）。

它是可以推断的日常计算、估计每月太阳辐射的数量。

在这种情况下，用户定义了一个计算时间间隔，然后划分成幅度相等的时间间隔期间。

这种方法可以减少计算时间，每天一般小的变化。

2.2 数据的计算和评估方案赫利奥斯运行整个法国（540万平方公里），50米×50米的网格间距用数字高程模型。

按月计算，每年的太阳辐射和映射。

为了减少计算时间，每月值推算中位数为12个月的每一天。

该模型是比较有效的数据产生的所有这些测量气象站的法国气象局网络。

我们选择了分散在全国各地的88个气象站，位于100米的精度，其中有一个最低。

十年值1971〜2002年期间，共收集，汇总计算每月平均以计算与GIS相比。