烏魯木齊地區(qū)影子方向和長度測量在園林中的應(yīng)用

王 新

(烏魯木齊市種苗場,新疆，烏魯木齊 830013)

1 引言

測量物體影子的方向和長度，通過換算能夠繪出具體高度的建筑產(chǎn)生影子的范圍和長度，用于確定建筑的距離和植物種植的區(qū)域，避免無法照到陽光的死角，使區(qū)域規(guī)劃有理有據(jù)，更有科學(xué)性。

光影長度和范圍的測量對烏魯木齊地區(qū)尤為重要。烏魯木齊市氣候?qū)僦袦貛Т箨懶愿珊禋夂?，干旱不利于植物生長，但通過補償，干旱環(huán)境如果陽光充足，植物依然能夠生長良好。于是，通過光影長度和范圍圖像能夠確定建筑周圍光照范圍和光照時間，從而指導(dǎo)綠化植物品種的選擇和種植區(qū)域。

2 試驗區(qū)概況

烏魯木齊市位于亞歐大陸腹地，地處北天山北麓、準噶爾盆地南緣，天山山系北天山西段與東段的結(jié)合部，東、南、西三面環(huán)山。烏魯木齊屬中溫帶大陸性干旱氣候，最熱的7、8月份平均氣溫為25.7 ℃；最冷的是1月份，平均氣溫為-15.2 ℃。年平均溫度7.3 ℃，年平均降水236 mm，年平均日照2775 h，無霜期為105～168 d，春秋兩季較短，冬夏兩季較長，極端最低溫為-41.5 ℃,極端最高溫為40.9 ℃，10 ℃以上活動積溫為3571 ℃ 。

3 材料與方法

軍用指南針和直尺，軍用指南針用于測量影子的角度，直尺用于測量影子的長度。將軍用指南針羅盤的北方與所測地點的北方重合，這時讀出瞄準線投在羅盤上陰影的度數(shù)。選擇一支鉛筆，垂直放在陽光中，用直尺量出鉛筆陰影長度。繪圖時，北向上，之前所讀度數(shù)為順時針方向北方與陰影線的夾角，所量長度為陰影線長度。

4 結(jié)果和分析

4.1 陽光下影子的方向和長度的測量

軍用指南針測定光照的方向，用尺子測量鉛筆影長，從10:00開始,30 min測一次，19:00結(jié)束。測得的結(jié)果用比例(鉛筆長/鉛筆影長=10 m高建筑/建筑影長)換算成10 m高建筑的影長。繪制4月1日、5月29日、7月7日、8月25日陰影圖形。圖1為 4月1日、5月29日、7月7日、8月25日陰影方向和范圍。

圖1 4月1日、5月29日、8月25日陰影方向和范圍的比較

4.2 光照形成陰影的方向和長度分析

通過角度和影長描述陰影范圍。影子的角度在逐漸的變大，影長逐漸的變短，推斷在夏至角度最大，影長最小，這次測量中，7月7日接近夏至，7月7日，從10：30開始，只測到17：00左右。圖1可見，在相同的時間，從10：30開始，到17：00左右，7月7日的影子最短。

圖2 5月29日陰影陰影在建筑上的使用

4.3 分析結(jié)果在園林綠化中的運用

4.3.1 在建筑周圍綠化中的運用

舉例說明，用5月29日的陰影圖例說明。10：24以前和18：00以后的光照作用小，那么通過測得的數(shù)據(jù)可以畫出實時陰影，還可以了解建筑周圍光照時段。如圖2、3、4。圖2，繪制10：24時的建筑陰影，只需將測得的5月29日陰影圖例添加到建筑的3個角上，將10：24時的陰影線聯(lián)系起來，這時所形成的形狀為此時建筑形成的陰影，如圖3。通過處理，從圖4中可以了解建筑北面區(qū)域照到太陽的時間段。此結(jié)果還可以用于建筑周圍的綠化植物品種選擇，根據(jù)不同區(qū)域，光照時間長短，選擇耐蔭能力不同的植物。

4.3.2 種植中的運用

舉例說明，用5月29日的數(shù)據(jù)確定長500 m、寬100 m，高10 m的建筑陰影。其北面什么區(qū)域種植多高的樹木，可以不考慮建筑的遮擋，直接照射到太陽。從圖4中得到北面無法照射到太陽的陰影距建筑4.726 m，繪制圖5，種植圖。經(jīng)計算，得到種植枝下高為5.76 m的喬木，全冠可得到光照。

經(jīng)過對太陽照射后形成的陰影方向和長度的測量能夠?qū)⑵鋺?yīng)用于園林綠化設(shè)計。如每個地區(qū)用較為精密的儀器測量本地區(qū)的陰影分布，主要測量春分、秋分、夏至、冬至的陰影，可以作為綠化設(shè)計的最基本的資料。

圖3 10：24時建筑形成的陰影

圖4 建筑北面不同區(qū)域照到太陽的時間

圖5 建筑北面距建筑2米位置種植

5 結(jié)語

通過測量陰影，了解陰影的變化，如果能將烏魯木齊地區(qū)的春分、秋分、夏至、冬至的陰影測量出來，繪制成圖，可以運用在綠化設(shè)計和種植設(shè)計中。