MIKE21学习-第2章前处理

2数据前处理过程本章将介绍有关模型创建所需初始数据文件的前处理准备过程。本章将对以下与数据前处理过程相关的MIKE21工具的应用进行较为详细的介绍:1）TimeSeriesEditor（时间系列编辑器）2）ProfileSeriesEditor（剖面系列编辑器）3）GridSeriesEditor（网格系列编辑器）4）BathymetryEditor（地形图编辑器）2.1TimeSeriesEditor（时间系列）用于创建和编辑0型（*.dfs0/*.dt0）数据文件，该类数据文件给定某点处的某些条目（Item）随坐标轴（时间轴或相对条目轴）变化的情况。该类文件可以用来作为模型创建的输入条件，也可以是由模型计算结果通过后处理工具生成的结果文件。在后文中将对该类文件简称为TS文件。下面将对TS文件的相关命令操作进行介绍。新建TS文件单击“文件”菜单的“新建”命令，双击“TimeSeries”项打开左图的对话框，该对话框可以选择新建TS文件的方法，包括：空白TS，由ASCII文件（*.txt）导入，以及基于模板（Template）进行创建等。TS文件属性对话框（Properties）TS文件主题时间轴类型时间步长设定起始时刻时间步数条目设定：名称、类型、单位、位置等插入、添加、删除条目更改属性在图形区单击右键弹出菜单，选择Properties项，即可打开上页所示的TS文件属性对话框，对TS文件的各项属性进行更改和重新设定。计算器（Calculator）在Tool工具菜单中选择Calculator可以对TS的整个个条目列或在Subset对话框中设定条目子集后对其子集进行列的数值计算操作。插值（Interpolation）如左图所示，当所得数据不全时，如果需要补充缺失的数据，可以应用Tool中的Interpolation插值工具对其进行线性插值，在其对话框中需要设定插值范围、插值类型以及是否需要保留一定范围以上的空缺。图形显示（Graphics）通过Settings菜单下的Graphic命令可以对于图形中图线和数值点的相关属性（如颜色、标记、线型等）进行设定，以满足图形显示和图线区分的要求。将TS文件导出为ASCII文件选择文件菜单中的ExporttoASCII命令，可以将TS文件保存为*.txt的文本文件。左下图显示了TS数据在文本文件中的保存格式。其中的开头部分表明了TS文件中属性设置的各类参数值。由ASCII文件导入为TS文件与TS导出ASCII文件相对应，TS文件也可以由ASCII文件导入。在新建TS对话框中双击FromAsciiFile项，打开左图的对话框，在其中的File项中选择满足ASCII文件格式的*.txt文件后，则相关TS的各项信息就显示在对话框内，单击OK即可创建TS文件。2.2ProfileSeriesEditor（剖面系列）用于创建和编辑1型（*.dfs1/*.dt1）数据文件，该类数据文件给定某剖面（线）各网格点处的某些条目（Item）随时间变化的情况。该类文件可以用来作为模型创建的输入条件，也可以是由模型计算结果通过后处理工具生成的结果文件。后面简称其为PF文件。由于其中很多工具（如计算器、插值、图形显示、ASCII文件导入导出等）与TS文件类似，则在此不再进行介绍。属性对话框文件主题起始时刻坐标轴类型时间步长时间步数空间步长空间步数条目设定：名称、类型、单位等导航器（Navigation）点击Option菜单下的Navigation命令，打开导航器对话框，可以设置当前显示的情况，包括条目编号、时刻以及是否在当前时刻显示所有条目。2.3GridSeriesEditor（网格系列）用于创建和编辑2型（*.dfs2/*.dt2）数据文件，该类数据文件给定计算域各网格点处的某些条目（Item）随时间变化的情况。该类文件可以用来作为模型创建的输入条件（其中很重要的应用是创建地形文件用于模型计算中），也可以是由模型计算直接得到的结果文件。后面简称为GD文件。与TS和PF文件类型编辑器中类似的工具说明请参考前面介绍，此处略去。创建步骤：1在新建一个GridSeries文件时，将为用户提供一个4步骤的创建向导。第一步：选择GD维数第二步：设定地理信息第三步：设定坐标轴第四步：设定条目最后会出现一个确认框，供用户对前面的设定确认无误后，点击完成即可创建GD文件。创建步骤：2原点地理位置原点经纬度坐标工程所在UTM区域原点所在UTM区域及UTM坐标创建步骤：3时间轴属性设定：时间轴类型、起始时刻、时间步长、时间步数空间轴属性设定：X/Y方向空间步数、空间步长创建步骤：4设定条目属性：条目数目，名称，类型等网格选择工具当有些操作需要对整个网格中的某一部分区域进行操作时，需要事先对此进行选择。图中下拉条所示工具为：点选择，直线选择，多边形连线选择，矩形框选择以及相应的各种选择删除工具。区域数值操作该工具可以对整个网格区域或者是已选择区域进行以下操作：数值直接设定，加减运算，乘法运算。地形光滑处理当BathymetryEditor生成的初始地形文件不够光滑时，可以利用该工具进行多次地形光滑处理。其中要设定陆地代表值，光滑类型，光滑次数。插值插值区域设定周边值权重设定：距离N次方的倒数周边参考值查找类型参与插值的周边网格点的数目和区域边长调色板设定设定地形图的显示色阶，最多可以设定16级色阶。对于每一级别都需要设定该色阶作用的数值范围的上限值。要注意的是：如果自己设定了调色板，则所有时步内都采用此设定范围。因而当数值范围在不同量级间变化时，自己设定就可能导致某些时刻大部分或者所有值都显示为同一色阶的颜色。2.4BathymetryEditor（地形图）用来依照原始的海图文件，通过对一定水深值的设定和对陆地边界、等水深线的描绘，以及对模型计算区域的地理信息、计算网格等的设定，利用一定的工具命令实现海图的矢量化过程，从而生成可用于模型建立的初始地形文件（*.dt2）。后面将简称BathymetryEditor为BE。基本步骤1）新建一个BathymetryEditor文件，设定模型计算域所在的地理区域；2）设定背景Background，将其按照UTM坐标对应的形式反映在已建Bathymetry区域内；3）设定地形Bathymetry中的计算域框格、偏转角度和网格尺度等参数；4）利用相关工具进行海图的等深线、陆边界以及特征水深点等的绘描；5）对已绘海图进行插值处理后，导出为可直接用于模型创建的*.dt2地形文件。定义BE显示区域设定显示区域的原点位置，可由经纬度或UTM坐标给出设定显示区域大小设定显示区域原点所在UTM区域：UTMNumber＝取整[(经度+180)/6+1]Background设定点击WorkArea菜单下的BackgroundManagement命令，弹出其对话框，点击Import按钮后，在相关文件夹下选定*.bmp类型的海图文件作为背景文件。选定背景文件确定后，弹出如图对话框，此时需要对背景海图所代表的实际地理区域的UTM坐标范围进行设定。这种设定需要有足够的精度以保证其正确性。当海图只有经纬坐标时，可以在定义显示区域对话框中设定UTM区域及经纬坐标后转换到UTM坐标项，即可显示该经纬度坐标对应的UTM坐标值。显示背景图点击WorkArea菜单中的ShowBackgroundImages命令，可以将设定好的背景图显示在显示区域内，为后面的描图工作做好准备。设定Bathymetry点击WorkArea菜单中的BathymetryManagement命令，点击“新建”按钮，在Bathymetry区域设定对话框中，具体设定：计算域框格的原点位置，两向的网格尺寸、网格节点数，框格相对于正北方向的偏转角度以及陆地代表值。还可设定是否显示计算域边界或网格节点。缩放、描图工具栏介绍缩放显示工具网格线显示工具点选择工具平移拖放工具由背景导入工具点水深工具等深线工具陆地边界工具线上点添加工具线选择工具海图描绘——等深线点击WorkArea下的SetCurrentContourValue弹出左图对话框，点击New输入当前等深线的水深值，然后即可应用等深线工具分段描绘海图背景下的该值的等深线。为了提高精度和密集度，可将海图放大。海图描绘——陆地边界点击陆地边界工具按钮，沿陆地边界描绘陆地区域。应用该工具所形成的是封闭的区域，即在该区域范围内的所有网格节点都将被设定为高度值为陆地代表值的陆地节点。海图描绘——特征水深点应用点水深工具可以对特征水深点的水深值进行设定。海图描绘结果例海图描绘完成后的结果即类似于左图所显示的情况。描绘要注意的问题有：同一线上的点要尽量密集；在等深线交汇的地方每个网格节点范围内不能有两个以上的等深线点，即不同等深线距离不可过近。水深图插值打开Bathymetry管理器，选择要采用的Bathymetry设定，点击Interpolate按钮，在设定插值类型、方法及相关点数目后，点击OK进行插值处理，从而计算得到网格各个节点处的水深值。导出为*.dt2地形文件插值处理完成后，即可点击Export按钮，将插值后的海图描绘结果保存为可以在模型创建中应用的*.dt2类型的地形文件。导出的地形图文件显示例导出后的*.dt2文件显示结果即如左图所示。用户可以应用GridSeriesEditor对其进行进一步的处理完善，如对其进行光滑化处理，调整陆地边界的光滑度等以使其满足软件对于地形文件的各种要求。用户块要注意的是，由BE形成的地形数据文件自动包含了一个名为“M21_Misc”的有七个元素的用户块：1）第一个元素指方位角；2）第三个元素是一个标记，其值－900指数据文件包含地理信息；3）第四个元素指陆地代表值。在模型创建过程中作为地形文件的所有*.dt2或者*.dfs2文件都必须包含这样的块。