技術 太陽光線情報提供システム及び太陽光線情報提供プログラム

0001

本発明は、太陽光線情報提供システム及び太陽光線情報提供プログラムに関する。

0002

最近では、人体や生活環境に対する太陽光線（例えば紫外線、可視光線及び赤外線）の影響が知られ、太陽光線照射量（例えば紫外線照射量や日射量）について注目され始めている。例えば、特許第５５２４７４１号公報に記載の曝露量推定システムでは、位置を示す位置情報と当該位置に存在する紫外線のような曝露対象の量を示す環境情報とを対応付けて環境情報格納部に格納しておき、環境情報格納部から取得した環境情報とユーザの行動などに応じて定めた曝露率とに基づいて、曝露量の推定を行い、推定した曝露量の数値をユーザに提供する。

0003

特許第５５２４７４１号公報

0004

ところで、特許第５５２４７４１号公報に記載の曝露量推定システムでは、環境情報格納部に格納してある、位置情報で特定される環境情報（花粉飛散量、紫外線量、エアロゾル量）を用いて曝露量の推定を行うが、この位置情報で特定される環境情報では、情報提供を受けるユーザは、より詳細な情報を容易に得ることができないという問題があった。

0005

例えば、現実世界において、紫外線照射量や日射量等のエネルギー強度を知りたい部位や場所は、必ずしも水平面や太陽光線に対して垂直な面とは限らず様々である。このような様々な部位や場所のエネルギー強度を知るためには、水平面や太陽光線に垂直なエネルギー強度から、三角関数等を利用して、実際の照射面上のエネルギー強度を算出することが考えられる。ところが、大気成分により散乱・反射した現実の天空からのエネルギー強度は、方向毎に違うので、三角関数等を利用した算出では、十分な精度が得られないという問題があった。

0006

本発明は以上のような課題を解決するためになされたものであり、より詳細な太陽光線情報をユーザが容易に得ることができる太陽光線情報提供システム及び太陽光線情報提供プログラムを提供することを目的とする。

0007

上記課題を解決するために、本発明は、日時に関する情報である日時情報と、場所に関する情報である場所情報と、前記日時情報で示される日時及び前記場所情報で示される場所における太陽光線強度に関する情報である太陽光線強度情報と、を対応付けて記憶する記憶部と、通信を行う通信部と、前記通信部を介して入力された太陽光線問合せ情報に対応付けられた前記太陽光線強度情報を算出する第一算出部と、前記第一算出部の算出結果を用いて方向特定太陽光線強度情報を算出する第二算出部と、を備え、前記太陽光線問合せ情報は、前記日時情報と、前記場所情報と、太陽光線の照射を受ける照射面が向く方向を示す方向情報と、を含み、前記方向特定太陽光線強度情報は、前記日時情報で示される日時及び前記場所情報で示される場所における、前記方向情報で示される照射面が受ける太陽光線の強度を含む情報であって、前記通信部は、前記太陽光線問合せ情報の送信元に対し、前記第二算出部が算出した前記方向特定太陽光線強度情報を送信する、ことを特徴とする。

0008

本発明によれば、より詳細な太陽光線情報をユーザが容易に得ることができる太陽光線情報提供システム及び太陽光線情報提供プログラムを提供することができる。

0009

本発明の実施例１に係る太陽光線情報提供システムの構成を示すブロック図である。
太陽光線の照射方向について説明する図である。
地面と平行な面である照射面Ａに照射される太陽光線について説明する図である。
地面と３０°の角度を成す面である照射面Ｂに照射される太陽光線について説明する図である。
地面と９０°の角度を成す面である照射面Ｃに照射される太陽光線について説明する図である。
照射面Ｅで反射されて照射面Ｄに照射される太陽光線について説明する図である。
他照射面の分光反射率の求め方の一例について説明する図であって、図７（ａ）は照射面Ｅが直接受ける太陽光線を測定する様子を示す図であり、図７（ｂ）は照射面Ｅによる反射光を測定する様子を示す図である。
他照射面からの反射光のうち照射面に入光する光について説明する図である。
図１に示した記憶部１３に記憶する情報の一例を示す図である。
図１に示した太陽光線情報提供システム１０の動作を示すフローチャートである。
本発明の実施例２に係る太陽光線情報提供システムの構成を示すブロック図である。
図１１に示した太陽光線情報提供システム１００の動作を示すフローチャートである。
分光放射照度を示すグラフである。
照射される材質の温度上昇に関する試算条件を示す図である。
材質に応じた１時間後の温度上昇の試算例を示す図である。
図１６（ａ）は歩道での各方向からの分光照射強度の例を示すグラフである。図１６（ｂ）は歩道での分光反射率の例を示すグラフである。
図１７（ａ）は歩道での各方向からの分光照射強度の例を示すグラフである。図１７（ｂ）は歩道での分光反射率の例を示すグラフである。
図１８（ａ）は歩道での各方向からの分光照射強度の例を示すグラフである。図１８（ｂ）は歩道での分光反射率の例を示すグラフである。

0010

以下、本発明に係る太陽光線情報提供システムについて、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態は本発明に係るシステムの好適な具体例であり、一般的なハードウェア、ソフトウェア構成に即した種々の限定を付している場合もあるが、本発明の技術範囲は、特に本発明を限定する記載がない限り、これらの態様に限定されるものではない。また、以下に示す実施形態における構成要素は、適宜、既存の構成要素等との置き換えが可能であり、かつ、他の既存の構成要素との組み合わせを含む様々なバリエーションが可能である。したがって、以下に示す実施形態の記載をもって、特許請求の範囲に記載された発明の内容を限定するものではない。

0011

なお、以下の実施例では、本発明を太陽光線情報提供システムに適用し、太陽光線に関する情報、例えば日射量をユーザに提供するシステムについて説明するが、本発明は、太陽光線に含まれる、紫外線、赤外線、可視光線、又は、その他の電磁波等の個別の情報を、ユーザに提供するものであってもよい。また、以下の実施例では、太陽光線強度を日射強度ともいう。

0012

図１は、本発明の実施例１に係る太陽光線情報提供システムの構成を示すブロック図である。本実施例の太陽光線情報提供システム１０は、例えば、コンピュータから成るサーバーマシンである。

0013

太陽光線情報提供システム１０は、図１に示すように、詳しくは後述する太陽光線強度情報１６やそのほかの各種情報を記憶する記憶部１３と、通信を行う通信部１７と、通信部１７を介して受信した太陽光線問合せ情報に対応付けられた太陽光線強度情報１６を算出する第一算出部１１と、第一算出部１１の算出結果を用いて方向特定太陽光線強度情報を算出する第二算出部１２と、を備える。通信部１７は、例えば外部と通信を行う。太陽光線問合せ情報は、日時情報１４と、場所情報１５と、太陽光線の照射すなわち日射を受ける照射面が向く方向を示す方向情報１６ａと、を含む。方向特定太陽光線強度情報は、日時情報１４で示される日時及び場所情報１５で示される場所における、方向情報１６ａで示される照射面が受ける太陽光線の強度であって、通信部１７は、太陽光線問合せ情報の送信元に対し、第二算出部１２が算出した方向特定太陽光線強度を示す方向特定太陽光線強度情報を送信する。図１に示す各構成は、ハードウェアで構成してもよい。また、図１に示す各構成は、太陽光線情報提供システム１０がプログラムを実行することで実現することもでき、記憶部１３は、太陽光線情報提供システム１０で実行するプログラムを記憶してもよい。記憶部１３は、データの用途に応じて、揮発性の記憶装置や不揮発性の記憶装置を有する。

0014

なお、太陽光線情報提供システム１０において、通信部１７は、太陽光線問合せ情報の送信元に対し、第一算出部１１が算出した太陽光線強度情報を送信する構成としてもよい。この場合、第二算出部１２の機能に相当する構成を、クライアントマシン２又は３が有することとしてもよい。すなわち、本発明は、サーバーマシンとクライアントマシンとをネットワークで接続してなる太陽光線情報提供システムであって、サーバーマシンは、日時に関する情報である日時情報１４と、場所に関する情報である場所情報１５と、前記日時情報で示される日時及び前記場所情報で示される場所における太陽光線強度に関する情報である太陽光線強度情報１６と、を対応付けて記憶する記憶部１３と、クライアントマシンと通信を行う第一通信部と、第一通信部を介して入力された太陽光線問合せ情報に対応付けられた太陽光線強度情報１６を算出する第一算出部１１と、を備え、第一通信部は、クライアントマシンに対し、第一算出部１１が算出した太陽光線強度情報１６を送信し、クライアントマシンは、サーバーマシン１と通信を行う第二通信部と、第二通信部を介して入力された太陽光線強度情報１６を用いて方向特定太陽光線強度情報を算出する第二算出部（第二算出部１２の機能に相当する構成）と、を備え、第二通信部（第二算出部１２の機能に相当する構成）は、太陽光線問合せ情報をサーバーマシンに送信し、太陽光線問合せ情報は、日時情報１４と、前記場所情報と、太陽光線の照射を受ける照射面が向く方向を示す方向情報１６ａと、を含む、構成としてもよい。なお、クライアントマシンとサーバーマシンとは、ネットワークを介さず、同一端末装置内にあってもよい。この場合、クライアントマシンとサーバーマシンとが同一装置であってもよいし、クライアントマシンとサーバーマシンとが例えばバス接続される構成であってもよい。クライアントマシンとサーバーマシンとが同一装置の場合、クライアントマシンとサーバーマシンとを接続するとは、クライアントマシンとしての機能を実現するプログラムとサーバーマシンとしての機能を実現するプログラムとがメモリ等を介してデータの受け渡しを行うことを指してもよい。

0015

記憶部１３は、日時に関する情報である日時情報１４と、場所に関する情報である場所情報１５と、日時情報１４で示される日時及び場所情報１５で示される場所における太陽光線強度に関する情報である太陽光線強度情報１６と、を対応付けて記憶する。

0016

太陽光線情報提供システム１０の通信部１７は、インターネットなどのネットワーク４に接続されている。ネットワーク４には、ユーザが用いるクライアントマシン２、３が接続されており、クライアントマシン２、３は、ネットワーク４を介して、太陽光線情報提供システム１０と通信を行う。

0017

クライアントマシン２又はクライアントマシン３から、太陽光線情報提供システム１０へは、ネットワーク４を介して、太陽光線問合せ情報が送信される。太陽光線問合せ情報は、日時情報１４と、場所情報１５と、太陽光線の照射を受ける照射面が向く方向を示す方向情報１６ａと、を含む。方向情報１６ａが示す方向は、太陽光線の照射を受ける照射面が拡がる面と直交する方向である。方向情報１６ａについては、図２から図５を参照して後述する。太陽光線情報提供システム１０から、太陽光線問合せ情報の送信元であるクライアントマシン２又はクライアントマシン３へは、ネットワーク４を介して、算出部１１による算出結果が送信される。

0018

第一算出部１１は、太陽光線問合せ情報に含まれる日時情報と場所情報とを用いて詳しくは後述する太陽光線強度情報１６を算出する。第二算出部１２は、第一算出部１１による算出結果を用いて、方向情報１６ａで示される照射面が受ける太陽光線の強度を含む情報である方向特定太陽光線強度情報を算出する。通信部１７は、第二算出部１２が算出した方向特定太陽光線強度を示す方向特定太陽光線強度情報を、ネットワーク４を介して、太陽光線問合せ情報の送信元であるクライアントマシン２又はクライアントマシン３に送信する。

0019

以下、方向情報１６ａについて説明する。図２は、太陽光線の照射方向について説明する図である。図３は、地面と平行な面である照射面Ａに照射される太陽光線について説明する図である。図４は、地面と３０°の角度を成す面である照射面Ｂに照射される太陽光線について説明する図である。図５は、地面と９０°の角度を成す面である照射面Ｃに照射される太陽光線について説明する図である。図３、図４及び図５では、太陽光線の照射を受ける照射面が向く方向、すなわち方向情報１６ａで示される方向を「照射面の方向」と記載している。

0020

図２に示すように、地球上に照射される太陽光線は、太陽の向きから照射される直達日射のほか、太陽の向き以外の向きから照射される散乱日射が存在する。散乱日射は、天空全体から照射面に対して照射される。地面と平行な面である照射面Ａに対しては、図３に示すように、天空全体から散乱日射及び直達日射が照射される。

0021

また、地面と３０°の角度を成す照射面Ｂに対しては、図４に示すように、天空全体のうち照射面Ｂが向く方向から散乱日射及び直達日射が照射される。また、地面と９０°の角度を成す照射面Ｃに対しては、図５に示すように、太陽の向きが照射面Ｃの裏側であるため直達日射は照射されず、天空全体のうち照射面Ｃが向く方向から散乱日射が照射される。また、照射面に照射される太陽光線は、照射面に直接照射される散乱日射及び直達日射のほか、地面などで反射されて照射面に照射される太陽光線も存在する。

0022

図３、図４及び図５を参照してわかるように、照射面が向く方向によって、照射される太陽光線の強度が大きく異なる。そこで、本実施例では、照射面が向く方向ごとに異なる方向特定太陽光線強度情報を算出し、これを、太陽光線問合せ情報の送信元であるクライアントマシン２又はクライアントマシン３に提供する。

0023

なお、本実施例では、散乱日射及び直達日射のほか、地面や壁面などの他照射面で反射されて照射面に照射される太陽光線も考慮することができる。この点について図６を参照して説明する。図６は、照射面Ｅで反射されて照射面Ｄに照射される太陽光線について説明する図である。

0024

実際の環境においては、照射面Ｄで受ける太陽光線の照射量は、照射面Ｄが直接受ける太陽光線（直達日射及び散乱日射）だけではなく、太陽光線（直達日射及び散乱日射）が地面や壁面などの他照射面（照射面Ｅ）で反射した太陽光線（反射光）も含まれている。本実施例では、照射面が受ける太陽光線の強度に、この他照射面で反射された反射光の強度も含めることにより、照射面が受ける太陽光線の強度を求める精度をさらに高めることができる。

0025

通常、他照射面による反射光の計算には、他照射面の反射率を用いる。物質表面の反射率は、代表的な特定波長による反射率を用いるのが一般的であるが、エネルギー強度を精度よく計算するためには、分光反射率を用いて計算するのが望ましい。ここで、他照射面の分光反射率の求め方について、図７を参照して説明する。

0026

図７は、他照射面の分光反射率の求め方の一例について説明する図であって、図７（ａ）は照射面Ｅが直接受ける太陽光線を測定する様子を示す図であり、図７（ｂ）は照射面Ｅによる反射光を測定する様子を示す図である。図７（ａ）及び図７（ｂ）に示すように、ここでは測定器５０を用いる。測定器５０は、分光照度計として機能する測定器である。まず、図７（ａ）に示すように、測定器５０を用いて他照射面である照射面Ｅの上方からの分光照度（照射面Ｅに照射する太陽光線の分光照度）を測定する。また、測定器５０を用いて照射面Ｅで反射した分光照度（太陽光線が照射面Ｅで反射した反射光の分光照度）を測定する。求めた照射面Ｅの上方からの分光照度及び照射面Ｅで反射した分光照度を用いて、数１により、照射面Ｅの分光反射率を求める。

0027

次に、数１で求めた分光反射率を用いた、照射面が受ける照射エネルギーの算出について説明する。図８は、他照射面からの反射光のうち照射面に入光する光について説明する図である。図８では、他照射面である照射面Ｇが地面である場合を示しており、照射面Ｇからの反射光のうち照射面Ｆに入光する割合を勘案している。照射面Ｇ（地面）から照射面Ｆに入光するエネルギーは、数２で算出することができる。

0028

数２における照射面Ｇが受ける照射エネルギーは、例えば、図７（ａ）に示した方法で得ることができる。数２における反射率としては、例えば数１で求めた分光反射率を用いることができる。数２における面積比率Ｈは、以下に図８を参照して説明するようにして求めることができる。図８において照射面Ｆの向きに応じた角度θにより、照射面Ｆにおける地面（照射面Ｇ）の視野面積が定まる。地面である照射面Ｇの視野面積を定める角度θは、照射面Ｇが理想地面（水平）であれば、幾何的に、照射面Ｆと水平方向とが成す角度である。しかし実際には、地形変化を考慮したり、照射面Ｇのうち照射面Ｆから遠い位置であるほど照射面Ｆに入射する反射光が少なくなり寄与度が減衰することを考慮したりするのがよく、必要な精度に応じて角度θを定めるのがよい。

0029

照射面Ｆの半球面積に対する、照射面Ｆにおける地面の視野面積の比率が面積比率Ｈである。本実施例では、照射面Ｆが受ける照射エネルギーを求める際には、照射面Ｆに直接照射される散乱日射及び直達日射による照射エネルギーに、数２で求めた照射面Ｆに入光するエネルギーを加えることで、より高精度に求めることができる。また、数２では他照射面として地面を考慮しているが、地面による反射光のみならず、照射面Ｆに反射光が入射し得るすべての他照射面について考慮することで、照射面Ｆが受ける照射エネルギーをより高精度に求めることができる。

0030

図９は、図１に示した記憶部１３に記憶する情報の一例を示す図である。記憶部１３は、例えばデータベース形式で、図９に示す情報を記憶する。記憶部１３は、第１の主キーとして、日時情報１４を記憶する。日時情報１４は、年、月、日及び時を含んでもよい。記憶部１３は、第２の主キーとして、場所情報１５を記憶する。場所情報１５は、例えば東経及び北緯を用いて、地球上の位置を特定する情報である。

0031

記憶部１３は、格納値である太陽光線強度情報１６として、第１の主キー及び第２の主キーでの太陽立体角を記憶する。記憶部１３は、格納値である太陽光線強度情報１６として、第１の主キー及び第２の主キーでの直達日射強度を記憶する。記憶部１３は、格納値である太陽光線強度情報１６として、第１の主キー及び第２の主キーでの散乱日射強度を記憶する。記憶部１３は、格納値である太陽光線強度情報１６として、第１の主キー及び第２の主キーでのアルベド値を記憶する。なお、アルベド値は、照射された太陽光線強度に対する、反射した太陽光線強度の比である。例えば、場所情報１５が或る地域においては、日時情報１４が夏である日時には、地面は土であってアルベド値が低く、日時情報１４が冬である日時には、地面は雪面であってアルベド値が高い。図９に示した各値は、例えば実測値を収集して、記憶部１３に記憶する。太陽光線強度情報１６に含まれる方向情報１６ａは、図９に示した格納値に含まれる。太陽光線強度情報１６に含まれる情報は、例えば放射伝達方程式を解いて算出する値や、放射伝達方程式を解く過程で算出する値を含む。

0032

図１０は、図１に示した太陽光線情報提供システム１０の動作を示すフローチャートである。ステップＳ７１では、ネットワーク４を介して、クライアントマシン２又はクライアントマシン３からの太陽光線問合せ情報を受信したか否かを判断する。太陽光線問合せ情報を受信した場合には（ステップＳ７１：Ｙｅｓ）、ステップＳ７２に進み、太陽光線問合せ情報を受信しない場合には（ステップＳ７１：Ｎｏ）、ステップＳ７１に戻る。

0033

ステップＳ７２では、ステップＳ７１で受信した太陽光線問合せ情報に基づいて、太陽光線問合せ情報に含まれる日時情報１４で示される日時に、太陽光線問合せ情報に含まれる場所情報１５で示される場所で受ける太陽光線の強度を含む情報である太陽光線強度情報１６を算出し、記憶部１３に記憶する。太陽光線強度情報１６は、例えば、放射伝達方程式を用いて算出する。

0034

ステップＳ７３では、ステップＳ７２で算出した太陽光線強度情報１６に対し、方向情報１６を入力値とした数学的計算を行うことで、日時情報１４で示される日時に、太陽光線問合せ情報に含まれる場所情報１５で示される場所で、方向情報１６ａで示される照射面が受ける太陽光線強度情報である、方向特定太陽光線強度情報を算出する。

0035

ステップＳ７４では、ステップＳ７３で算出した方向特定太陽光線強度を示す方向特定太陽光線強度情報を、今回の太陽光線問合せ情報の送信元であるクライアントマシン２又はクライアントマシン３に、ネットワーク４を介して送信する。クライアントマシン２又はクライアントマシン３は、日時情報１４、場所情報１５及び方向情報１６ａを含む太陽光線問合せ情報を太陽光線情報提供システム１０に送信するだけで、方向特定太陽光線強度情報を得ることができ、より詳細な太陽光線情報を容易に得ることができる。クライアントマシン２又はクライアントマシン３は、太陽光線情報提供システム１０から得た方向特定太陽光線強度情報を用いて、エンドユーザに対して様々なアプリケーションを提供することができる。

0036

図１１は、本発明の実施例２に係る太陽光線情報提供システムの構成を示すブロック図である。本実施例の太陽光線情報提供システム１００は、例えば、コンピュータから成るサーバーマシンである。

0037

太陽光線情報提供システム１００は、図１１に示すように、日時情報と場所情報とを用いて詳しくは後述する太陽光線強度情報１１６を予め算出する第一算出部１１０と、第一算出部１１０が算出した太陽光線強度情報１１６やそのほかの各種情報を記憶する記憶部１１３と、通信を行う通信部１１７と、通信部１１７を介して入力された太陽光線問合せ情報に対応付けられた太陽光線強度情報１１６を記憶部１１３から抽出する抽出部１１１と、抽出部１１１が抽出した太陽光線強度情報１１６を用いて方向特定太陽光線強度情報を算出する第二算出部１１２と、を備える。通信部１１７は、例えば外部と通信を行う。太陽光線問合せ情報は、日時情報１１４と、場所情報１１５と、方向情報１１６ａと、を含む。方向特定太陽光線強度情報は、日時情報１１４で示される日時及び場所情報１１５で示される場所における、方向情報１１６ａで示される照射面が受ける太陽光線の強度を含む情報である。通信部１１７は、太陽光線問合せ情報の送信元に対し、第二算出部１１２が算出した方向特定太陽光線強度情報を送信する。図１１に示す各構成は、ハードウェアで構成してもよい。また、図１１に示す各構成は、太陽光線情報提供システム１００がプログラムを実行することで実現することもでき、記憶部１１３は、太陽光線情報提供システム１００で実行するプログラムを記憶してもよい。記憶部１１３は、データの用途に応じて、揮発性の記憶装置や不揮発性の記憶装置を有する。

0038

なお、太陽光線情報提供システム１００において、通信部１１７は、太陽光線問合せ情報の送信元に対し、抽出部１１１が抽出した太陽光線強度情報を送信する構成としてもよい。この場合、第二算出部１１２の機能に相当する構成を、クライアントマシン２又は３が有することとしてもよい。すなわち、本発明は、サーバーマシンとクライアントマシンとをネットワークで接続してなる太陽光線情報提供システムであって、サーバーマシンは、日時に関する情報である日時情報１１４で示される日時及び場所に関する情報である場所情報１１５で示される場所における太陽光線強度に関する情報である太陽光線強度情報１１６を算出する第一算出部１１０と、日時情報１１４と、場所情報１１５と、第一算出部１１０が算出した太陽光線強度情報１１６と、を対応付けて記憶する記憶部１１３と、クライアントマシンと通信を行う第一通信部と、第一通信部を介して入力された太陽光線問合せ情報に対応付けられた太陽光線強度情報１１６を記憶部１１３から抽出する抽出部１１１と、を備え、第一通信部は、クライアントマシンに対し、抽出部１１１が抽出した太陽光線強度情報１１６を送信し、クライアントマシンは、サーバーマシンと通信を行う第二通信部と、第二通信部を介して入力された太陽光線強度情報１１６を用いて方向特定太陽光線強度情報を算出する第二算出部（第二算出部１１２の機能に相当する構成）と、を備え、第二通信部は、太陽光線問合せ情報をサーバーマシンに送信し、太陽光線問合せ情報は、日時情報１１４と、場所情報１１５と、太陽光線の照射を受ける照射面が向く方向を示す方向情報１１６ａと、を含む、構成としてもよい。

0039

記憶部１１３は、日時に関する情報である日時情報１１４と、場所に関する情報である場所情報１１５と、日時情報１１４で示される日時及び場所情報１１５で示される場所における太陽光線強度に関する情報である太陽光線強度情報１１６（第一算出部１１０が算出した太陽光線強度情報１１６）と、を対応付けて記憶する。

0040

太陽光線情報提供システム１００の通信部１１７は、インターネットなどのネットワーク４に接続されている。ネットワーク４には、ユーザが用いるクライアントマシン２、３が接続されており、クライアントマシン２、３は、ネットワーク４を介して、太陽光線情報提供システム１００と通信を行う。

0041

クライアントマシン２又はクライアントマシン３から、太陽光線情報提供システム１００へは、ネットワーク４を介して、太陽光線問合せ情報が送信される。太陽光線問合せ情報は、日時情報１１４と、場所情報１１５と、方向情報１１６ａと、を含む。太陽光線情報提供システム１００から、太陽光線問合せ情報の送信元であるクライアントマシン２又はクライアントマシン３へは、ネットワーク４を介して、抽出部１１２による抽出結果である方向特定太陽光線強度情報が送信される。

0042

なお、本実施例において、記憶部１１３に記憶する情報の一例は、図９に示した情報である。

0043

図１２は、図１１に示した太陽光線情報提供システム１００の動作を示すフローチャートである。ステップＳ９１では、日時情報と場所情報を用いて、すべての日時におけるすべての場所の太陽光線強度情報１１６が含む情報を算出する。この太陽光線強度情報１１６が含む情報の算出には、例えば、放射伝達方程式を用いる。すなわち、太陽光線強度情報１１６が含む情報は、例えば放射伝達方程式を解いて算出する値や、放射伝達方程式を解く過程で算出する値を含む。ステップＳ９２では、ステップＳ９１で算出した太陽光線強度情報１１６が含む情報を記憶部１１３に記憶する。

0044

続いて、ネットワーク４を介して、クライアントマシン２又はクライアントマシン３からの太陽光線問合せ情報を受信した場合には（ステップＳ９３：Ｙｅｓ）、ステップＳ９４に進み、太陽光線問合せ情報を受信しない場合には（ステップＳ９３：Ｎｏ）、ステップＳ９０に戻る。なお、太陽光線強度情報１１６が含む情報の算出、算出した情報の記憶部１３への記憶は、クライアントマシン２又は３からの太陽光線問合せ情報を受信する処理を実施する前に、すべて済ませてしまっておいてもよいし、例えば今まで入手不可能だった地域のデータが新たに入手できた場合などにはその都度更新してもよい。

0045

ステップＳ９４では、クライアントマシン２又はクライアントマシン３からの受信データに含まれる太陽光線問合せ情報に基づき、記憶部１１３から太陽光線強度情報１１６の抽出を行う。すなわち、太陽光線問合せ情報に含まれる日時情報１１４、場所情報１１５に該当する太陽光線強度情報１１６を、記憶部１１３から抽出する。ステップＳ９４ではさらに、抽出した太陽光線強度情報１１６の値に対し、方向情報１１６ａを入力値とした数学的計算を行うことで、日時情報１４で示される日時に、太陽光線問合せ情報に含まれる場所情報１５で示される場所で、方向情報１１６ａで示される照射面が受ける太陽光線の強度を含む情報である方向特定太陽光線強度情報を算出する。

0046

ステップＳ９５では、ステップＳ９４で算出した方向特定太陽光線強度情報を、今回の太陽光線問合せ情報の送信元であるクライアントマシン２又はクライアントマシン３に、ネットワーク４を介して送信する。クライアントマシン２又はクライアントマシン３は、日時情報１１４、場所情報１１５及び方向情報１１６ａを含む太陽光線問合せ情報を太陽光線情報提供システム１００に送信するだけで、方向特定太陽光線強度情報を得ることができ、より詳細な太陽光線情報を容易に得ることができる。クライアントマシン２又はクライアントマシン３は、太陽光線情報提供システム１００から得た方向特定太陽光線強度情報を用いて、エンドユーザに対して様々なアプリケーションを提供することができる。

0047

また、本実施例では、太陽光線強度情報１１６を予め算出しておくので、クライアントマシン２又はクライアントマシン３から太陽光線問合せ情報を受信してから算出する場合と比べて、応答が早く、より高い即時性をもって方向特定太陽光線強度情報を提供することができる。

0048

＜照射熱量の算定＞
本実施例では、図１に示した構成において、太陽光線情報提供システム１０は、照射熱量を算出することができる。図１３は、分光放射照度を示すグラフである。図１３において、横軸は光の波長であり、縦軸は分光放射照度である。図１３では、上述の実施例１に基づき、照射面に対する天空のエネルギー強度をシミュレーションで算出した後、照射面に照射される熱量を算出した結果を示す。また、図１３は、２０１６年６月２０日の１２：００〜１３００に宮古島に配置した照射面が受ける熱量の算出例である。本実施例によれば、照射面に照射されるエネルギーの積算値は１，０２９．８［Ｗ／ｍ２］であることが求まり、照射面が受ける熱量は３，７０７，３５８［Ｊ／ｍ２］であることが求まる。
本実施例により、計測の困難であった高層構造物などや、森林が受ける照射熱量の予測が可能となり、構造物の防御設計や、森林植林計画に活用することが可能である。

0049

＜構造物に照射される照射量の算定＞
本実施例では、図１に示した構成において、太陽光線情報提供システム１０は、実施例３で求めた結果である照射面が受ける熱量から、照射される材質（照射面を有する照射材の材質）に応じた温度上昇を予測することができる。本実施例では、この照射面の温度上昇予測について説明する。図１４は、照射される材質の温度上昇に関する試算条件を示す図である。図１４に示すように、本実施例では、照射材Ｊ１の照射面Ｊ２の太陽光線が入射した場合であって、照射面Ｊ２の反射率は３０％であるとする。また、照射材Ｊ１からの熱放射はゼロであるとする。また、照射材Ｊ１からの熱伝達、熱伝導はゼロであるとする。

0050

図１５は、材質に応じた１時間後の温度上昇の試算例を示す図である。照射面Ｊ２の反射率が３０％である照射材Ｊ１に３，７０７，３５８［Ｊ／ｍ２］の熱量の太陽光線が入射されると、照射面Ｊ２での反射熱量は１，１１２，２０７［Ｊ／ｍ２］であり、照射材Ｊ１の吸収熱量は２，５９５，１５１［Ｊ／ｍ２］である。図１５に示す材質ごとの熱特性を考慮すると、図１５に示すように、材質ごとの１時間後の温度上昇を試算することができる。例えば、照射材Ｊ１の材質が鋼材の場合は、熱容量が１８８６４［Ｊ／Ｋ］であることから、１時間に受ける熱量は、２５９５．１５１［Ｊ／ｍ２］×１［ｍ２］／１８８６４［Ｊ／Ｋ］＝１３７．６［Ｋ］となる。したがって、当初２０［℃］の鋼材の温度は、１時間後に２０［℃］＋１３７．６［Ｋ］＝１５７．６［℃］に上昇する。同様に、当初２０［℃］のガラスウール保温板の温度は、２０［℃］＋２５７４５．５［Ｋ］＝２５７６５．５［℃］に上昇する。なお、ここで、照射材Ｊ１の材質モデルの形状は１ｍｘ１ｍｘ厚さ５ｍｍであるとする。また、この試算は、照射材Ｊ１からの放熱（熱放射、熱伝導、熱伝達など）がないと仮定した場合の試算である。現実には、照射材Ｊ１からの放熱があるので、これほど温度上昇することはない。試算においては必要に応じて放熱を考慮すればよい。この試算により、高所や人が近づけずに計測が困難であった構造物や、土地などの照射面における、温度上昇の予測が可能となり、本実施例によれば、構造物の劣化予測や、森林植林計画に活用することが可能である。

0051

＜他照射面での反射の参入（歩道の例）＞
本実施例では、図１に示した構成において、太陽光線情報提供システム１０は、歩道の反射率に基づき反射エネルギーを算出し、照射面に照射される照射量を算出することができる。歩道の反射率は、例えば、図７（ａ）及び図７（ｂ）を参照して説明した方法で求めることができる。図１６（ａ）は歩道での各方向からの分光照射強度の例を示すグラフである。図１６（ａ）において、横軸は光の波長であり、縦軸は照射強度である。図１６（ｂ）は歩道での分光反射率の例を示すグラフである。図１６（ｂ）において、横軸は光の波長であり、縦軸は分光反射率である。図１６（ｂ）を参照すると、歩道の分光反射率が１０〜２０％であることがわかる。

0052

＜他照射面での反射の参入（草地、例えば芝生の例）＞
本実施例では、図１に示した構成において、太陽光線情報提供システム１０は、草地の反射率に基づき反射エネルギーを算出し、照射面に照射される照射量を算出することができる。草地の反射率は、例えば、図７（ａ）及び図７（ｂ）を参照して説明した方法で求めることができる。図１７（ａ）は草地での各方向からの分光照射強度の例を示すグラフである。図１７（ａ）において、横軸は光の波長であり、縦軸は照射強度である。図１７（ｂ）は草地での分光反射率の例を示すグラフである。図１７（ｂ）において、横軸は光の波長であり、縦軸は分光反射率である。図１７（ｂ）を参照すると、草地の分光反射率が５〜１０％であることがわかる。また、図１７（ｂ）を参照すると、草地では近赤外で反射率が急増していることがわかる。

0053

＜他照射面での反射の参入（アスファルトの例）＞
本実施例では、図１に示した構成において、太陽光線情報提供システム１０は、アスファルトの反射率に基づき反射エネルギーを算出し、照射面に照射される照射量を算出することができる。アスファルトの反射率は、例えば、図７（ａ）及び図７（ｂ）を参照して説明した方法で求めることができる。図１７（ａ）はアスファルトでの各方向からの分光照射強度の例を示すグラフである。図１７（ａ）において、横軸は光の波長であり、縦軸は照射強度である。図１７（ｂ）はアスファルトでの分光反射率の例を示すグラフである。図１７（ｂ）において、横軸は光の波長であり、縦軸は分光反射率である。図１７（ｂ）を参照すると、アスファルトの分光反射率が５％であることがわかる。

0054

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、これらの実施形態に限定されるものではない。本発明の目的は、上述の実施例の機能を実現するプログラムコード（コンピュータプログラム）を格納した記憶媒体をシステムあるいは装置に供給し、供給されたシステムあるいは装置のコンピュータが記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出し実行することによっても達成される。この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が上述した実施例の機能を実現することになり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。また、上述した実施形態では、コンピュータがプログラムを実行することにより、各処理部として機能するものとしたが、処理の一部または全部を専用の電子回路（ハードウェア）で構成するようにしても構わない。本発明は、説明された特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の趣旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

0055

２、３クライアントマシン
４ネットワーク
１０太陽光線情報提供システム
１１ 第一算出部
１２ 第二算出部
１３ 記憶部
１７通信部