Usando DEM para encontrar cráteres permanentemente sombreados

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Estoy usando ArcGIS Pro para tratar de identificar cráteres permanentemente sombreados en el Polo Norte de la Luna. En la imagen de abajo hay una captura de pantalla del DEM que estoy usando que fue recolectada del altímetro láser en el Lunar Reconnaissance Orbiter. Está disponible para descargar desde USGS aquí : Captura de pantalla de la capa DEM (proyectada en estereográfico del Polo Norte con GCS_Moon_2000)

Puedo usar la herramienta Sombreado con un ángulo de baja altitud y sombras modelo activadas para crear un ráster como el que se muestra a continuación que muestra las regiones sombreadas de los cráteres para esas condiciones particulares de iluminación. La siguiente imagen muestra los resultados de un sombreado con acimut 315 grados y altitud 5 grados.Captura de pantalla del procesamiento de sombreado en DEM con Azimuth 315 deg y Altitude 5 deg

En un mundo simplificado, podría ejecutar este sombreado para una variedad de entradas de azimut y sumar los rásteres resultantes. Los píxeles que todavía tenían un valor de 0 serían regiones sombreadas permanentemente. Sin embargo, hay un problema con este plan. La luna no es plana, especialmente sobre una región tan grande. Este DEM cubre toda la superficie de la Luna al norte de los 75 grados de latitud e incluso más abajo en las esquinas. Debido a esto, la elevación del sol variaría bastante para varios píxeles en la imagen.

Para resumir: ¿Hay alguna manera de calcular las sombras causadas por el terreno en una superficie grande y esférica?

La herramienta Sombreado funciona solo en mapas planos.

EDITAR: Esri tiene una página de ayuda donde básicamente te dan la fórmula de sombreado y explican todos los términos. Pude modificar esta fórmula calculando el acimut único y el ángulo cenital para cada píxel. El resultado a continuación es casi lo que estoy buscando. En esta imagen, el sol está fuera de la parte superior de la página y es fácil ver cómo la curvatura de la luna oscurece el otro lado debido a los ángulos cenitales más altos. Lo único que falta en esta imagen son las sombras, por lo que algunas de las paredes del cráter en la imagen inferior todavía están iluminadas a pesar de estar en el lado opuesto de la luz. Desafortunadamente, no puedo encontrar ninguna documentación sobre cómo se calculan las sombras. ingrese la descripción de la imagen aquí

Miguel
fuente
¿Ya ha calculado los ángulos solares, etc. para todas las ubicaciones en la luna para usar como entrada a una fórmula sombreada?
BERA
¿Se puede generar una trama de ángulo solar aparente, luego dividirlo en clases basadas en el ángulo solar, ejecutar el sombreado dentro de las clases? Cuantas más clases, más precisa será la salida, pero menos detalles tendrá que trabajar el algoritmo y más tiempo llevará. Tal vez clases superpuestas, ¿luego mezclar los resultados de alguna manera?
Spacedman
Para cada célula y cada día del año lunar, debe calcular ángulos solares similares a este itacanet.org/the-sun-as-a-source-of-energy/... y compararlo con los ángulos de una línea de cresta.
FelixIP
Hay un conjunto de herramientas de radiación solar incluido con la extensión del analista espacial. Echa un vistazo aquí. pro.arcgis.com/en/pro-app/tool-reference/spatial-analyst/…
GBG

Respuestas:

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Lamento dejarlos a todos en suspenso mientras termino este proyecto Finalmente encontré una solución ligeramente inteligente para generar sombras para superficies curvas. Construí un ráster de valores de latitud, luego utilicé la Calculadora ráster para tomar el seno y lo multipliqué por la suma del ráster DEM y el radio de la Luna (1737400 m). Esto creó un modelo de superficie con la curvatura de la Luna incorporada.

En este punto, pude usar la herramienta estándar de Sombreado con las sombras del modelo activadas. Ejecuté esto como un proceso por lotes que variaba el acimut de la fuente de luz en 30 grados cada vez y usaba una elevación de 1.54 grados (la inclinación axial de la Luna). Luego sumé todos estos rásteres, reclasifiqué las regiones con píxeles de valor cero y los convertí en entidades poligonales. Aquí hay algunas imágenes de mis resultados. ¡Se ven bastante bien!

Proyección estereográfica de los resultados de Hillshade en el DEM curvado del polo norte con acimut de 0 grados

Proyección ortográfica de las regiones sombreadas clase de entidad sobre el polo norte DEM

Miguel
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