Menghitung waktu matahari terbit / terbenam dengan mempertimbangkan topografi

Saya ingin menghitung waktu matahari terbit dan terbenam selama setahun penuh untuk lokasi tertentu dengan mempertimbangkan topografi. Mungkin matahari terbit / terbenam bukanlah istilah yang tepat, tetapi yang saya inginkan adalah waktu di mana matahari terbit di atas cakrawala, dan waktu di mana ia jatuh di bawah cakrawala, dengan mempertimbangkan bukit apa pun.

Saya menggunakan QGIS atau GRASS. Saya dapat menggunakan r.horizon untuk menghasilkan sudut cakrawala dari titik tertentu, tapi saya tidak yakin bagaimana untuk pergi dari sana ke waktu matahari terbit / terbenam.

Saya menginstal paket python ephem di Sistem Linux GNU / Debian saya dan, saya bisa menggunakannya di Konsol Python QGIS. Saya menciptakan pengamat untuk titik dekat Danau Utah (AS) dan dihitung kenaikan dan matahari terbenam untuk hari '2010/6/21'. Scriptnya adalah:

import ephem

#defining an observer
obs = ephem.Observer()

#defining position
long = '-112.092807'
lat = '40.135114'

obs.long = ephem.degrees(long)
obs.lat = ephem.degrees(lat)

print "long = ", obs.long, "lat = ", obs.lat

#defining date
date = '2010/6/21'

obs.date = ephem.Date(date)

#defining an astronomic object; Sun in this case
sun = ephem.Sun(obs)

r1 = obs.next_rising(sun)
s1 = obs.next_setting(sun)

print "rising sun (UTC time): ", r1
print "setting sun (UTC time): ", s1

r1_lt = ephem.Date(r1 - 6 * ephem.hour) #local time 

(y, mn, d, h, min, s) = r1_lt.tuple()

print "rising sun: (local time): {:.2f}".format( h + min/60. + s/3600. )

s1_lt = ephem.Date(s1 - 6 * ephem.hour) #local time

(y, mn, d, h, min, s) = s1_lt.tuple()

print "setting sun (local time): {:.2f}".format( h + min/60. + s/3600. )

Setelah berjalan di Konsol Python QGIS, hasilnya adalah:

>>>execfile(u'/home/zeito/pyqgis_scripts/ephem.py'.encode('UTF-8'))
long =  -112:05:34.1 lat =  40:08:06.4
rising sun (UTC time):  2010/6/21 11:58:58
setting sun (UTC time):  2010/6/21 03:01:14
rising sun: (local time): 5.98
setting sun (local time): 21.02

Ini jawabannya.

Catatan pengeditan :

Mendefinisikan cakrawala baru (misalnya 5 derajat):

.
.
.
obs.horizon = '5'

sun = ephem.Sun(obs)

r1 = obs.next_rising(sun)
s1 = obs.next_setting(sun)

print "rising sun (UTC time): ", r1
print "setting sun (UTC time): ", s1

r1_lt = ephem.Date(r1 - 6 * ephem.hour) #local time 

(y, mn, d, h, min, s) = r1_lt.tuple()

print "rising sun: (local time): {:.2f}".format( h + min/60. + s/3600. )

s1_lt = ephem.Date(s1 - 6 * ephem.hour) #local time

(y, mn, d, h, min, s) = s1_lt.tuple()

print "setting sun (local time): {:.2f}".format( h + min/60. + s/3600. )

hasilnya adalah:

>>>execfile(u'/home/zeito/pyqgis_scripts/ephem.py'.encode('UTF-8'))
long =  -112:05:34.1 lat =  40:08:06.4
rising sun (UTC time):  2010/6/21 12:31:48
setting sun (UTC time):  2010/6/21 02:28:24
rising sun: (local time): 6.53
setting sun (local time): 20.47

Anda dapat menggunakan perpustakaan seperti PyEphem untuk menemukan, untuk lokasi tertentu, ketinggian, hari, waktu (dan planet;) azimut dan sudut ketinggian matahari.

Anda dapat menggunakan sedikit python untuk melakukan ini, tetapi Anda harus terlebih dahulu membuat kamus atau tabel, dari posisi pengamat Anda, dari sudut ke cakrawala dunia nyata. Ini harus pada interval 1 derajat dengan 0 = true utara dan untuk setiap derajat memberikan sudut horizon. Ini bisa datang dari r.horizon Anda.

Anda kemudian dapat, gunakan pyephemuntuk a) membuat observerdi lintang, bujur dan ketinggian pengamat Anda dan untuk setiap menit dari hari tertentu menggunakannya untuk menghitung posisi jelas matahari, ini akan diberikan sebagai empat nilai, ra, des, alt dan az.

Kemudian untuk setiap nilai waktu Anda dapat membandingkan alt dengan nilai dari tabel elevasi di azimuth itu dan ketika alt lebih besar dari nilai dalam tabel Anda akan dapat melihat matahari.

Bahkan mungkin Anda dapat menemukan beberapa titik di mana, pada hari tertentu, matahari terbit di sebuah lembah dan kemudian keluar dari lokasi di belakang gunung kemudian muncul kembali di atas atau di sisi lain gunung.