Presentación iAgua Magazine 15

HECRAS 5.1, una herramienta para estudiar más eficientemente los sistemas fluviales

0
163

Sobre el blog

Yoel  Esleiter Cordova Elera
Consultor independiente en proyectos hidráulicos, manejo de programas aplicados a la hidraulica, hidrologia y Gestión de los recursos hídricos. Administrador de página Ish ingenieria.
163

Temas

  • HECRAS 5.1, herramienta estudiar más eficientemente sistemas fluviales

Introducción:

La diversa disponibilidad y empleo de información geoespacial ha cambiado la forma en que se desarrollan los modelos hidráulicos en ríos.

HEC-GeoRAS (versión de ARC / INFO), lanzado en 1999. HEC-GeoRAS proporcionó una interfaz de usuario para la línea de comandos SIG (Sistema de Análisis de Río HEC) utilizando datos geoespaciales

(Sistema de información geográfica SIG) que permitió la ubicación de las secciones transversales y otras características pertinentes para extraer la información de elevación para la importación en HEC-RAS. En los últimos quince años, se han realizado avances en HEC-GeoRAS para proporcionar opciones y capacidades de datos más flexibles; Sin embargo, la herramienta siempre ha estado separada de HEC-RAS como una extensión GIS que requiere que el usuario aprenda un paquete de software adicional para la generación de la geometría del modelo hidráulico. Los esfuerzos recientes en el software HEC-RAS se han enfocado en el desarrollo de herramientas geoespaciales para ayudar en la creación de datos geométricos para el desarrollo de modelos hidráulicos directamente dentro del marco de modelado HEC-RAS.

Esta integración en las herramientas de desarrollo dentro de HEC-RAS para datos geoespaciales da un paso más hacia la mejora de la eficiencia del proceso de modelado hidráulico del río. En este artículo se presentarán las herramientas y capacidades que estarán disponibles en HEC-RAS Versión 5.1 y RAS Mapper (una herramienta en el software HEC-RAS) para extraer información GIS de modelos digitales de terreno y datos geométricos que se utilizarán para el modelado hidráulico dentro de HEC RAS. Cameron Ackerman, P.E., D.WRE

Diseño intuitivo:

El principal objetivo en el desarrollo de capacidades de edición directamente en HEC-RAS Versión 5.1 es proporcionar herramientas en las que se puedan utilizar los conocimientos específicos del usuario y las capacidades de HEC-RAS y evitar que el usuario aprenda el uso y page la licencia de otro software. Además, HEC quiere ayudar al modelador a hacer el software fácil de usar y entender y reducir el proceso de aprendizaje. Por lo tanto, las herramientas de edición en HEC-RAS pretenden ser intuitivas. Una herramienta intuitiva no sólo debe funcionar como se esperaba, sino que también debe proporcionar retroalimentación al usuario que la acción esperada está realmente disponible. La retroalimentación permite al usuario aprender más rápidamente las capacidades del software y adaptar su comportamiento. La retroalimentación se proporciona a través de cambios en la visualización de datos y el cursor cuando el ratón se mueve y se hace clic en la visualización del mapa. Por ejemplo, cuando está en el modo Editar función, el cursor es una flecha simple (predeterminada). A medida que el cursor se desplaza sobre una característica, la función se resalta (para indicar al usuario que una acción está disponible) y el cursor del ratón cambia a una mano (indicando que la función ahora se puede seleccionar, mover o editar). Esta retroalimentación inmediata proporciona en última instancia un modelo para el usuario; Si algo está disponible o se puede hacer, la interfaz indicará una acción disponible. Cameron Ackerman, P.E., D.WRE

La figura 1 proporciona una demostración de la progresión.

La figura 1 proporciona ayuda en la creación de los datos geométricos para donde el conocimiento específico del usuario una demostración del modelo hidráulico de progresión desarrollo directamente dentro del marco de modelización HEC-RAS. Esta integración completa de herramientas de desarrollo dentro de HEC-RAS para datos geoespaciales lleva un paso más adelante en la mejora de la eficiencia del proceso de modelización hidráulica fluvial.

De mover la sección transversal seleccionada lejos de un tope de puente. Otro mecanismo de retroalimentación es la generación de informes y la visualización de errores de datos cuando se crean funciones

(Esto se discute en una sección posterior de este artículo). Por último, se hizo un esfuerzo concertado para limitar el número de herramientas disponibles para el usuario durante una sesión de edición para hacer las herramientas de edición que son apropiadas

(Y disponible) más obvio para el usuario. Esta limitación es el intento de HEC de reducir distracciones al desarrollo de datos y enfocar las acciones del usuario.HEC-RAS, Cameron Ackerman, P.E., D.WRE

Herramientas de edición:

La Barra de herramientas de edición (Figura 2) estará disponible cuando el usuario comience a editar una capa. Las herramientas de edición son: Add New Feature, Select /

Figura 2. herramientas de edición

Editar funciones, Deshacer Editar, Rehacer Editar y Trazar perfil de terreno.

Las herramientas de edición trabajan con tipos de entidad de punto, línea o polígono. Crear una nueva función, deshacer una edición y rehacer un trabajo de edición como un usuario podría esperar. La herramienta Seleccionar / Editar (s) maneja varias tareas para que el usuario no esté

"Buscando" la herramienta correcta. El entorno de edición se ha diseñado de tal manera que primero se debe seleccionar una característica antes de que se puedan realizar cambios. Si se selecciona una función, esta característica se puede mover, eliminar o abrir para editarla. Una vez que se abre una función para su edición, los puntos de la función se pueden mover o eliminar y se pueden insertar nuevos puntos. Cada acción se realiza utilizando la misma herramienta con el cursor proporcionando retroalimentación para la opción disponible. Por ejemplo, si el cursor no está sobre un punto, entonces aparece como una flecha (modo de selección), pero cuando el cursor se acerca a un punto, el cursor cambia a una mano, indicando que se puede borrar o mover un punto. Si el cursor está cerca de una línea, el cursor muestra cómo sería la línea si se insertó un nuevo punto. Cameron Ackerman, P.E., D.WRE

figura 3. La progresión de acciones mostrar (a) selección de varios puntos, (b) destacando de herramientas de edición que son adecuadas, el conjunto seleccionado (c) moviendo los puntos seleccionados con perspectiva línea resultante se muestra, (y disponible) más obvias para el y (d) la colocación resultante. En este punto, la operación podrá ser anulado o el usuario. Esta limitación es la HEC conjunto seleccionado podría suprimirse.

Figura 4. La progresión de acciones mostrar (a) el cursor del ratón no se encuentra cerca de la característica, (b) el punto insertar acción está disponible con la perspectiva línea resultante muestra (c), el cursor cambia de forma automática para permitir que el usuario mueva el punto nuevo, y (d) el punto final resultante resaltado para que sea posible la siguiente acción (deshacer o eliminar).

Las herramientas de edición están diseñadas para ser intuitivas, haciendo que la elección de las acciones sea fácil de identificar, acceder y utilizar

La Figura 3 muestra la interacción con una línea para seleccionar puntos para moverse, mientras que la Figura 4 muestra las interacciones del cursor durante una inserción de puntos. La capacidad de agregar y editar puntos, líneas y polígonos permitirá a los usuarios de HEC-RAS crear eficientemente datos geoespaciales tales como redes de ríos, secciones transversales, estructuras hidráulicas, áreas de almacenamiento y áreas bidimensionales. La creación de estas características directamente en HEC-RAS también permitirá a HEC-RAS ayudar a identificar posibles errores de datos específicos a los requisitos HEC-RAS. Por ejemplo, HEC-RAS requiere que una sección transversal "vive" en un río único alcance. Por lo tanto, después de crear secciones transversales, el modelador será informado de secciones transversales que no tienen una intersección única con la capa del río. Estos "errores" se guardarán en una capa que no sólo tendrá una descripción del problema, sino también información geoespacial que se puede trazar para indicar dónde no se han completado los datos. Un ejemplo, la figura 5, proporciona una representación gráfica de los errores (con las etiquetas encendidas) generados al intersectar una capa de las secciones transversales y la capa de las líneas de la estación ( bank station lines). La identificación visual de la ubicación del error y la descripción del problema deben resultar valiosos para encontrar rápidamente y solucionar problemas de datos sin tener que esperar a que se manifiesten los problemas al intentar ejecutar una simulación de modelo. Después de que se hayan creado datos geométricos para representar elementos hidráulicos, los datos se extraerán automáticamente. Por ejemplo, las estaciones fluviales de sección transversal se calculan basándose en su intersección con la red fluvial; Las ubicaciones de las estaciones bancarias se calculan en base a la intersección con las líneas bancarias; Los perfiles de elevación se extraen del modelo de terreno de la superficie del suelo, como se muestra en la Figura 6. También, la información del volumen de elevación se puede calcular para las áreas de almacenamiento y las células bidimensionales del modelo de terreno superficial. La automatización de las rutinas de extracción de datos permite la generación rápida de modelos. Pasar menos tiempo introduciendo manualmente los datos del modelo permitirá más tiempo para analizar y refinar los resultados del modelo y resultar en menos errores tipográficos al ingresar información. Cameron Ackerman, P.E., D.WRE

Figura 5. Señales visuales y descripciones de errores ayudará a los usuarios de manera más eficaz crear conjuntos de datos completos. En este ejemplo, el punto de intersección de las líneas del banco y las secciones transversales.

Figura 6. Los datos de elevación se extraen de un modelo de terreno para perfiles de sección transversal e información de elevación-volumen.

Figura 7. Asignación incorrecta se muestra en (a) es el resultado de estudio limita que no siga la parte superior del dique (B). La corrección del polígono de límite de estudio utilizando las herramientas de edición de HEC-RAS (c) los resultados en un mapa de inundación más adecuado (d).

Figura 8. La edición de los límites del estudio mostrados para ubicaciones especificadas en (a) permite que las áreas de remanso sean mapeadas correctamente en (b)

La adición de herramientas de edición con el software HEC-RAS Versión 5.1 permitirá a los modeladores estudiar más eficientemente los sistemas fluviales

Mapeo y Análisis:

El proceso más importante en el desarrollo de modelos hidráulicos es el análisis de los resultados del modelo y el refinamiento de los parámetros del modelo para representar mejor el sistema físico. La incorporación de herramientas de edición directamente en HEC-RAS no sólo permite una creación de modelos más eficiente, sino que también mejora la capacidad del modelador para realizar cambios en la construcción del modelo mediante la interpretación de los resultados del modelo en forma de mapas de llanuras de inundación. Se pueden añadir cortes transversales adicionales a un modelo en lugares donde la superficie del agua varía más rápidamente de lo que inicialmente se consideró. Las secciones transversales se pueden alargar para que capturen toda la planicie de inundación o se realineen adecuadamente para que sean perpendiculares al flujo. En algunos casos, el diseño de la sección transversal se ha hecho correctamente para calcular la elevación de la superficie del agua; Sin embargo, el mapa resultante de la inundación de la inundación no traza correctamente las áreas del remanso. Las herramientas de edición en HEC-RAS proporcionan al usuario la oportunidad de modificar el polígono de límites de estudio (límites) para incluir áreas no representadas por el marco de modelo unidimensional. La Figura 7a muestra una creación de mapa de inundación fracasada que inunda áreas que deberían estar secas y no inunda otras áreas que deberían ser húmedas basadas en la generación de los límites de estudio de secciones transversales que intentan acomodar un sistema de rios de diques. La Figura 7c muestra además secciones transversales redefinidas dando como resultado un mapa de inundación mucho mejorado (Figura 7d). Se ilustran en la Figura 8, los problemas que resultan de la cartografía de los resultados basados ​​en secciones transversales que no captan áreas de remanso. Las secciones transversales se disponen adecuadamente para calcular las elevaciones de la superficie del agua correctamente, pero las secciones transversales no permiten un mapeo adecuado de la inundación. Cameron Ackerman, P.E., D.WRE

Resumen:

La adición de herramientas de edición con el software HEC-RAS Versión 5.1 permitirá a los modeladores estudiar más eficientemente los sistemas fluviales. El uso de un modelo de terreno y datos de fondo en RAS Mapper permitirá al usuario HEC-RAS establecer líneas centrales de los ríos, zonas de sección transversal, áreas de almacenamiento, dos áreas de flujo dimensional y muchas otras capas para crear una geometría que represente el sistema fluvial del mundo real. Las herramientas de edición están diseñadas para ser intuitivas, haciendo que la elección de las acciones sea fácil de identificar, acceder y utilizar. HEC cree que la capacidad de modificar rápidamente la geometría directamente dentro de HEC-RAS, utilizando resultados de simulación anteriores, alentará a los usuarios de HEC-RAS a desarrollar modelos hidráulicos fluviales a través del enfoque iterativo de desarrollo, simulación, evaluación y refinamiento de datos. HEC está entusiasmado de conseguir estas nuevas capacidades en el campo y confía en los usuarios de HEC-RAS Versión 5.1 disfrutarán de las nuevas capacidades de edición. Cameron Ackerman, P.E., D.WRE

Fuente:

  • HEC-RAS, herramientas de edición (versión 5.1)
  • por Cameron Ackerman, P.E., D.WRE- USACE.

Comentarios