Le calcul de l'insolation peut être très long : plusieurs heures pour un grand modèle numérique de terrain (MNT), voire plusieurs jours pour un MNT de très grande envergure. Il est préférable d'effectuer des tests avec une résolution moindre ou un sous-ensemble de vos données pour vérifier l'exactitude des paramètres avant de lancer un calcul avec les données de résolution maximale.
Les rasters de rayonnement en sortie sont toujours à virgule flottante. Ils sont associés à des unités exprimées en watts heure par mètre carré (WH/m2). Le raster de durée directe en sortie est un entier exprimé en heures.
La latitude de la surface du site (unités : degré décimal, positives pour l'hémisphère nord et négatives pour l'hémisphère sud) est utilisée dans divers calculs, tels que ceux de la déclinaison solaire et de la position solaire.
L’analyse étant conçue spécifiquement pour les échelles de paysage locales, vous pouvez utiliser une valeur de latitude unique pour la totalité du MNE. Avec de plus grands jeux de données, par exemple relatifs à des états, des pays ou des continents, les résultats d'insolation diffèrent considérablement selon les latitudes (supérieures à un degré). Pour analyser des régions géographiques plus vastes, vous devez diviser la zone d’étude en zones dotées de latitudes différentes.
Dans le cas de configurations sur plusieurs jours, la plage maximale de jours est égale à une année (365 jours, ou 366 pour les années bissextiles). Si le numéro associé au jour de début est plus grand que celui associé au jour de fin, les calculs de temps se poursuivent sur l'année suivante.
Par exemple, [jour de début, jour de fin] = [365, 31], signifie du 31 décembre au 31 janvier de l’année suivante. Autre exemple de [1, 2] : le temps couvre le premier jour à partir de 0 heure (le 1er janvier) jusqu’à minuit (le 2 janvier). Le jour de début et le jour de fin ne peuvent pas être identiques.
La valeur de l'année de la configuration de temps permet de déterminer une année bissextile. Elle n’a aucune autre influence sur l’analyse du rayonnement solaire, car les calculs correspondent à une fonction de la période de temps déterminée par les jours juliens.
Pour les configurations à la journée, la plage maximale de temps est égale à une journée, soit 24 heures. Les calculs ne sont pas effectués sur plusieurs jours (par exemple, de midi à midi le jour suivant). L'heure de début doit être inférieure à l'heure de fin.
Dans le cas d'une configuration pour une journée, les heures de début et de fin sont exprimées en heures solaires (unités : heures décimales). Utilisez la boîte de dialogue de conversion pour convertir l'heure standard locale en heure solaire (HMS). Lors de la conversion de l'heure standard locale en heure solaire, le programme effectue une équation.
L’utilisation d’un facteur z est indispensable pour corriger les calculs lorsque les unités z de surface sont exprimées dans des unités différentes de celles des unités terrestres x,y. Pour obtenir des résultats précis, les unités z doivent être identiques aux unités terrestres x,y. Si les unités diffèrent, utilisez un facteur z pour convertir les unités z en unités x,y. Par exemple, si les unités x,y sont exprimées en mètres, et que les unités z sont exprimées en pieds, vous pouvez indiquer un facteur z égal à 0,3048 pour convertir les pieds en mètres.
Il est préférable que les données appartiennent à un système de coordonnées projetées avec les mètres comme unités. Si vous exécutez l’analyse avec un système de coordonnées sphériques, vous devez spécifier un facteur z approprié pour cette latitude. Voici une liste des facteurs z appropriés que vous pouvez utiliser si les unités x,y sont en degrés décimaux et les unités z en mètres :
Latitude Z-factor
0 0.00000898
10 0.00000912
20 0.00000956
30 0.00001036
40 0.00001171
50 0.00001395
60 0.00001792
70 0.00002619
80 0.00005156La latitude de la surface du site (unités : degré décimal, positives pour l'hémisphère nord et négatives pour l'hémisphère sud) est utilisée dans divers calculs, tels que ceux de la déclinaison solaire et de la position solaire. Etant donné que l'analyse solaire est conçue pour les échelles de paysage et les échelles locales, vous pouvez utiliser une valeur de latitude unique pour l'ensemble du modèle MNA. Pour analyser des régions géographiques plus vastes, vous devez diviser la zone d’étude en zones dotées de latitudes différentes.
Pour les rasters de surface en entrée contenant une référence spatiale, la latitude moyenne est calculée automatiquement. Dans le cas contraire, la latitude est égale à 45 degrés par défaut. Lors de l'utilisation d'une couche en entrée, la référence spatiale du bloc de données est utilisée.
La taille du raster de diffusion correspond à la résolution des rasters champ de vision, carte du ciel et carte d'ensoleillement utilisés dans le calcul du rayonnement (unités : nombre de cellules par côté). Il s'agit de représentations raster hémisphériques du ciel qui n'ont pas de système de coordonnées géographiques. Ces rasters sont carrés (même nombre de lignes et de colonnes).
Voici les valeurs de taille du raster de diffusion recommandées lorsqu’une configuration temporelle d’une année entière ou de plusieurs jours est utilisée :
- Pour un intervalle d’un jour, utilisez une taille de raster de diffusion supérieure ou égale à 1000.
- Pour un intervalle de 0,25 jour, utilisez une taille de raster de diffusion supérieure ou égale à 2000.
- Pour un intervalle de 0.1 heure, utilisez une taille de raster de diffusion supérieure ou égale à 4000.
Si l'augmentation de la taille du raster de diffusion augmente la précision de calcul, elle augmente aussi considérablement les temps de calcul.
Si le paramètre Intervalle (exprimé en jours) est petit (par exemple inférieur à 14), utilisez un raster de diffusion de plus grande taille. Pendant l’analyse, la carte d’ensoleillement (déterminée par la taille du raster de diffusion) permet de représenter les positions du soleil (trajectoires) pour des périodes de temps particulières afin de calculer le rayonnement direct. Dans le cas d'intervalles plus petits, si la résolution de la taille du raster de diffusion n'est pas assez grande, les trajectoires peuvent se superposer et ainsi donner des valeurs de rayonnement égales à zéro ou inférieures pour cette trajectoire. L'augmentation de la résolution donne un résultat plus précis.
La valeur de maximale de taille de raster de diffusion est 10 000. La valeur 200 correspond à la valeur par défaut, qui est suffisante pour des modèles MNE entiers avec des intervalles importants (par exemple, supérieurs à 14 jours). Une taille de raster de diffusion de 512 est suffisante pour effectuer des calculs aux emplacements des points pour lesquels le temps de calcul n'est pas un problème. Avec des intervalles plus petits (par exemple inférieurs à 14 jours), il est recommandé d’utiliser des valeurs plus grandes. Par exemple, pour calculer l’insolation d’un emplacement situé sur l’équateur avec un intervalle égal à 1 jour, utilisez un raster de diffusion avec une taille minimale définie sur 2800.
Sachant qu'en général, les trajectoires du soleil se superposent au cours d'une période de trois jours, selon la taille du raster de diffusion et le moment dans l'année, il est recommandé d'utiliser des intervalles supérieurs à 3 jours. Pour des calculs sur toute l’année avec un intervalle mensuel, l’intervalle en jours est désactivé et le programme utilise des intervalles en mois calendaires. La valeur par défaut est 14.
Comme le calcul du champ de vision peut demander beaucoup de travail, les angles d'horizon sont tracés uniquement pour le nombre de directions de calcul indiqué. Pour être valides, les valeurs doivent être des multiples de 8 (8, 16, 24, 32, etc.). En général, on utilise 8 ou 16 pour les surfaces à topographie douce, et 32 pour les topographies plus complexes. La valeur par défaut est 32.
Le nombre de directions de calcul requis dépend de la résolution du modèle MNT en entrée. En général, un MNT naturel avec une résolution de 30 mètres est suffisamment lisse pour ne nécessiter qu'un petit nombre de directions pour la plupart des situations (16 ou 32). Avec des MNE plus fins, et en particulier avec des structures artificielles incorporées dans les MNE, le nombre de directions doit augmenter. Il convient de noter que si l’augmentation du nombre de directions augmente la précision, elle augmente aussi les temps de calcul.
Le paramètre Créer des sorties pour chaque intervalle permet de calculer l’insolation intégrée sur une période spécifiée ou l’insolation pour chaque intervalle dans une chronologie. Par exemple, pour une période fixée à une seule journée avec un intervalle d’une heure, l’activation de ce paramètre permet de créer des valeurs d’insolation toutes les heures. Dans le cas contraire, le système calcule l’insolation intégrée pour toute la journée.
Le paramètre Créer des sorties pour chaque intervalle régit le format et le nombre de fichiers de rayonnement en sortie. Lorsque vous cochez ce paramètre, le raster en sortie contient plusieurs canaux qui correspondent au rayonnement ou à des valeurs relatives à la durée pour chaque intervalle de temps (des heures lorsque la configuration prévoit moins d'une journée ou des jours lorsqu'elle en prévoit plusieurs).
La proportion de diffusion est la fraction du flux de rayonnement global qui est diffusée. Les valeurs sont comprises entre 0 et 1. Cette valeur doit être définie en fonction des conditions atmosphériques. En général, les valeurs sont 0,2 lorsque le ciel est très dégagé et 0,3 dans des conditions générales.
La quantité de rayonnement solaire reçue au niveau du sol ne représente qu'une partie de ce qui est reçu à l'extérieur de l'atmosphère. La transmittance est une propriété de l'atmosphère exprimée en tant que rapport de l'énergie (moyenne de toutes les longueurs d'onde) qui atteint la surface terrestre et de celle reçue à la limite supérieure de l'atmosphère (extra-terrestre). La plage de valeurs est comprise entre 0 (pas de transmission) et 1 (transmission totale). En général, les valeurs observées sont 0,6 ou 0,7 dans des conditions de ciel très clair et 0,5 dans des conditions de ciel normalement clair.
La valeur d'énergie reçue à la surface de la Terre est le plus court chemin dans l'atmosphère (c'est-à-dire le soleil au zénith ou directement au-dessus de la tête) et le niveau de la mer. Pour les régions au-delà du Tropique du Capricorne et du Tropique du Cancer, le soleil ne peut jamais être exactement au zénith, même à midi. Cependant, cette valeur se rapporte toujours au moment où le soleil est au zénith. Etant donné que l'algorithme corrige les effets d'altitude, la transmittance doit toujours être donnée pour le niveau de la mer.
La transmittance a une relation inverse avec le paramètre de proportion de diffusion.
Pour plus d’informations sur les environnements de géotraitement qui s’appliquent à cet outil, reportez-vous à la rubrique Environnements d’analyse et Spatial Analyst.