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Zwischenbericht Hydrologie - Januar 2015 TLDR • Fluxrouting funktioniert mit einfachen geneigten Flächen und mit kün- stlicher Geometrie. • als nächstes werde ich die Daten aus einem SICOPOLIS Lauf einlesen und mir die dazugehörigen Flüsse anschauen. • Der Algorithmus zum erstellen einer konkaven Hülle aus ‘beliebigen’ Punk- twol ken funktioniert grundsätzlich. • Für das Gebiet um den NEGIS werde ich ein bisschen mit To pographi egra- dienten und Fließlinien experimentieren Fluxrouting Der fluxrouting code funktioniert so weit. netcdf files, die einem entsprechenden Muster gehorchen, können direkt eingelesen und der dazugehörige Fluss bes- timmt werden. Einem bestimmten Muster gehorchen heißt, sie die enthaltenen Variablen müssen bestimmte Namen haben (surf für die Oberfläche, melt für die Schmelzraten etc). Automatisch danach zu suchen will ich demnächst einbauen (cfconventions.org ). Der Aufruf ist im Moment so: usag e: hydr o <geom etry > <outp ut> [-m< metho d>] [-s< suppl y>] <geo metr y> is the input geometr y (netcdf) <ou tpu t> is the output fil e (ne tcd f) OPTIONS: -m use fluxrouting met hod 1: war ner , 2: quinn, 3: tar bot on -s use constant supply of <supply> mm per year we at all grid points (thi s overwrites the supp ly field in <geom etry >) Code Der Code für das Fluxr out ing ist so zu bekommen: (ic h hoff e, ich habe die Berechtigungen richtig gesetzt) git clone ssh://USERNA [email protected]. de:/home/glas 1/sbeyer/libh ydro.git Die ‘Daten’ und Skripte für das Plotten liegen in testdata 1
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Zwischenbericht Hydrologie - Januar 2015
TLDR
• Fluxrouting funktioniert mit einfachen geneigten Flächen und mit kün-stlicher Geometrie.
• als nächstes werde ich die Daten aus einem SICOPOLIS Lauf einlesen undmir die dazugehörigen Flüsse anschauen.
• Der Algorithmus zum erstellen einer konkaven Hülle aus ‘beliebigen’ Punk-twolken funktioniert grundsätzlich.
• Für das Gebiet um den NEGIS werde ich ein bisschen mit Topographiegra-dienten und Fließlinien experimentieren
Fluxrouting
Der fluxrouting code funktioniert so weit. netcdf files, die einem entsprechendenMuster gehorchen, können direkt eingelesen und der dazugehörige Fluss bes-timmt werden. Einem bestimmten Muster gehorchen heißt, sie die enthaltenenVariablen müssen bestimmte Namen haben (surf für die Oberfläche, melt für dieSchmelzraten etc). Automatisch danach zu suchen will ich demnächst einbauen(cfconventions.org). Der Aufruf ist im Moment so:
usage: hydro <geometry> <output> [-m<method>] [-s<supply>]
<geometry> is the input geometry (netcdf)
<output> is the output file (netcdf)
OPTIONS:
-m use fluxrouting method 1: warner, 2: quinn, 3: tarboton
-s use constant supply of <supply> mm per year we at all grid points
(this overwrites the supply field in <geometry>)
Code
Der Code für das Fluxrouting ist so zu bekommen: (ich hoffe, ich habe dieBerechtigungen richtig gesetzt)
git clone ssh://[email protected]:/home/glas1/sbeyer/libhydro.git
Die ‘Daten’ und Skripte für das Plotten liegen in testdata
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Planes
Zunächst einfach geneigte Flächen, um darauf die verschiedenen Verfahren(Warner, Quinn, Tarboton) zu vergleichen. (Tarboton ist noch nicht eingebaut)
Figure 1: Planes - oben warner, unten quinn
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Künstliche Geometrien Ergebnisse
Figure 4: Flux: avalon
Die Werte sind ziemlich banane, weil ich einfach auf nem 250 Meter langenQuadrat viel zu große Schmelzraten verwende (1m/s oder so?), aber so generell. . .
Bei dem Gebirge, was keine Inse ist, wundert es mich, dass das routing überhauptgelaufen ist, weil es eigentlich einen Check gibt, der nach lokalen Minima suchtund entsprechend abbricht. Das Auffüllen der Senken hat da scheinbar nichtkomplett funktioniert.
TODOS
• Grönland Daten testen (Output von SICOPOLIS)
• automatisches Erkennen der Variables in NetCDF files
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Figure 5: Flux: avalon
• NetCDF Variablen entsprechend der Konventionen (wie in PISM) benennen
• SI Einheiten in NetCDF files und in hydro
• Tarboton einbauen
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Figure 6: Flux: foggymountains
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Figure 7: Flux: foggymountains
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Ice Divides
Für das Bestimmen des Wasserflusses in z.B. die Fjorde, ist es wichtig, dieDrainagegebiete und damit die ice divides zu kennen. Um diese automatischbestimmen zu können, experimentiere ich grade mit Gradienten, Fließlinien etc.Ein Ansatz ist, in einem Gebiet Fließlinien zu berechnen und dann jeweils dieStartpunkte, bzw. die Gitterzellen mit hoher Fließliniendichte zu bestimmen.Diese bilden (nach unserer Vorstellung) dann die Ränder des Drainagegebiets,da Fließlinien nie eine ice divide kreuzen.
Da wir aber auch innerhalb eines Gebiets hohe Fließliniendichten erhalten könnenund außerdem die resultierenden Punkte nicht geordnet sind, benötigen wiraußerdem eine Methode, um diese zu sinnvollen Polygonen zusammenzufügen.
Dieser zweite Teil, der Algorithmus zur Erstellung einer konkaven Hülle aus einer
(nicht geordneten) Punktwolke funktioniert schon. Der Parameter zur Steuerungist die Anzahl der berücksichtigten nearest neigbors k.
Figure 8: concave hull: left: k=4, mid: k=50, right: k=100
TODOS
• Paper von Thomas zu Fließlinien etc. durchschauen
• Gradienten bestimmen
• Fließlinien berechnen
• Fließliniendichte
• am NEGIS?
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