Verwenden von DEM, um permanent beschattete Krater zu finden

Ich verwende ArcGIS Pro, um permanent beschattete Krater am Nordpol des Mondes zu identifizieren. Unten ist ein Screenshot des von mir verwendeten DEM abgebildet, das vom Laserhöhenmesser des Lunar Reconnaissance Orbiter aufgenommen wurde. Es kann hier von USGS heruntergeladen werden :

Ich kann das Hillshade-Werkzeug mit einem geringen Höhenwinkel und aktivierten model_shadows verwenden, um ein Raster wie das folgende zu erstellen, das die Schattenbereiche der Krater für diese bestimmten Beleuchtungsbedingungen zeigt. Das Bild unten zeigt die Ergebnisse eines Hillshade mit Azimut 315 Grad und Höhe 5 Grad.

In einer vereinfachten Welt könnte ich diesen Schatten einfach für eine Vielzahl von Azimut-Eingaben ausführen und die resultierenden Raster summieren. Die Pixel, die noch den Wert 0 hatten, wären permanent schattierte Bereiche. Es gibt jedoch ein Problem mit diesem Plan. Der Mond ist nicht flach, besonders über einer so großen Region. Dieses DEM bedeckt die gesamte Mondoberfläche nördlich von 75 Grad Breite und an den Ecken sogar noch tiefer. Aus diesem Grund würde der Sonnenstand für verschiedene Pixel im Bild sehr unterschiedlich sein.

Zusammenfassend: Gibt es eine Möglichkeit, Schatten zu berechnen, die durch das Gelände auf einer großen, kugelförmigen Oberfläche verursacht werden?

Das Hillshade-Tool funktioniert nur auf planaren Karten.

EDIT: Esri hat eine Hilfeseite , wo sie Sie im Grunde die Schummerungs Formel geben und alle Bedingungen erklären. Ich konnte diese Formel ändern, indem ich den eindeutigen Azimut- und Zenitwinkel für jedes Pixel berechnete. Das Ergebnis unten ist fast das, wonach ich suche. In diesem Bild befindet sich die Sonne oben auf der Seite und es ist leicht zu erkennen, wie die Krümmung des Mondes die andere Seite aufgrund der höheren Zenitwinkel dunkler macht. Das einzige, was diesem Bild fehlt, sind Schatten, weshalb einige der Kraterwände auf dem unteren Bild immer noch beleuchtet sind, obwohl sie sich auf der anderen Seite des Lichts befinden. Leider kann ich keine Dokumentation darüber finden, wie Schatten berechnet werden.

Tut mir leid, dass Sie alle in der Schwebe bleiben, während ich dieses Projekt beende! Ich fand schließlich eine etwas clevere Lösung, um Schatten für gekrümmte Oberflächen zu erzeugen. Ich erstellte ein Raster mit Breitengraden, verwendete dann den Rasterrechner, um den Sinus davon zu ermitteln, und multiplizierte ihn mit der Summe des DEM-Rasters und des Mondradius (1737400 m). Dadurch wurde ein Oberflächenmodell mit der eingebauten Krümmung des Mondes erstellt.

Zu diesem Zeitpunkt konnte ich das Standard-Hillshade-Tool mit aktivierten Modellschatten verwenden. Ich habe dies als Batch-Prozess ausgeführt, bei dem der Azimut der Lichtquelle jedes Mal um 30 Grad variiert und eine Höhe von 1,54 Grad (axiale Neigung des Mondes) verwendet wurde. Ich habe dann alle diese Raster zusammengefasst, die Bereiche mit nullwertigen Pixeln neu klassifiziert und sie in Polygon-Features konvertiert. Hier sind einige Bilder meiner Ergebnisse. Sie sehen ganz gut aus!

In ArcGIS gibt es eine Projektionsdatei für den Mond. Siehe auch diesen Blog-Beitrag: https://community.esri.com/groups/coordinate-reference-systems/blog/2017/10/16/planetary-coordinate-reference-systems-the-moon

Vielleicht können Sie Ihre Daten mit den dortigen Werkzeugen an dieser Projektion ausrichten und als Szene ausführen?