ГИДРОЛОГИЯ
ПО для гидрологии — анализ водосборов и водоотвода
STREAM — это ПО для гидрологии, которое моделирует движение воды по вашему рельефу прямо из DEM. Считайте направление и аккумуляцию стока, выделяйте гидрографическую сеть и границы водосборов — всё в виде живых слоёв поверх поверхности.
Что такое гидрологический анализ рельефа?
Гидрологический анализ выводит, как вода течёт по поверхности высот. Направление стока показывает, куда дренируется каждая ячейка; аккумуляция — где поток собирается в русла; выделение водосбора объединяет площадь, стекающую к заданной точке.
Это основа для проектирования водоотвода, исследований паводков и эрозии и планирования водосборов — и всё это читается из DEM.
Большинство ПО для гидрологии обрабатывает направление стока, аккумуляцию и выделение водосборов как модуль, работающий с данными, импортированными откуда-то ещё. В STREAM это нативные операции над той же DEM, которую вы уже просматриваете, редактируете и экспортируете — без отдельного цикла импорта/экспорта.
ПО для гидрологии в STREAM
Направление и аккумуляция стока
Считайте, куда дренируется каждая ячейка и где поток собирается в русла по всей DEM.
Гидрографическая сеть
Выделяйте сеть водотоков и дренажа, задаваемую рельефом.
Водосборы и бассейны
Выделяйте площадь водосбора, стекающую к выбранному замыкающему створу.
Живые слои
Смотрите результаты цветными слоями поверх рельефа и сохраняйте их в растр или вектор.
Скопление воды: где стоит и сколько
Режим скопления находит замкнутые понижения на поверхности и для каждого показывает зеркало воды, ёмкость до отметки перелива, наибольшую и среднюю глубину, отметку перелива и водосбор. Мелкие лужи отсеиваются минимальной площадью и минимальной глубиной, поэтому результат — список, с которым можно работать, а не шум.
Сценарий дождя, а не только ёмкость
Задайте слой осадков, продолжительность, скорость инфильтрации и коэффициент стока — и скопление заполняется до уровня, который этот дождь действительно даёт: нетто = max(0, P − f·D) · C. Отчёт затем отделяет накопленное в понижениях от вытекшего за пределы площади, считает переливающиеся понижения и даёт пиковый расход.
Водосбор по щелчку и время добегания
В режиме водосбора щелчок по рельефу выделяет водосбор выше этой точки и показывает его площадь, самый длинный путь стока, перепад отметок вдоль него и приближённое время добегания по формуле Кирпича. Если водосбор выходит за край области анализа, он помечается как нижняя граница, а не подаётся как полный.
Прорежьте дренажную канаву в рельефе
Вдоль начерченной вами линии STREAM отрывает канаву трапецеидального сечения с шириной по дну, глубиной и заложением откоса и сопрягает её с землёй, так что вертикальной стенки не остаётся. Это становится постоянной правкой рельефа, которую видят отрисовка, профили, выемка-насыпь и любой последующий расчёт гидрологии, а по завершении открывается продольный профиль трассы.
В программе
Все шаги со снимками экрана — в руководстве пользователя (на английском)
Как выполнить анализ водосбора и дренажа
- 1
Задайте охват
Начертите или выберите площадь, внутри которой считается гидрология, чтобы расчёт покрыл нужный водосбор.
- 2
Посчитайте направление и аккумуляцию стока
Направление говорит, куда вода уходит из каждой ячейки; аккумуляция суммирует, сколько через неё проходит. Речная сеть выделяется по заданному вами порогу аккумуляции.
- 3
Выделите водосбор
Поставьте точку выпуска, и STREAM оконтурит площадь, стекающую в неё.
- 4
Посмотрите, где стоит вода
Подтопление показывает понижения, которые заполняются прежде, чем перелиться, — именно это решает, где нужна канава.
- 5
Сохраните или выгрузите
Сохраните речную сеть и водосбор векторами, растры стока — в GeoTIFF, а цифры перенесите в отчёт.
| Режим | Что считает | Векторная выгрузка |
|---|---|---|
| Водосбор | Водосборные бассейны; щелчок по точке даёт её водосбор, самый длинный путь стока и время добегания по Кирпичу | Полигоны |
| Направление стока | Направление наибольшего уклона каждой ячейки по модели D8 | Стрелки |
| Аккумуляция стока | Площадь водосбора выше по склону, рассеивающая многонаправленная модель | Только растр — используйте гидросеть |
| Гидросеть | Водотоки, выделенные из аккумуляции и упорядоченные по Стралеру | Линии |
| Скопление воды | Замкнутые понижения: зеркало, ёмкость, глубина, отметка перелива и водосбор | Полигоны зеркала воды |
Поддерживаемые форматы
Смотрите
Частые вопросы
Какие гидрологические инструменты есть в STREAM?
Направление стока, аккумуляция стока, выделение гидрографической и дренажной сети и границ водосборов — всё считается по DEM.
Считается ли гидрология по DEM?
Да. Весь гидрологический анализ читает поверхность высот напрямую, поэтому сток и водосборы следуют реальному рельефу.
Можно ли применять это для водоотвода и паводков?
Да. Аккумуляция стока, гидрографическая сеть и водосборы — стандартные исходные данные для проектирования водоотвода и анализа эрозии и паводков.
STREAM — это отдельное ПО для гидрологии или часть более крупного инструмента?
STREAM объединяет направление стока, аккумуляцию стока, выделение гидрографической/дренажной сети и границ водосборов в том же нативном приложении Windows, которое вы используете для рельефа, DEM и CAD-ГИС работы — отдельное ПО для гидрологии не нужно.
Какую модель стока использует STREAM?
Сначала заполняются понижения; затем направление стока — это наибольший уклон по модели D8, а аккумуляция считается рассеивающим многонаправленным (MFD) подходом, поэтому вклад вышележащего склона распределяется, а не схлопывается в однопиксельные линии. Гидросеть выделяется из аккумуляции и упорядочивается по схеме Стралера.
Как выбрать порог водотока?
Порог — минимальное число вышележащих ячеек, необходимое ячейке, чтобы считаться водотоком. Оставьте ноль, и STREAM подберёт значение сам, запишет выбранное значение в запись и покажет его на карточке слоя: автоматический выбор всё равно остаётся проверяемым.
Что показывает анализ скопления воды?
По каждому понижению: площадь зеркала, ёмкость до отметки перелива, наибольшую и среднюю глубину, отметку перелива, водосбор, слой осадков, который его наполнит, время добегания и переливается ли оно. Минимальная площадь и минимальная глубина отсеивают лужи, а если ничего не подходит, STREAM сообщает, что замкнутых понижений не найдено, вместо пустой карты.
Можно ли смоделировать конкретный ливень?
Да. Введите слой осадков, их продолжительность, скорость инфильтрации грунта и коэффициент стока. Нетто-осадки равны max(0, P − f·D) · C, и зеркала воды строятся на уровне, который это даёт. Отчёт отделяет накопленное от вытекшего за пределы площади, называет число переливающихся понижений и даёт пиковый расход.
Что означает время добегания?
Приближённую оценку по Кирпичу для выбранного щелчком водосбора, выведенную из самого длинного пути стока и перепада отметок вдоль него. Она объявляется приближённой, поскольку формула эмпирическая, и STREAM печатает рядом модель стока и размер ячейки анализа, чтобы число можно было оценить.
Дорожные насыпи перекрывают мои пути стока — это поправимо?
Да, прорезкой понижений. Задайте высоту, выше которой тонкие искусственные барьеры — дорожная насыпь, дамба — прорезаются, а не заполняются, тогда как настоящие глубокие понижения сохраняются. Это меняет поверхность, поэтому гидрология считается дважды, и опция по умолчанию выключена.
Как рассчитать площадь водосбора (водосборную площадь) для точки?
Запустите режим «Водосбор» и щёлкните точку, через которую вода уходит, — точку выпуска. STREAM прослеживает направления стока по DEM вверх по склону, очерчивает всё, что стекает к этой точке, и выдаёт площадь водосбора. Затем «Отчёт по водосбору» собирает в PDF площадь, точку выпуска и сводку по уклонам и длине стока, а сам водосбор выгружается полигоном.
Что можно выгрузить из расчёта гидрологии?
Все пять режимов выгружаются растром GeoTIFF. Вектор зависит от режима: водосборы — полигоны, направление стока — стрелки, водотоки — линии, скопление — полигоны зеркала воды; аккумуляция только растровая, поэтому для вектора используйте гидросеть. Скопление даёт ещё PDF-отчёт и CSV с исходными числами, а у выбранного щелчком водосбора есть собственный PDF.
Где это применяется
Попробуйте STREAM в своём проекте
Бесплатная бета для Windows x64. Работает полностью офлайн с GeoTIFF, LAS/LAZ и DXF.
Скачать STREAM бесплатно