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Skill 广场sunlight-analysis

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设计与创作

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更新于 11-06 16:23

技能介绍

太阳轨迹与环境分析技能为建筑师和设计师提供全面的环境分析工具，通过一组 Python 脚本完成太阳位置、阴影、日照时数、地形阴影和热舒适度等分析。

一、用途 该技能面向建筑设计与场地环境分析，可生成太阳轨迹图、计算实时太阳位置、分析建筑阴影投射范围与全年日照时数，并提供热舒适度评估。当用户询问太阳位置、请求绘制太阳轨迹、分析建筑阴影、计算全年日照时间、评估热舒适度或进行地形阴影分析时触发。

二、依赖项 本技能需要 Python 及以下库：pysolar（太阳位置计算）、matplotlib（绘图）、pytz（时区处理）、shapely（阴影几何计算）、numpy（数学计算）、rasterio（地形/DEM 阴影分析；DEM 功能为可选项）。 安装：OpenClaw 不会自动安装 Python 包。安装本技能后（例如通过 clawhub install sun-path），请在技能目录中或指定其路径运行一次：pip install -r requirements.txt。如果脚本运行时报 ModuleNotFoundError 错误，请从上述列表或 requirements.txt 中安装缺失的包。

三、将图片发送到 Telegram 在 OpenClaw Telegram 对话中使用。生成图片的脚本（plot_sunpath.py、shadow_calc.py、comfort_calc.py、annual_sun_hours.py --output、terrain_shadow.py --plot）会将 PNG/JPG 写入你指定的路径。运行脚本时使用 --output 参数（或 --plot 并使用脚本默认的图片路径），然后通过 OpenClaw 消息/媒体工具将该图片文件发送给用户，使其在聊天中可见。 OpenClaw 允许的路径：消息工具只能发送允许目录下的文件（~/.openclaw/media/、~/.openclaw/agents/ 或 /tmp）。输出路径请始终指定为上述目录之一（例如 --output ~/.openclaw/media/sunpath.png 或 /tmp/shadow.png）；不要使用技能安装目录，否则发送将失败。 Agent 行为：当用户请求太阳位置、太阳轨迹图、阴影分析、全年日照时数图表、舒适度图表或地形阴影时，直接运行对应脚本（使用 exec），并将图片输出路径指定到允许目录下；然后将生成的 PNG/JPG 发送给用户。无需请求确认；直接执行并返回图片及简要说明。

四、使用方法

  1. 计算太阳位置：获取指定位置的当前方位角和高度角。 python3 scripts/sun_calc.py --lat 34.05 --lon -118.24 --timezone "America/Los_Angeles"

  2. 生成太阳轨迹图：创建极坐标图，展示太阳全年运行轨迹。 python3 scripts/plot_sunpath.py --lat 34.05 --lon -118.24 --output sunpath.png

  3. 阴影分析（2D）：模拟指定时间下简单建筑体（长方体）的阴影投射。参数包括 --lat、--lon（位置坐标）；--time（ISO 格式的日期时间，例如 "2024-06-21T12:00:00" 或 "now"）；--width、--depth（建筑平面尺寸，米）；--height（建筑高度，米）；--rotation（从正北方向顺时针旋转的角度）；--output（输出图片文件名）。 python3 scripts/shadow_calc.py --lat 34.05 --lon -118.24 --time "2024-06-21T15:00:00" --width 15 --depth 10 --height 20 --rotation 45 --output shadow_analysis.png

  4. 全年日照/阴影时数计算：计算指定点全年的直射阳光时数、建筑阴影时数或夜间（太阳位于地平线以下）时数。使用与阴影分析相同的建筑长方体和 2D 阴影模型；点的位置以建筑中心为原点、以米为单位表示。参数包括 --lat、--lon（位置坐标）；--width、--depth、--height、--rotation（建筑尺寸和旋转角度，与阴影分析相同）；--point-x、--point-y（待评估点的位置，以建筑中心为原点的米数；例如旋转角为 0 时，正北方向为正 X 值）；--year（年份，默认：当前年份）；--interval（采样间隔，分钟，默认 60；值越小越精确，但计算越慢）；--timezone（时区，例如 Asia/Shanghai）；--output（可选；将月度柱状图（日照/阴影/夜间时数）保存到此文件）。 示例：建筑中心以北 15 米处的点，上海，2024 年： python3 scripts/annual_sun_hours.py --lat 31.23 --lon 121.47 --width 10 --depth 10 --height 20 --point-x 15 --point-y 0 --year 2024 --timezone Asia/Shanghai 包含月度图表： python3 scripts/annual_sun_hours.py --lat 31.23 --lon 121.47 --width 10 --depth 10 --height 20 --point-x 15 --point-y 0 --year 2024 --timezone Asia/Shanghai --output annual_hours.png 输出：日照总时数、阴影总时数和夜间总时数，以及可选的月度分布图表。

  5. 地形阴影（DEM）：根据 GeoTIFF DEM 数据，计算指定时间下地形的阴影分布（日照 vs 阴影）。使用太阳位置和射线追踪算法；适用于中等规模的 DEM 数据（1GB 内存下建议网格不超过约 2000×2000，或处理更小的裁剪区域）。参数包括 dem（GeoTIFF DEM 文件路径）；--lat、--lon（用于计算太阳位置的经纬度）；--time（ISO 格式的时间或 "now"，按 --timezone 解析后转换为 UTC）；--timezone（时区名称，例如 Asia/Shanghai）；--output（输出 GeoTIFF 路径，默认：terrain_shadow.tif）；--plot（同时保存 PNG 可视化图）；--step（射线步进像素数，默认 1；值越大速度越快但精度越低）。 示例：当地时间中午的阴影分析： python3 scripts/terrain_shadow.py /path/to/dem.tif --lat 31.23 --lon 121.47 --time "2024-06-21T12:00:00" --timezone Asia/Shanghai --output shadow.tif --plot

  6. 舒适度分析（焓湿图）：在焓湿图上可视化当前温度和湿度，评估热舒适度。参数包括 --temp（干球温度，°C）；--rh（相对湿度，%）；--output（输出图片文件名）。 python3 scripts/comfort_calc.py --temp 28 --rh 60 --output comfort_chart.png

五、示例 用户："洛杉矶现在的太阳位置是什么？"操作：确定洛杉矶的坐标（纬度：34.05，经度：-118.24）；运行 sun_calc.py；返回方位角和高度角。 用户："显示冬至日下午 2 点上海一栋 20 米高、10×10 米建筑的阴影。"操作：确定坐标（上海：31.23, 121.47）；确定时间（冬至：2024-12-21 14:00）；运行 shadow_calc.py：python3 scripts/shadow_calc.py --lat 31.23 --lon 121.47 --time "2024-12-21T14:00:00" --width 10 --depth 10 --height 20 --output shanghai_shadow.png；返回图片。 用户："新加坡现在舒适吗？温度 32°C，湿度 80%。"操作：运行 comfort_calc.py：python3 scripts/comfort_calc.py --temp 32 --rh 80 --output singapore_comfort.png；返回图片和分析结果。 用户："这个点全年的日照和阴影时数是多少？建筑 10×10×20 米，点在正北 15 米处。"操作：运行 annual_sun_hours.py，传入场地经纬度、建筑尺寸和 --point-x 15 --point-y 0；返回打印的摘要（直射日照/阴影/夜间时数），如果使用了 --output 则同时返回月度图表。 用户："下午 2 点这个场地哪些地形处于阴影中？我有 DEM 数据。"操作：运行 terrain_shadow.py，传入 DEM 路径、场地 --lat/--lon、--time（例如当地时间 14:00）、--timezone，以及 --output/--plot；返回阴影栅格和/或 PNG 图片及简要说明。

六、适用场景与限制 适用场景：建筑设计与场地环境分析，包括太阳位置查询、太阳轨迹图绘制、建筑阴影分析、全年日照时数计算、热舒适度评估和地形阴影分析。 限制：DEM 功能为可选项，需要 rasterio；地形阴影适用于中等规模 DEM 数据（1GB 内存下建议网格不超过约 2000×2000，或处理更小的裁剪区域）；OpenClaw 不会自动安装 Python 包，需手动安装依赖；消息工具只能发送允许目录下的文件（~/.openclaw/media/、~/.openclaw/agents/ 或 /tmp），输出路径需指定为上述目录之一。