预处理系统HydroGis

HydroGis是一个功能强大的水力学数值模拟计算的前处理软件。结构清晰,界面友好,应用广泛的模拟系统. 利用预处理系统HydroGis,可以方便地导入AutoCADARCGis文件与数据,从而自动完成复杂水动力模拟的建模。

流域河网与管网建模

流域描述

1cad文件中读取河道描述。点击菜单资源-cad-导入cad

polyline图层修改为带有“河流描述”字样。确定描述河流的图层信息,方便读取为写成hydroinfo计算的数据格式。

2)界面绘制

导入谷歌的光栅图之后基本确定计算的范围。

新建河流描述线图层,这是一个polyline性质的图层。建立图层后,绘制多段线表示整个流域。方法如同绘制二维的计算区域。

 

多维水流泥沙波浪建模

google资源

  googleearth上按分辨率下载图片,同时记录图片的位置(世界坐标),并且通过定义坐标变换(世界坐标转化为自定义的直角坐标),将googel上的图片显示到新的坐标系下。如果图片的分辨率不够,还可以根据屏幕上的坐标范围从google上下载新的图片以满足分辨率提高的要求。

1)导入google

 

 

根据经纬度的坐标范围和分辨率下载google的卫星图。这里的分辨率的单位是秒,也就是说在googelearth窗口上每多少保存一张图片,保存图片的同时还可以下载地形,地形的下载也可以指定分辨率,这个分辨率的含义跟刚才说的分辨率不一样。

1)下载google的卫星图的过程:通过控制google的照相机和视角来达到控制googleearth窗口显示范围的目的。根据下载的经度范围和分辨率能够计算googleearth窗口水平方向的变化次数。根据下载的纬度范围和分辨率能够计算googleearth窗口垂直方向的变化次数。Googleearth窗口每变化一次就保存一个卫星图片。

2)保存图片的方式是:如果分辨率是一秒,每次google窗口上显示的卫星图的范围就是一秒,等图片显示清楚后,将google当前窗口的显示内容以图片的形式保存到指定的目录,并记录图片的文件名及其地理的位置的关系,以备把这些光栅图进行配准。

3)下载地形:可以从googlearth上下载地形高程数据。这里也可以指定分辨率,地形分辨率指的是,每个googlearth窗口下载地形高程点的个数。例如分辨率是50,那么每个窗口下载50*50个地形高程特征点。下载地形的时候,可以按某个点下载,可以按分布下载。单点下载的时候,需要将下载的点对准googleearth窗口的中心。下载的地形高程特征点可以进行复制粘贴或者存盘等操作

2)局部加密线

新建一个局部加密线的图层,也是多边形的性质的图层。跟区域边界线的作法一样,也是在工作区画一个或者多个多边形,用来表示加密的区域。

3)确认

把区域边界和局部加密这两个图层的数据保存到数据库中,主要是边界和加密的图层中的多边形的点。离散控制长度表示网格的大小,可以修改默认是

 

 

4)完成

确定完计算的边界坐标以后,系统会读出绘制的图层有几个块,每个块有几条边。设置网格尺度,系统就自动形成一个待划分网格的文件。

 

.CAD文件

cad文件中读出点,线,文本等信息。

1)建模文件。读出cad的文件可以用于流域管网计算的一维河道建模,也可以用于二维、三维水流泥沙的建模。其中一维建模,河道的描述用多段线,断面位置的描述用点,剖面的形状用多段线。二维、三维建模计算域的描述用多段线。地形的描述用文本。这样用于计算的前处理数据的准备只需一个cad文件即可。

2)某一类特定数据。例如读取一个或者多个图层的元素做为地形数据,或者读取一个或者多个特征元素的值。

导入CAD

cad文件导入到系统中,自动将cad文件创建为四个图层,分别为AnnotationMultiPatchPolygonPolylinePoint,从cad文件中可以读出文本,多边形,多段线等数据。

 

上图是从cad文件中读出的计算域数据。CAD中的文件格式如下:如果计算域的子区域采用四边形的网格,cad文件中用四条多段线构成封闭的区域,如果计算域的子区域采用三角形网格,则cad文件中用一条封闭的多段线构成封闭区域。描述边界的图层名称为“建模”。

Cad文件中还可以包含其他的信息,例如地形高程的特征点(图层名称为地形),水位初值(图层名称为水位初值),糙率(图层名称为糙率)。

网格自动生成

1)网格文件

2)网格生成

按照上面给定的网格尺度调用后台的网格生成程序,计算域剖分成网格。

3)网格显示

2.3 地形数据

Excel方式打开一个文件,文件名叫地形高程.txt,文件格式如下。可以将上面讲的谷歌上下载的地形数据粘贴到文件中。

序号

 坐标X

 坐标Y

 坐标Z

 

 

 

 

2.4 区域建模

将给定的地形高程点插值到网格节点上,进而得到计算域的地形。

2.5 基本资料

基本资料包括,地形数据,水位初值,糙率数据,消波区系数等,系统给给定个默认的值,详细见水力学计算手册。

多维建模导航

多维建模导航由CAD文件,平面网格设置, 区域模型参数, 及自动建模构成。

HydroGis可以按照导航方式由数据文件或CAD文件自动生成计算分析的预处理文件,包括计算网格节点坐标,连接关系,及插值后的地形数据, 水位初值, 糙率数据等。建模导航包括如下步骤:

 

1.     导入CAD文件

CAD文件可以包括建模边界polyline图层,局部加密图层, 地形数据, 水位初值, 糙率数据等文本数据图层.

CAD文件

 

 

2.     平面网格设置

点击边界设定后,可自动或取CAD中的边界坐标.设定离散的网格尺度后,可自动生成网格数据表.修改网格尺度数据可以进行边界及局部加密区的疏密控制. 点击网格生成进行网格自动生成, 点击网格显示可以对生成后的网格察看.

 

 

3.     区域模型设置

点击区域建模中的建模,可获得CAD文件中的地形, 水位初值, 糙率分布等基本数据,并自动建立建模数据表.点击确定自动将基本数据插值到计算网格的节点上.

4.     建模完成

由系统对建模的数据一致性进行检验.

5.     多维耦合建模

多维耦合建模可以统一在HydroGis系统下按照导航方式进行. 点击菜单资源-多维耦合-网域连接,建立多维耦合的多维耦合计算模式.