CN110110445A - 一种日照分析方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种日照分析方法、装置、设备及存储介质，该方法包括：获取待分析建筑的建筑物特征参数及功能参数；结合建筑物特征参数及功能参数构建三维日照分析模型；设置日照分析时的日照分析参数；结合日照分析参数利用三维日照分析模型进行设定功能的日照分析，得到日照分析结果；将日照分析结果以三维阴影效果进行显示。采用上述方法或装置或设备能够构建三维日照分析模型，实现三维日照分析，为用户展示更立体直观的日照分析结果。
Description
技术领域
本发明涉及日照分析技术领域，具体涉及一种日照分析方法、装置、设备及存储介质。
背景技术
随着高层建筑的增多，保证建筑的日照时间满足国家标准则变的尤为重要，因此日照分析逐渐引起了社会的关注。在日照分析过程中会涉及到时间、地域、建筑造型等多种复杂因素，要将这些相互影响的因素综合起来进行人工精确计算分析是非常困难的。因此，现实中各地只好根据地方简易算法来估算日照时间，但如果再加上一些人为因素，会很容易发生与实际情况偏差甚至严重不符的现象。此时，日照分析软件则较好地解决了传统的计算分析方法存在的问题。
目前的日照分析软件基本上都是基于CAD原理构建，实现的是二维日照分析功能。二维日照分析是通过分析建筑所在的地点、确定纬度、赤纬等参数，以基本计算公式进行太阳位置的计算，以获得太阳的高度角、方位角等值，然后通过一定计算方法得到日照分析结果。但现有日照分析软件进行二维日照分析时建筑设计功能不够强大，呈现的日照分析结果是二维视图。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种日照分析方法、装置、设备及存储介质。解决了只能实现二维日照分析的问题。
为实现以上目的，本发明采用如下技术方案：
一种日照分析方法，包括：
获取待分析建筑的建筑物特征参数及功能参数；所述建筑物特征参数包括：建筑高度、建筑长度、建筑构件窗户、建筑空间坐标及向量、建筑颜色和建筑材料；
结合所述建筑物特征参数及所述功能参数构建三维日照分析模型；
设置日照分析时的日照分析参数；
结合所述日照分析参数利用所述三维日照分析模型进行设定功能的日照分析，得到日照分析结果；
将所述日照分析结果以三维阴影效果进行显示。
可选的，所述结合所述建筑物特征参数及所述功能参数构建三维日照分析模型，包括：
利用三维交互技术结合所述建筑物特征参数及所述功能参数确定模型的点线面属性；
通过渲染引擎实现所述点线面属性的三维日照分析模型的构建。
可选的，所述设置日照分析时的日照分析参数，包括：
设置待分析建筑的经纬度信息；
设置日照分析的时间采样间隔；
设置进行日照分析的有效日照时间。
可选的，还包括：
根据所述日照分析结果生成日照分析图纸成果及报告书。
可选的，所述设定功能，包括：沿线分析功能和/或窗户分析功能和/或调整性分析功能；
所述调整性分析功能包括：日照圆锥面分析功能、位置推算功能、高度推算功能、旋转角推算功能和/或多层沿线比较分析功能。
一种日照分析装置，包括：
参数获取模块，用于获取建筑物特征参数及功能参数；所述建筑物特征参数包括：建筑高度、建筑长度、建筑构件窗户、建筑空间坐标及向量、建筑颜色和建筑材料；
三维模型构建模块，用于结合所述建筑物特征参数及所述功能参数构建三维日照分析模型；
日照分析参数设置模块，用于设置日照分析时的日照分析参数；
日照分析模块，用于结合所述日照分析参数利用所述三维日照分析模型进行设定功能的日照分析，得到日照分析结果；
结果展示模块，用于将所述日照分析结果以三维阴影效果进行显示。
可选的，所述三维模型构建模块，包括：
点线面属性确定单元，用于利用三维交互技术结合所述建筑物特征参数及所述功能参数确定模型的点线面属性；
渲染单元，用于通过渲染引擎实现所述点线面属性的三维日照分析模型的构建。
可选的，所述日照分析参数设置模块，包括：
经纬度设置单元，用于设置待分析建筑区域的经纬度信息；
采样间隔设置单元，用于设置日照分析的时间采样间隔；
日照时间设置单元，用于设置进行日照分析的有效日照时间。
一种日照分析设备，包括：
处理器，以及与所述处理器相连接的存储器；
所述存储器用于存储计算机程序，所述计算机程序至少用于执行上述所述的日照分析方法；
所述处理器用于调用并执行所述存储器中的所述计算机程序。
一种存储介质，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现如上述所述的日照分析方法中各个步骤。
本申请提供的技术方案可以包括以下有益效果：
本申请中公开了一种日照分析方法，该方法中通过获取的建筑物特征参数和功能参数构建三维日照分析模型，利用三维日照分析模型结合设置的日照分析参数进行日照分析，得到日照分析结果，并将日照分析结果以三维阴影效果展示出来。采用上述三维日照分析模型进行日照分析，能将日照分析结果以三维立体的形式显示出来，立体直观的展示了日照分析结果，分析效果逼真，为用户提供一种身临其境的感受，提高用户产品体验。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明一实施例提供的日照分析方法的流程图；
图2是本发明一实施例提供的日照分析装置的模块图；
图3是本发明一实施例提供的日照分析设备的结构图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
日照分析涉及到时间、地域、建筑造型等多种复杂因素，要将这些相互影响的因素综合起来进行人工精确计算分析是非常困难的。对于解决日益发展的城市建设与公众对于人居环境不断提高的需求之间的矛盾，前瞻性地对规划设计方案进行合理分析，避免设计中可能产生的日照问题，以使城市建设的可持续性发展具有积极的意义。现介绍一种能够精确计算分析日照情况的三维日照分析方法，具体情况如下。
图1是本发明一实施例提供的日照分析方法的流程图。参见图1，一种日照分析方法，包括：
步骤101：获取待分析建筑的建筑物特征参数及功能参数；所述建筑物特征参数包括：建筑高度、建筑长度、建筑构件窗户、建筑空间坐标及向量、建筑颜色和建筑材料。需要注意的是本实施例中的建筑物特征参数的选取包括二维日照分析模型中的所有参数，在此基础上本实施例中还增加了建筑空间坐标及向量、建筑颜色和建筑材料等参数。
步骤102：结合所述建筑物特征参数及所述功能参数构建三维日照分析模型。本实施例中的三维日照分析模型采用统一的平面和高程基准，所有建筑的墙体应按照外墙轮廓线建立模型，遮挡建筑的阳台、檐口、女儿墙、屋顶等造成遮挡的部分也均建模，被遮挡建筑的上述部分如需分析自身遮挡或对其他建筑造成遮挡也建模；应对构成遮挡的地形、附属物进行建模。进行窗户分析时，应对被遮挡建筑外墙面上的窗进行定位，生成建筑立面窗户。指定北方向，遮挡建筑、被遮挡建筑及窗应有唯一的命名或编号。
步骤103：设置日照分析时的日照分析参数。对日照情况进行分析时，需要对日照分析参数进行设置。首先确定日照分析区域的经纬度；还需对时间进行设置，时间设置包括日期及有效日照时间带的设置；然后确定方位向、高度角，确定分析时间采样间隔、有效日照时间，有效日照时间统计方式包括连续和累计两种，以及一些系统设置含有效时间、满窗设置、输出表格样式等。其中连续方式就是把一天内最大的一段连续日照时间作为有效日照时间，累计方式就是把一天内的多个连续日照时间段进行累加，作为有效日照时间，连续方式更为严格些。系统设置的有效时间包含了允许的最小时间、连续时间段等内容，满窗设置分为左右端同时照到为满窗和窗户中心点照到为满窗两种，另外还包括了界面分析结果显示方式等内容，可根据情况设定。
步骤104：结合所述日照分析参数利用所述三维日照分析模型进行设定功能的日照分析，得到日照分析结果。日照分析算法通常采用日影法、返回光线法等方法。日影法为光线三角形法；返回光线法为将观测点与一个时间的太阳点连线，确定此线是否穿过遮挡物。
步骤105：将所述日照分析结果以三维阴影效果进行显示。上述步骤中对日照的三维日照分析模型的建模及数据计算已经完成，通过修改建筑物特征参数属性如时间、高度、方位等，直观的模拟出现实中建筑物之间的阴影关系，在三维日照分析模型中，直观的看到影子打在了建筑的哪里，例如：某一时刻的阴影，具体打到了哪一栋楼的第几层，遮挡了这个楼的哪一部分，屋顶有没有女儿墙，女儿墙在楼顶本身的阴影都可以很直观的看见，使得日照结果分析更加明显，让人通俗易懂。
其中，步骤102，即结合所述建筑物特征参数及所述功能参数构建三维日照分析模型，包括：
利用三维交互技术结合所述建筑物特征参数及所述功能参数确定模型的点线面属性；通过三维交互技术，把建筑物特征参数、功能参数设置到二维模型实体上；利用内部模型建模机制，建立三维模型的点线面属性，该点线面属性包括：空间坐标及向量、建筑颜色、建筑材质等。通过空间坐标及向量构建立体模型。
通过渲染引擎实现所述点线面属性的三维日照分析模型的构建。本实施例中通过OPENGL渲染引擎实现三维日照分析模型的建模。需要注意的是本市实施例中采用的渲染引擎并不唯一，可根据用户需要预先选取渲染引擎。
更详细地，步骤103，即设置日照分析时的日照分析参数，包括：设置待分析建筑的经纬度信息；设置日照分析的时间采样间隔；设置进行日照分析的有效日照时间。在建筑日照计算中，一般取当地政府公布的城市经纬度来进行计算；
更进一步地，本实施例中步骤104结合所述日照分析参数利用所述三维日照分析模型进行设定功能的日照分析，得到日照分析结果中的设定功能包括：沿线分析功能和/或窗户分析功能和/或调整性分析功能。
其中，沿线分析功能可快速对建筑轮廓线或指定沿线进行日照时间计算或验算；
窗户分析功能可对单体建筑、群体建筑中建筑物的窗户进行日照分析。通过对主朝向窗户进行分析，再根据窗户所属户型，按照《居规》的规定，确定户型是否满足日照。
调整性分析功能又包括：日照圆锥面分析功能、位置推算功能、高度推算功能、旋转角推算功能和/或多层沿线比较分析功能。
日照圆锥面分析功能可以快速判定遮挡源，可以很方便的进行方案调整。在此过程中选择圆锥面一点，设定点高以及圆锥面半径，按日照时间间隔自动计算并绘制太阳在一定时间段内对建筑群内或是建筑物轮廓上的一点进行日照所形成的以该点为顶点的三维圆锥形运行轨迹，直观反映出该点的日照情况。
位置推算功能能够推算拟建建筑在已有建筑群体内满足其它建筑日照要求或同时满足自身日照要求时的位置。可通过在推算范围内移动建筑达到调整方案的目的。选择现状建筑、拟建建筑，设定日照标准、时间采样间距等控制参数，计算出满足设定日照条件的拟建建筑物移动范围。同时用不同颜色线自动显示出拟建建筑物移动最小距离和最大距离后的新位置。
高度推算功能在拟建建筑位置已经确定的条件下，通过高度推算，通过采样沿线来确定是否让拟建建筑物自身也满足日照时间控制标准，可推算出拟建建筑在已有建筑群体内满足其它建筑日照要求或同时满足自身日照要求时的建筑高度。
旋转角推算功能推算拟建建筑在已有建筑群体内满足其它建筑日照要求时可旋转的角度范围。若建筑位置、高度及体量大小已定，可以通过改变建筑放置角度来使拟建建筑在已有建筑群体内满足其它建筑日照要求，设定旋转基点及旋转方向，旋转角推算可推算出可旋转的角度范围。
多层沿线比较分析功能沿建筑轮廓线或任意线自动布置等距分析点，分析现状和规划建设前后分析点在各层上的日照时间，并生成日照比较分析报表，可用来明晰责任。
在上述步骤的基础上，本实施例还包括：根据所述日照分析结果生成日照分析图纸成果及报告书。本实施例中提供分析日志，自动按照操作顺序记录用户所进行的每一个分析计算的类别。日照分析结果能直接展示在图纸中或以表格形式绘制在图纸中，提供日照分析报告书，自动提取分析参数、分析方案，还含分析结果说明等内容，一键生成日照分析报告书。
需要注意的是，本实施例中三维日照分析模型的构建方法并不唯一，可根据用户选择预先设定构建方法。例如此处介绍两种三维日照分析模型的构建方式：第一种是在CAD中用工具规整后，建筑轮廓已经带有了实体信息，如建筑高度、长度、角度、建筑构件窗户等，图纸导入三维日照分析软件后，软件将会自动读取CAD图纸上的属性信息进行模型转换，由点到线，由线到面逐步由代码实现，最终实现一个立体的建筑模型。
第二种则是在三维日照分析软件中直接进行绘制，构建方法与第一种类似，先绘制建筑轮廓，然后将建筑轮廓转换为建筑实体，接着对建筑进行拉伸，使建筑轮廓形成一个符合实际的建筑，最后对建筑构件如阳台、飘窗等进行定义，定义完成后，都将以三维的形式展示。
上述实施例能够构建一个完全独立的三维空间平台，实现图形动态快速三维日照分析模型的构建，本实施例中日照分析方法中的所有功能包括模型建模、日照分析等均在三维状态下使用，三维显示效果出色，查看方便，进行快速可靠的日照分析，提供多种实时交互分析手段。本实施例中的三维效果给人以更强烈的视觉刺激，震撼程度远远高于二维画面。物体有了三维数据，可以产生任意视图，视图间能保持正确的投影关系。本实施例中的三维日照分析模型构建过程中的数据结构简单，节约计算机资源；学习简单。
对应于本发明实施例提供的一种日照分析方法，本发明实施例还提供一种日照分析装置。具体请参见下文实施例。
图2是本发明一实施例提供的日照分析装置的模块图。参见图2，一种日照分析装置，包括：
参数获取模块201，用于获取建筑物特征参数及功能参数；所述建筑物特征参数包括：建筑高度、建筑长度、建筑构件窗户、建筑空间坐标及向量、建筑颜色和建筑材料；
三维模型构建模块202，用于结合所述建筑物特征参数及所述功能参数构建三维日照分析模型；
日照分析参数设置模块203，用于设置日照分析时的日照分析参数；
日照分析模块204，用于结合所述日照分析参数利用所述三维日照分析模型进行设定功能的日照分析，得到日照分析结果；
结果展示模块205，用于将所述日照分析结果以三维阴影效果进行显示。
可选的，三维模型构建模块202，包括：点线面属性确定单元，用于利用三维交互技术结合所述建筑物特征参数及所述功能参数确定模型的点线面属性；
渲染单元，用于通过渲染引擎实现所述点线面属性的三维日照分析模型的构建。
日照分析参数设置模块203，包括：经纬度设置单元，用于设置待分析建筑区域的经纬度信息；采样间隔设置单元，用于设置日照分析的时间采样间隔；日照时间设置单元，用于设置进行日照分析的有效日照时间。
在上述实施例的基础上本申请中日照分析装置还包括：
成果报告书生成模块，用于根据所述日照分析结果生成日照分析图纸成果及报告书。
上述装置构建一个完全独立的三维空间平台，实现图形动态快速三维模型，所有功能包括模型建模、日照分析等均在三维状态下使用，三维显示效果出色，查看方便，进行快速可靠的日照分析，提供多种实时交互分析手段。实现动态三维快速建模，自动读取图中的建筑参数，例如建筑高度宽度长度，是否有镂空，建筑地形标高等数据，然后进行静态和动态日照分析。系统可以随建筑的高度拉伸或者位置平移快速计算出日照结果，标识于分析对象之上，同时随着检测建筑的变化同步刷新其日照时数，实现了动态日照的效果。
为了更清楚地介绍实现本发明实施例的硬件系统，对应于本发明实施例提供的一种日照分析方法，本发明实施例还提供一种日照分析设备。请参见下文实施例。
图3是本发明一实施例提供的日照分析设备的结构图。一种日照分析设备，包括：
处理器301，以及与所述处理器301相连接的存储器302；
所述存储器302用于存储计算机程序，所述计算机程序至少用于执行上述所述的日照分析方法；
所述处理器301用于调用并执行所述存储器302中的所述计算机程序。
在此基础上，本申请还公开一种存储介质，存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器301执行时，实现如上述所述的日照分析方法中各个步骤。
采用上述设备能够将日照分析结果以三维立体的形式显示出来，立体直观的展示了日照分析结果，分析效果逼真，为用户提供一种身临其境的感受，提高用户产品体验。
可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。
需要说明的是，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指至少两个。
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。
本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (10)
1.一种日照分析方法，其特征在于，包括：
获取待分析建筑的建筑物特征参数及功能参数；所述建筑物特征参数包括：建筑高度、建筑长度、建筑构件窗户、建筑空间坐标及向量、建筑颜色和建筑材料；
结合所述建筑物特征参数及所述功能参数构建三维日照分析模型；
设置日照分析时的日照分析参数；
结合所述日照分析参数利用所述三维日照分析模型进行设定功能的日照分析，得到日照分析结果；
将所述日照分析结果以三维阴影效果进行显示。
2.根据权利要求1所述的日照分析方法，其特征在于，所述结合所述建筑物特征参数及所述功能参数构建三维日照分析模型，包括：
利用三维交互技术结合所述建筑物特征参数及所述功能参数确定模型的点线面属性；
通过渲染引擎实现所述点线面属性的三维日照分析模型的构建。
3.根据权利要求1所述的日照分析方法，其特征在于，所述设置日照分析时的日照分析参数，包括：
设置待分析建筑的经纬度信息；
设置日照分析的时间采样间隔；
设置进行日照分析的有效日照时间。
4.根据权利要求1所述的日照分析方法，其特征在于，还包括：
根据所述日照分析结果生成日照分析图纸成果及报告书。
5.根据权利要求1所述的日照分析方法，其特征在于，所述设定功能，包括：沿线分析功能和/或窗户分析功能和/或调整性分析功能；
所述调整性分析功能包括：日照圆锥面分析功能、位置推算功能、高度推算功能、旋转角推算功能和/或多层沿线比较分析功能。
6.一种日照分析装置，其特征在于，包括：
参数获取模块，用于获取建筑物特征参数及功能参数；所述建筑物特征参数包括：建筑高度、建筑长度、建筑构件窗户、建筑空间坐标及向量、建筑颜色和建筑材料；
三维模型构建模块，用于结合所述建筑物特征参数及所述功能参数构建三维日照分析模型；
日照分析参数设置模块，用于设置日照分析时的日照分析参数；
日照分析模块，用于结合所述日照分析参数利用所述三维日照分析模型进行设定功能的日照分析，得到日照分析结果；
结果展示模块，用于将所述日照分析结果以三维阴影效果进行显示。
7.根据权利要求6所述的日照分析装置，其特征在于，所述三维模型构建模块，包括：
点线面属性确定单元，用于利用三维交互技术结合所述建筑物特征参数及所述功能参数确定模型的点线面属性；
渲染单元，用于通过渲染引擎实现所述点线面属性的三维日照分析模型的构建。
8.根据权利要求6所述的日照分析装置，其特征在于，所述日照分析参数设置模块，包括：
经纬度设置单元，用于设置待分析建筑区域的经纬度信息；
采样间隔设置单元，用于设置日照分析的时间采样间隔；
日照时间设置单元，用于设置进行日照分析的有效日照时间。
9.一种日照分析设备，其特征在于，包括：
处理器，以及与所述处理器相连接的存储器；
所述存储器用于存储计算机程序，所述计算机程序至少用于执行权利要求1-5任一项所述的日照分析方法；
所述处理器用于调用并执行所述存储器中的所述计算机程序。
10.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现如权利要求1-5任一项所述的日照分析方法中各个步骤。
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