基于三维GIS的建筑物日照分析研究

论文摘要

随着人们生活水平的提高,“居住与环境”已成为公众最为关注的热门话题之一。但是在城市建设和改造的过程中,楼群高度不断提高,建筑间距不断缩短,导致居民住宅日照越来越少,使得确保日照环境质量和提高土地利用率之间的矛盾日益突出。合理地确定建筑的朝向、间距以及阴影造成的影响,满足居民对日照环境的要求,成为目前规划设计必须考虑的重要问题之一。随着三维GIS技术的发展和三维日照分析模型研究的不断深入,传统的手工计算和基于CAD平台的日照分析系统已很难满足城市规划方案中快速、准确、形象地进行日照分析的要求。因此,本文提出利用三维GIS和三维日照分析模型建立三维建筑物日照分析系统。首先,本文介绍了日照时间和阴影计算的基本参数,并在传统手工以及二维CAD建筑物日照分析方法的基础上,分析了基于三维GIS的建筑物日照时间和日照间距的计算方法。其次,在深入分析Google Earth三维建模方法和Google Earth开发方法的基础上,本文对建筑物三维模型进行了设计,并对基于三维GIS的建筑物日照分析系统进行了总体设计和功能模块设计。最后,本文以Visual C++ 6.0为开发环境,采用Google Earth COM API组件技术,开发了基于三维GIS的建筑物日照分析系统,实现了建筑物三维模型的显示和渲染以及日照时间计算、日照阴影分析等功能。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 研究背景与意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 研究内容和研究思路
• 1.3.1 研究内容
• 1.3.2 研究思路
• 1.4 论文的框架结构
• 2 建筑物日照分析数学模型
• 2.1 日照时间和阴影相关计算的基本参数
• 2.1.1 日照原理
• 2.1.2 真太阳时与北京时间
• 2.1.3 太阳高度角与方位角
• 2.1.4 日出日落时间
• 2.1.5 阴影与日影
• 2.1.6 日照时数与日照标准
• 2.1.7 日照间距
• 2.2 基于三维GIS 的建筑物日照分析的数学模型
• 2.2.1 传统手工日照分析计算方法
• 2.2.2 二维CAD 日照分析方法
• 2.2.3 基于三维GIS 的建筑物日照时间计算方法
• 2.2.4 基于三维GIS 的建筑物日照间距计算方法
• 3 建筑物日照分析系统平台简介
• 3.1 Google Earth
• 3.1.1 Google Earth 简介
• 3.1.2 Google Earth 特点
• 3.1.3 Google Earth 应用领域
• 3.2 系统开发环境
• 3.2.1 Google Earth COM API 简介
• 3.2.2 系统开发环境
• 3.3 系统数据建模
• 3.3.1 KML 文件介绍
• 3.3.2 Google SketchUp 简介
• 3.3.3 Google SketchUp 建模方法
• 3.3.4 系统三维建筑物模型建模
• 4 建筑物日照分析系统系统设计
• 4.1 系统设计目标和原则
• 4.2 系统数据模型设计
• 4.3 系统体系结构设计
• 4.4 系统功能设计
• 4.4.1 系统功能设计要求
• 4.4.2 系统功能模块设计
• 5 建筑物日照分析系统基本功能实现
• 5.1 系统界面
• 5.2 建筑物模型浏览模块
• 5.3 日照时间分析模块
• 5.4 日照阴影分析模块
• 5.5 辅助功能模块
• 6 结论
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 致谢
• 参考文献