点式辐照度计¶

IrradianceRadiometer 在指定位置测量一个圆锥视场内的光谱辐照度，适合评估观测平台遮挡、安装方向和视场范围对短波辐射观测的影响。它是理想余弦响应的点探头，不会在场景中增加遮挡物。

import less

scene = less.Scene()
scene.size = 1000
scene.terrain = less.Terrain(property=less.WaterSurface())
scene.illumination = less.Illumination(
    source=less.Sun(zenith=30, azimuth=180),
    atmosphere=less.NoAtmosphere())

downwelling = scene.simulate(less.IrradianceRadiometer(
    position=(500, 500, 5), orientation="up", fov=180,
    bands=[450, 550, 650], quality=32768))
upwelling = scene.simulate(less.IrradianceRadiometer(
    position=(500, 500, 5), orientation="down", fov=180,
    bands=[450, 550, 650], quality=32768))
print(downwelling.irradiance, downwelling.units)
print(upwelling.irradiance, upwelling.standard_error)
upwelling.save("upwelling.npz")

太阳直射与天空散射光¶

探头同时接收太阳直射光和天空散射光，具体取决于场景的照明设置。上面的 NoAtmosphere() 示例只包含太阳直射，不会自动添加天空散射光。要同时考虑两者，可将照明设置替换为：

scene.illumination = less.Illumination(
    source=less.Sun(zenith=30, azimuth=180),
    atmosphere=less.PrescribedAtmosphere(
        direct_beam_transmittance=0.75,
        diffuse_horizontal_transmittance=0.25))

这里的数值仅用于演示，不代表特定观测站或天气条件。 direct_beam_transmittance 是太阳直射束透过率； diffuse_horizontal_transmittance 是水平天空散射辐照度与大气层顶水平太阳辐照度的比值，不是地表散射光占总光照的比例。此配置提供均匀天空；其他天空分布的设置见大气模型与地气传输。

朝上的探头积分视场内可见的太阳和天空光；朝下的探头接收海面及其他物体反射的光，其中也包含天空光的反射贡献。平台可以遮住部分天空，也可以改变海面的照明。因此，即使太阳被完全遮挡，只要仍有天空光或其他物体反射的光到达探头，读数就不一定为零。返回值是总辐照度，目前不单独输出太阳直射和天空散射两个分量。

参数与结果¶

position：LESS 坐标系中的位置，单位 m，Z 向上。
orientation="up"：朝上接收，测下行辐照度；"down" 测上行辐照度。
normal：可选的三维朝向向量，指定后覆盖 orientation，用于倾斜探头。
fov：圆锥的全张角，单位度，范围大于 0 且不超过 180。
bands：光谱采样波长，单位 nm。
quality：每次测量的路径样本数，至少为 2；提高它通常可减小蒙特卡洛误差。

结果的 irradiance 和 standard_error 都是一维光谱数组，单位为 W/m²/nm；wavelengths 给出对应波长。标准误差仅描述模拟采样误差，不包括水面参数、天空照明、仪器定标或几何尺寸的不确定性。

探头计算视场内的余弦加权积分，不是方向辐亮度的平均值。只有完整半球接收、上下行位置与照明条件可比时，二者比值才可用作相应观测条件下的反照率。受限视场的比值应称为该视场下的表观比值。光谱结果不能直接对波长求平均作为宽波段反照率；需按光谱响应积分。本探头目前不接受宽波段 SRF 配置。

评估平台影响¶

先在没有平台的海面场景中记录上下行结果，再加入尺寸、安装高度和光学属性已知的平台模型，保持太阳位置、天空辐射、水面参数及探头位置不变，重新测量。比较两组结果可以量化平台的总体影响，包括遮挡和反射。探头本身不包含外壳或支架；若需要模拟它们的遮挡，应添加对应几何模型。应检查海面范围是否足够大，特别是在探头较高或视场接近半球时。

本功能使用后向路径追踪，支持场景中的水面及其他光学表面。它与记录场景内部辐射交换的 IrradianceMap 是不同测量方式。

太阳与适用范围¶

探头直视太阳时采用有限角大小的均匀太阳圆盘，并对太阳方向进行重要性采样，因此可以模拟太阳在探头视场或平台边缘处被部分遮挡的情况。计算表面照明时，太阳仍被视为单一方向：平台投向海面的阴影不包含由太阳圆盘产生的半影。目前不适用于以这种半影为研究对象的精细阴影边缘分析。水面反射结果还取决于所选水面模型及其适用范围。

探头不模拟有限接收面积、真实仪器角响应曲线或偏振响应。

点式辐照度计¶

太阳直射与天空散射光¶

参数与结果¶

评估平台影响¶

太阳与适用范围¶

相关 API¶