terça-feira, 25 de março de 2014

QGIS plugin para a gestão da água

Fonte: Oslandia e Mundo Postgis

Oslandia (é uma empresa com foco em arquitetura Open Source GIS.). 
Lançou um novo plugin para o quadro de processamento QGIS, permitindo a simulação de rede de distribuição de água . Ele integra o opensource EPANET software de simulação. EPANET redes de distribuição de modelos de água. É um software de simulação de domínio público amplamente utilizadao desenvolvido pela Agência de Proteção Ambiental dos EUA.
Simulação hidráulica é usado para entender rede de distribuição de distribuição de água, para prever o impacto de alterações da rede, para dimensionar os elementos de rede ou estudar cenários extremos de casos (por exemplo, demanda importante para o combate a incêndios, tubos de rupturas, interrupção no fornecimento).
QGIS fornece uma interface gráfica do usuário que pode ser usado para importar / editar / exportação elementos do modelo hidráulico e parâmetros de simulação a partir de várias fontes, simulação de lançamento e visualizar os resultados diretamente dentro QGIS.

Modelo hidráulico
Um modelo hidráulico consiste de junções (Point) e tubos (cadeia de linha), juntamente com vários outros elementos, como tanques , bombas e válvulas . Esses elementos podem ser armazenados como características de uma base de dados espacialmente habilitado. Atributos recursos podem ser simples (por exemplo, diâmetro do tubo) ou complexos (por exemplo, bombas de curvas características ou o consumo de água). Atributos complexos são armazenados por meio de uma chave estrangeira em outras tabelas alfanuméricos.
Este é o tipo de QGIS dados é projetado para lidar. É possível importar / exportar-los de / para uma variedade de fontes e também mostrar e editá-los.

Parâmetros de simulação
Parâmetros e opções (por exemplo, passo o tempo de simulação ou de precisão) de simulação são pares de valores-chave. Os valores podem ser armazenados numa tabela que as colunas são as teclas. Cada conjunto de parâmetros de simulação é, então, um registro nesta tabela. Este tipo de tabela pode ser carregada em QGIS como uma camada de vetor sem geometria.

Integração no âmbito de processamento
Uma vez que o modelo de simulação e parâmetros hidráulicos são carregados no QGIS, a simulação pode ser lançado através do Processamento de caixa de ferramentas. O plug-in usa a interface de linha de comando independente do EPANET (CLI), que caminho deve ser especificado em Opções de processamento e configuração.

O plugin monta um arquivo de entrada EPANET, corre EPANET e analisa sua produção para gerar camadas de resultados.
Um aspecto interessante, com os módulos de processamento é que eles podem ser usados ​​para processamento de cadeia linear: o utilizador pode usar outros módulos para fazer transformações adicionais de resultados de simulação, como alimentá-los para outro modelo de simulação.


Visualização de resultados
Os resultados da simulação são a pressão da água e velocidade em todos os pontos da rede, juntamente com o estado de elementos de rede (por exemplo, o volume em tanques, o poder de bombas) para todas as etapas de tempo de simulação. Isto representa uma enorme quantidade de dados que normalmente são exibidos como tempo-parcelas ou como mapa-parcelas de dados em tempo agregadas (por exemplo max e min durante a simulação).

Resultados de particular interesse são os seguintes:

tempo-parcelas de:
  • o volume em reservatórios
  • fluir nas bombas
  • pressão nos tubos e nas junções
mapa-parcelas de:
  • baixa velocidade (estagnação)
  • alta e baixa pressão (risco de quebra, o consumidor infeliz)
  • falta de variação do nível dos reservatórios (estagnação)
  • reservatório vazio
  • reservatório de estouro
  • pressão anormal (típico de erro na altura de um nó no modelo)
  • direção do fluxo

QGIS é naturalmente adequado para mapa-parcelas. Resultados da simulação de agregação de tempo são automaticamente unidos para mapear as camadas quando a tabela de resultado é adicionado ao mapa. Simbologia baseada em regras é usado para destacar as zonas de interesse (por exemplo, a velocidade da água baixa ou reservatórios vazios).

O matplotlib biblioteca oferece facilidades de plotagem 2D em python e QGIS fornece um amplo conjunto de ferramentas de seleção (no mapa ou em tabelas). O plugin tempo-enredo botão parcelas o valor apropriado, dependendo do tipo selecionado característica (por exemplo, nível de água para os tanques, a pressão para junções).