苏 航,杨 钢

(哈尔滨工业大学建筑学院，黑龙江 哈尔滨 150000)

引言

实时捕捉室外天空亮度分布、准确计算室内任一点的照度的前提就是了解实时的实际天空所对应的CIE天空的种类[1, 2]。目前已有判别天空类型方法主要由以下几种：Kittler等[3]提出通过获取不同天空下日光曲线来判断其对应的CIE天空类型，但在实测数据图像中存在曲线的重合交错的现象，且无法细分到每一类天空；将实际天空145个天空面元亮度数据与理论亮度值进行方差比对[4]，但由于设备成本高，测量点多，应用范围受限；由Lou等[5]提出通过气象站可获得的气象数据建立分类树模型，但由于气象数据描述的是大范围、长时间的气候特征，不适用于实时输出结果。

本文将基于上述问题，结合分类树程序提出一种实现CIE天空种类的实时识别的新方法。

1 15个测量点及其相关变量选取

1.1 15个测量点的选取分析

由于测量点用于天空类型的分类，在测量点的选取中应考虑其是否可以代表整体天空的亮度分布情况。根据Kittler[6]的研究结果表明天空中子午线(通过天空天顶和瞬时太阳位置的垂直面)方向上点的亮度是描述太阳光在大气中全面扩散的重要指标之一。因此选取该方向上的天空亮度点作为用于分类的关键选取点是可靠的。同时， Vichuda[7]在探究天空亮度分布特点时也将天空整体划分为3个区域进行研究,图1表示太阳附近天空变化区域(ZONE3)，水平天空变化区域(ZONE2)及其他区域(ZONE1)的位置情况。而子午线方向上的测量点也可包含以上三个典型区域，再次论证该方向上的点的亮度可以较为全面的描述天空整体的亮度情况。……