ShadeMap-全球在线日照模拟分析工具(支持任意地方、时间)
之前在麻辣GIS群里闲聊的时候,有人问我们学的GIS在生活中什么时候最有用?有说送外卖的,有说旅游行程规划的,但我觉得最有用的还是一个小伙伴说的买房看位(风)置(水)的。其中采光是买房的小伙伴都非常关注的一个环节,这个参数普通的地图软件一般都无法提供,需要专业的GIS软件才能解决(方法可参考《ArcGIS三维入门(5-16)ArcGIS三维应用之日照分析与三维路径分析》),前几天小编发现了一个可以模拟全球任意地点、任意日期的日照与阴影在线WebGIS应用,正好和大家分享一下。
官网:https://shademap.app/
ShadeMap 支持在网页浏览器中模拟全球任意地点、任意日期和时间的山体、建筑和树木阴影。用户无需安装客户端,直接通过浏览器即可实现精准、交互式的日照与阴影分析。
技术原理
ShadeMap 的核心原理是:射线追踪(ray casting)技术。
工具通过将每个地图像素向太阳方向投射射线,若射线被山体、建筑或树木阻挡,则渲染为阴影,否则为阳光直射。此外,ShadeMap 支持统计累计某地一天中接受阳光的小时数,或全年日照小时总数。
此外该工具对树木阴影也进行了模拟,通过卫星影像结合机器学习估算树冠高度,尽管存在一定误差(±3 米),但可用于实现合理的树荫动态阴影效果。
实现技术栈
根据开发者在 Reddit 上的介绍,ShadeMap 的技术栈包括以下组件:
后端:
- Cloudflare Workers + R2 存储
- Protomaps(用于矢量瓦片切片服务)
前端:
- Mapbox / MapLibre GL JS(负责地图渲染)
- ViteJS(构建工具)
- React(UI 框架)。
此外,ShadeMap 借助公开的地图与三维数据源,包括 OpenStreetMap、Overture Maps Foundation 和 Mapbox Streets 等,不足高度数据处默认设为 3.1 米(即约一层楼高度)。对于更高精度需求,可付费获取基于 LiDAR 或摄影测量的 Premium 数据,精度可达 ±30 厘米。
应用场景
ShadeMap 在多个领域展现了极高的应用价值,包括但不限于:
- 园艺、景观与生态设计:通过太阳直射时间帮助确定植物种植区或景观布局;
- 房地产与选址评估:评估房屋或地块的光照条件,为购房或建筑设计提供参考;
- 太阳能潜力评估:辅助摄影师、电影制作人、活动策划者判断日照角度和光影状态;
- 户外活动规划:如婚礼、野营、徒步、钓鱼、狩猎等,对避阴或光照位置有明确要求时使用;
- 学术研究与农业应用:考虑生态、农业等领域中阳光分布的统计与分析;
- 步道日照线路规划:ShadeMap 还支持轨迹上传(GPX/KML),并生成阳光/阴影沿线路径的时间图(shade profile);
后续迭代
按开发者的说法,未来的发展方向可能有:
- 引入云层或天气因素,以模拟阴影下动态气温;
- 与 GIS 工具(如 QGIS)集成;
- 打造移动端应用,实现“实时寻找阴凉街道”的功能。
参考
- https://shademap.app/help/
- https://www.reddit.com/r/MapPorn/comments/1d4adpx/every_mountain_building_and_tree_shadow_in_the/
- https://www.fastcompany.com/91367913/the-world-is-melting-this-shade-map-is-the-only-thing-that-can-save-us
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