Oberflächenabflussberechnungsobjekt und Schritt-für-Schritt-Anleitung GeoCPM: Unterschied zwischen den Seiten

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=Ausgangssituation=


Ab Version 15 - INN wurde ein neues Objekt für die Einstellungen der Oberflächenabflussberechnung angelegt. Ziel dieser neuen Objekte ist die konsistente Einstellung der Berechnungsparamater für gekoppelte 2D-Oberflächenmodelle, sowie eine besser Datenverwaltung für die Berechnungsergebnisse. Dabei muss diese Datenverwaltung der vorherigen Berechnungen (älter V15) von 2D-Oberflächenmodelle in die neue Version transferiert werden. Hierzu wurde ein '''Wizard''' geschaffen, welcher die Daten nach ihren Vorgaben verschieben und an die Struktur der neuen Version 15 anpassen soll.
Das GeoCPM „Schritt-für-Schritt“ Dokument beschreibt die wichtigsten Funktionen und Vorgehensweisen, welche für eine erfolgreiche Berarbeitung von Projekten mit GeoCPM erforderlich sind. Das Beispielprojekt basiert auf einem fiktiven Fall aus dem Projektgebiet Flurstraße.


<div class="res-img">[[File:GeoCPM_V15_04.png|800px|center]]</div>
Bei der Schulung wird davon ausgegangen, dass die Teilnehmer über ausreichend Erfahrung mit dem Programmsystem ++SYSTEMS verfügen. Ansonsten wird hier auf die [[Schritt-für-Schritt-Anleitung Hydraulik]]verwiesen, um die nötigen Vorkenntnisse zu erlangen. Dieses Projekt baut auf das vorherige Projekt Flurstraße auf.
 
Die Ausgangssituation für das Schulungsprojekt kann jederzeit bei uns angefragt werden, hierzu einfach eine Mail oder einen Anruf an unseren Support.
 
 
<div class="res-img">[[File:GeoCPM_image001.png|600px|center]]</div>
<div class="center">Die Ausgangssituation ist ein rechenbares Kanalnetz aus dem Projektgebiet Flurstraße</div><br />
 
=Aktivieren des GeoCPM Moduls in den Projekteinstellungen=
 
Um das Modul GeoCPM nutzen zu können, muss es zuerst in den ++Systems-Einstellungen das Modul hinzugeschalten werden.
Dies kann zum einen über die Menüleiste oder dem Projektbaum erfolgen!
<div class="res-img">[[File:GeoCPM_image002.png|800px|center]]</div>
<div class="center">Projekteinstellungen: Aktivieren des Moduls GeoCPM</div><br />
 
=GeoCPM Toolboxen=
Für eine einfache und schnelle Bearbeitung der Projekte mit GeoCPM stehen Toolboxen für die einzelnen Funktionen zur Verfügung.
Die Toolboxen können über den Menüleiste '''Ansicht''' hinzugefügt werden. Dabei besteht für Sie die Möglichkeit diese Toolboxen individuell an das Interface anzupassen, um eine schnelle und komfortable Projektbearbeitung zu gewährleisten. Jede Funktion kann auch über das Kontextmenü im Projektbaum aufgerufen werden.
 
<div class="res-img">[[File:Toolboxen_Gesamt.png|800px|center]]</div>
<div class="center">Alle Toolboxen von GeoCPM</div><br />
 
Es besteht zudem die Möglichkeit die Toolboxen individuell anzupassen. Hierfür über die Menüleiste '''Ansicht''' die Konfiguration Toolboxen aufrufen.
 
<div class="res-img">[[File:Toolboxen_Konfiguration.png|600px|center]]</div>
<div class="center">Möglichkeit zur individuellen Konfiguration der Toolboxen</div><br />
 
=Aufbau des Geländemodells=
==Anlegen eines neuen GeoCPM-Geländemodells==
 
Um ein neues GeoCPM Geländemodell anzulegen, im Kontextmenü (rechte Maustaste auf Ordner Geländemodell im Projektbaum) auf Neu GeoCPM (ACHTUNG: auch die bereits aus KANAL++ bekannten Geländemodelle sind noch verfügbar). Zum Umbenennen einfach auf das neu erschienene Geländemodellobjekt (Surface_x) klicken, den Namen eingeben und mit ENTER bestätigen. Oder die Einstellungsoptionen über Doppelklick auf den Namen des jeweiligen Geländemodells aufrufen und einen gewünschten Namen übergeben.
 
<div class="res-img">[[File:GeoCPM_image004.png|600px|center]]</div>
<div class="center">Dialog zu den Allgemeinen Einstellung des neu angelegten Geländemodells</div><br />
 
==Einlesen und Auswählen der digitale vermessenen Höhenpunkte==
 
Einlesen und Auswählen der digital vermessenen Höhenpunkte
Die Höhenpunkte liegen sowohl als ASCII Datei mit Rechtswert, Hochwert, Höhe und Kategorie vor, als auch im SHAPE-Format.
<div class="res-img">[[File:Hydraulik_image025.png|200px|center]]</div>
<div class="center">Anlegen eines neuen P-Import-Export-Formates</div><br />
 
===Formatbeschreibung===
Die Formatbeschreibungen für die Punkte sind unter Auswertungen und Punkte zu finden. Aufruf des Kontextmenüs auf Punkte und Auswahl der Funktion '''Neu…''' Geben Sie nun, wie bei den Import/Export-Formaten üblich, die Beschreibung der Eingabedatei an.
 
<div class="res-img">[[File:Hydraulik_image027.png|600px|center]]</div>
<div class="center">Aufruf des Dialogs zur Formatbeschreibung für Geländepunkte</div><br />
 
Wählen Sie als erstes die ASCII Datei mit den Laserscandaten aus. Erstellen sie die Zuordnung Feldnamen zu Spaltenbreite und geben Sie den Namen des Import-Formates an. Bestätigen Sie mit OK.
 
===Einlesen der Punkte===
 
Geländepunkte werden immer in das gerade aktive Geländemodell eingelesen. Rufen Sie das Kontextmenü auf dem soeben angelegten Import-Export-Format auf. Die Aktion wird durch Import gestartet. Im Importdialog muss die richtige ASCII Datei ausgewählt werden und die Identifizierung angegeben werden. Beim Import kann bereits die Einschränkung auf einen rechteckigen Bereich erfolgen. Dazu die jeweiligen Grenzkoordinaten eingeben. Die Punkte können über die Angabe eines Offsets verschoben werden. Beispielsweise könnte der Meridianstreifen hinzugefügt bzw. entfernt werden.
 
<div class="res-img">[[File:Hydraulik_image029.png|600px|center]]</div>
<div class="center">Importieren der Geländepunkte</div><br />
 
Das Ergebnis wird wie folgt dargestellt:
 
<div class="res-img">[[File:GeoCPM_image003.png|600px|center]]</div>
<div class="center">Import von Geländepunkten mit Fläche 1 km² und der zugehörigen Meldung über den erfolgreichen Import</div><br />
 
===Darstellung der Punkte ändern===
Die Punktdarstellung und Farbgebung wird im Eigenschaftendialog des GeoCPM-Geländemodells konfiguriert. Der Eigenschaftendialog wird durch einen Doppelklick auf das GeoCPM-Geländemodell aufgerufen.
 
<div class="res-img">[[File:GeoCPM_image004-2.png|600px|center]]</div>
<div class="center">Eigenschaftsdialog des CeoCPM-Celändemodells</div><br />
 
Punkte werden in der gleichen Farbe wie die Triangulierungsdreiecke dargestellt. Farbänderung durch Klick auf den Farbbutton. Die Punktanzeige kann durch "Punkte zeigen" aktiviert bzw. deaktiviert werden. Weitere Anzeigeeinstellungen betreffen die Triangulierungsdreiecke, Höhenlinien, Farbverläufe und Ergebnisse. Weitere Optionen unter der Schaltfläche.
Nach dem Einlesen der Punkte wird '''nicht automatisch trianguliert''', es gibt daher noch keine Dreiecke.
 
===Kurze Erläuterung - Geländemodelldialog===
 
<div class="res-img">[[File:GeoCPM_V15_19.png|900px|center]]</div></br>
 
<div class="res-img">[[File:GeoCPM_V15_20.png|900px|center]]</div></br>
 
===Zuschneiden des Untersuchungsgebietes===
Das Digitale Geländemodell liegt in der Regel in 1x1 km² oder noch größeren Gebieten vor. Nicht alle hiervon überdeckten Bereiche müssen bzw. können hier untersucht werden. Deshalb besteht in GeoCPM die Möglichkeit einen Punktebereich auszuschneiden.
<br />
<p style="color: #B7117F">'''Wichtiger Hinweis:'''
Alle entfernten Punkte werden aus dem Projekt gelöscht, können aber bei Bedarf nachträglich wieder importiert werden.
</p>
 
<div class="res-img">[[File:GeoCPM_image006.png|600px|center]]</div>
<div class="center">Funktion - Punkte auswählen im Polygon</div><br />
 
Ziehen Sie das Polygon entlang des Bereiches den Sie untersuchen möchten auf. Das Polygon wird durch einen Doppelklick bzw. durch die Enter-Taste automatisch geschlossen. Punkte außerhalb des Polygons werden unwiderruflich gelöscht.
Bei Abschluss der Aktion mit gedrückter Strg-Taste werden die Punkte innerhalb des Polygons unwiderruflich gelöscht.
 
==Triangulieren==
Bisher besteht das Geländemodell nur aus einzelnen Punkten. Eine flächendeckende Aussage ist damit noch nicht möglich. Hierfür werden Oberflächenelemente benötigt, die alle Bereiche des Untersuchungsgebietes abdecken, dafür werden Dreiecke verwendet. Die Erzeugung dieser Dreiecke aus der Punktmenge erfolgt automatisch durch die so genannte Triangulierung. Die Funktion Triangulierung kann über verschiedenen Stellen im Programm aufgerufen werden (Kontextmenü, Buttons, in den Einstellung des Geländemodells).
Der einfachste Weg ist über den Button Triangulieren im Geländemodelldialog oder das ausführen der Funktion Triangulieren.
 
<div class="res-img">[[File:GeoCPM_image004-3.png|600px|center]]</div>
<div class="center">Ausführen der Triangulation</div><br />
 
<p style="color: #B7117F">'''Wichtiger Hinweis:'''
 
Vor jeder Triangulierung ist es sinnvoll das Geländemodell zu kopieren! Durch die Triangulation werden neue Strukutren angelegt, welche im nachhinein nur mit sehr viel Aufwand rückgängig gemacht werden können! Durch die vorher erstellte Kopie, kann jederzeit auf den Arbeitsschritt vorher zurückgegriffen werden! Diese Sicherung sollte vor jeder weiteren Triangulierung durchgeführt we</p>
 
<div class="res-img">[[File:GeoCPM_image007.png|800px|center]]</div>
<div class="center">Ergebnis der Triangulation</div><br />
 
==Definierte Modellgrenzen - Strukturelle Randbruchkante==
 
An den Randbereichen des Untersuchungsgebietes können Dreiecke entstehen, deren geometrisches Verhältnis zwischen Länge und Höhe extreme Werte und Strukturen aufweisen, sowie die Punkte in nichtrealistischer Weise verbinden.
<div class="res-img">[[File:GeoCPM_image008.png|600px|center]]</div>
<div class="center">Dreiecke mit ungünstiger Geometrie</div><br />
Dies kann durch Erstellen einer strukturellen Außengrenze mittels Bruchkante verhindert werden.
 
=== Neue Bruchkantenmenge - Grenze===
Anlegen eine neuen Bruchkantenmenge über das Kontextmenü (Rechtsklick auf den Projektpfad Bruchkanten) ''neue Bruchkantenmenge'' und einen prägenden Namen vergeben.
 
===Bruchkantenmenge mit Geländemodell verknüpfen===
Dem Geländemodell diese Bruchkantenmenge, vor dem anlegen der Bruchkanten selbst, zuweisen - erst dann ist das Ergebnis im jeweiligen Modell sichtbar. Aus diesem Geländemodell werden beim Digitalisieren die Höhen übernommen. Die Zuweisung erfolgt ganz einfach über den Geländemodelldialog:
 
<div class="res-img">[[File:GeoCPM_image004-4.png|600px|center]]</div>
<div class="center">Einfache Zuweisung durch Auswahl der Bruchkantenmenge im Geländemodelldailog</div><br />
 
===Digitalisieren des Bruchkantenpolygons===
Die Bruchkanten können manuell digitalisiert werden. Hierfür einfach in den Toolboxen die Funktion '''Bruckanten Digitalisierung''' nutzen und händisch die Projektgrenze abstecken. Der Startpunkt und alle Zwischenpunkte der Randbruchkante müssen innerhalb des Geländemodells liegen. Nach Setzen des Startpunkts öffnet sich der Einstellungsdialog.
 
<div class="res-img">[[File:GeoCPM_image009.png|600px|center]]</div>
<div class="center"> Startdialog neue Bruchkante</div><br />
 
Für strukturelle Bruchkanten die Bruchkantenhöhe 0 eingeben, für alle Teilstücke verwenden.
An den Bruchkantenpunkten wird die absolute Höhe im Gelände beschriftet, in der Mitte die relative Höhe der Bruchkante. Der Bruchkantenpfeil zeigt auf die höhere Seite. Beim Digitalisieren einer Bruchkante liegt die höhere Seite in Digitalisierungsrichtung rechts. Bei einer strukturellen Bruchkante, 0 Höhe, ist dies nicht relevant.
Den Polygonzug entlang den Rändern innerhalb des Geländemodells fortführen und wieder zum Ausgangspunkt zurückkehren (Fang). Danach mit der Enter-Taste abschließen.
 
<p style="color: #B7117F">'''Wichtiger Hinweis:'''
Der Polygonzug der Randbruchkante muss geschlossen sein. Erst danach mit der Enter-Taste abschließen!
Es ist empfohlen die DXF Datei oder die bereits vorhandene Gebäudepartition einzublenden um den Verlauf der späteren Gebäudebruchkanten zu sehen. Diese sollen entweder vollständig innerhalb oder außerhalb der Randbruchkante liegen und nicht durchschnitten werden. </p>
 
===Bruchkante unterteilen===
Ein Bruchkantensegment ist immer eine Kante eines Dreiecks und muss somit unterteilt werden. Für die Unterteilung soll eine dem Dreiecksraster angepasste Länge gewählt werden. Auch hier wiedre in der Toolbox Bruchkanten den Button ''unterteilen'' wählen.
 
<div class="res-img">[[File:GeoCPM_image010.png|500px|center]]</div>
<div class="center">Diaglog zum Bruchkanten unterteilen</div><br />
 
 
Es stehen verschiedene Ansatz für die Punkthöhenberechnung zur Verfügung:
*Lineare BK-Punkthöhe
*Höhe aus DGM
*lineare BK-Punkthöhe mit DGM-angepasster BK-Höhe
 
Für unterteilte Bruchkanten, Höhen aus dem Geländemodell übernehmen. Die Bruchkante wird daraufhin in gleichgroße Abschnitte unterteilt.
 
===Außenbereich von Triangulierung ausnehmen (Loch setzen)===
 
Ein sogenanntes Loch verhindert die Triangulierung von Bereichen, die nicht durch Bruchkanten isoliert sind. Somit erfolgt keine Triangulierung außerhalb der gesetzten Randbruchkante. Im Unterschied zum Zuschneiden der Punktmenge werden Punkte die in Verbindung mit einem Loch stehen nicht gelöscht, diese werden nur für die Triangulierung nicht herangezogen.
 
Die Funtkion '''Loch setzten''' einerseits über das Kontextmenü oder über die Toolbox!
Das Loch muss zwischen Außenbruchkante, aber noch innerhalb der Punktmenge gesetzt werden.
Den Button ''Loch setzen'' finden Sie wiederum in der Bruchkanten Toolbox.
 
Im Anschluss das Geländemodell aktualisieren.
 
<div class="res-img">[[File:GeoCPM_image011.png|700px|center]]</div>
<div class="center"> Ergebnis Loch Setzen</div><br />
 
<p style="color: #B7117F">'''Wichtiger Hinweis:'''
Sobald  eine  Bruchkantenmenge  dem  Geländemodell  zugeordnet  wurde,  sollte  vor  dem  aktualisieren  des  Geländemodells  eine
Sicherungskopie des ++SYSTEMS Projektes oder eine Kopie des Geländemodells angelegt werden. Beim  Aktualisieren  werden  die  Bruchkantenpunkte  fester  Bestandteil  des  Geländemodells. Nachträgliche Änderungen sind mit einem hohen Zeitaufwand verbunden!</p>
 
===Strukturbasierte Ausdünnung===
Punkte, die unmittelbar auf oder an der Bruchkante liegen, führen wieder zu Dreiecksstrukturen, welche für die 2D-Oberflächenberechnung ungünstig sind. Somit müssen Punkte, die näher als ein zu definierender Abstand zur Bruchkante liegen, entfernt werden. Dies erfolgt durch strukturbasierte Ausdünnung. Einen zur Bruchkantenlänge passenden Wert wählen (typisch: 0.5 m).
 
 
<div class="res-img">[[File:GeoCPM_image013.png|250px|center]]</div>
<div class="center"> Dialog zum ausdünnen der Punkte</div><br />
 
<div class="res-img">[[File:GeoCPM_image012.png|800px|center]]</div>
<div class="center"> Ergebnis der Strukturbasierte Ausdünnung - Vergleich zum unbearbeiteten Stand</div><br />
 
==Dreieckseigenschaften und Geländeverlauf==
===Dreieckseigenschaften===
Anzeige der Dreieckseigenschaften aus dem Kontextmenü des Geländemodells heraus oder mit dem Button der Toolbox Dreiecke.
 
Wählen Sie nun mit dem Cursor ein Dreieck aus und klicken Sie auf das Dreieck. Es erscheint der Dreiecksdialog.
<div class="res-img">[[File:GeoCPM_image014.png|600px|center]]</div>
<div class="center"> Eigenschaftsdialog der Dreiecke</div><br />
 
Der hydraulische Teil der Daten wird im OBerflächenabflussberechnungsobjekt (OBO) gespeichert - hier muss vor der Übergabe der Parameter (aus der Partition heraus) zuvor ein Berechnungsobjekt (OBO) angelegt worden sein!
 
<div class="res-img">[[File:GeoCPM_image014-2.png|600px|center]]</div>
<div class="center"> Eigenschaftsdialog der Dreiecke mit hydraulischen Parametern</div><br />
 
===Partition für die Dreiecksparameter anlegen===
Es wird empfohlen, die Eingabe der einzelnen Dreiecksparameter, wie Bodeneigenschaften und Rauigkeiten, nicht direkt an den Dreiecken vorzunehmen, da im Falle einer Neutriangulierung die Dreiecke neu erstellt werden und wieder Standardwerte haben. Daher sollten die Eigenschaften immer zuerst in einer Partition definiert werden, aus der sich dann die Werte für die Dreiecke im jeweiligen OBO und somit indirket über das Geländemodell übernehmen lassen. Als Basis für die Eigenschaften kann eine bestehende Partition dienen, die für eine Kanalnetzberechnung bereits erstellt wurde. Für die Erstellung dieser Partitionen, wird auf die [[Schritt-für-Schritt-Anleitung Hydraulik]] verwiesen.
 
Da die Parameter der Partition im Folgenden für die Berechnung in GeoCPM geändert werden, empfiehlt sich die Erstellung einer Kopie. Hier ist es natürlich sinnvoll, wenn die Partition bereits über Attribute sortierbar ist. In diesem Fall wurde die Partition anhand der Nutzungs- und dem Versiegelungsgrad über das Attribut OBTYP in Straßenfläche, Wohnfläche, Landwirtschaft... eingeteilt. Für jede Nutzungskategorie müssen im Anschluss die Oberflächeneigenschaften vergeben werden. Dazu eine Eigenschaftsliste nach Nutzungskategorie sortieren und alle Zeilen einer Kategorie selektieren.
 
Markierte Teileinzugsgebiete der aktiven Ebene ändern:
 
<div class="res-img">[[File:GeoCPM_image015.png|800px|center]]</div>
<div class="center"> Parameter zuweisen</div><br />
 
# Bodencharakteristik: Auswahl des Bodenaufbaus. Diese Werte wurden in der Tabelle „Bodenaufbau“ unter Hydraulikvarianten Schlüsselwerte definiert.
# GeoCPM Rauheiten in mm: Angabe der Oberflächenrauheit nach Colebrook-White Gleichung - die hier vorgestellten Werte wurden durch Vergleichs- und Plausibilitätsprüfungen ermittelt und bieten einen ersten Anhaltspunkt für die Berechnung. Die Rauheiten sind ein '''sehr''' wichtiger Parameter in der 2D Oberflächenberechnung und haben hohe Auswirkungen auf die Abflussscheitel, sowie die Geschwindigkeiten. Durch die fortschreitende Entwicklung und neu gewonnener Erfahrungswerte, werden diese Werte sich in Zukunft verändern und sollen nur einen Richtwert abbilden.
 
<div class="col d-flex justify-content-center">
<div class="card">
<div class="card-header"; style="background-color: #b50d7c;color: white;text-align: center">'''Angepasste Rauigkeiten für GeoCPM'''</div>
<div class="card-body">
 
 
<div class="res-img">[[File:GeoCPM_image048.png|800px|center]]</div>
 
</div></div></div>
Tabelle 1: Beispiel für Rauigkeiten für GeoCPM (Tendenziell hohe Rauheiten)
 
# GeoCPM: Dreiecke direkt beregnen. Standardmäßig ist direkt beregnen auf Dreiecken gesetzt. Über „Markierte ändern“ wahlweise abwählen (für Gebäudeflächen, die direkt DYNA zugeordnet sind). Bei direkter Beregnung von Gebäuden ohne Zuordnung zu DYNA muss die Randverteilung gesetzt werden. Für jede Nutzungsklasse mit individuellen Bodencharakteristika muss die Zuweisung von Parametern durchgeführt werden. Im Anschluss können die Attribute der Partition auf die Dreiecke übertragen werden. Versickerung, GeoCPM Rauheit, direkte Beregnung, Randverteilung.
 
===Übertragen der Parameter auf Modell===
Die hydraulischen Parameter werdne auf dem jeweiligen OBO gespeichert. Hierzu können die Daten aus der Partition in ein voher angelegtes OBO übernommen werden. Es werden die Daten der unter dem Schwerpunkt des Dreiecks liegenden Partitionsfläche übernommen.
Verwendet wird die zum Zeitpunkt der Aktion ausgewählte Partition! Dieser Schritt kann auch kurz vor der Berechnung automatisch ausgeführt werden!
 
<div class="res-img">[[File:GeoCPM_image017.png|400px|center]]</div>
<div class="center"> Zuweisen der hydraulischen Parameter auf die Dreiecke (über OBOs)</div><br />
 
Das Ergebnis kann über verschiedene Ansichtskonfigurationen und Einfärbungen überprüft werden - in der aktuellen Standard.kpp Datei stehen ihnen Beispiel zur Verfügung:
 
<div class="res-img">[[File:GeoCPM_image016.png|800px|center]]</div>  
<div class="center"> Kontrolle der übernahme von Partitionsdaten in das ausgewählte OBO über Farbkonfiguration - jede Farbe enstpricht einem untertschiedlichen Rauheitswert</div><br />
 
===Geländeverlauf===
Zur Anzeige des Geländeverlaufs wählen Sie bitte im Kontextmenü des Geländemodellobjektes die Funktion ''Geländeverlauf anzeigen nur Geländemodell'' oder den Button der Toolbox GeoCPM.
 
Klicken Sie nun mit dem Cursor auf den Anfangspunkt für den Geländeverlauf und danach auf den Endpunkt.
<div class="res-img">[[File:GeoCPM_image019.png|600px|center]]</div>
<div class="center"> Geländeverlauf mit Anfangspunkt und Endpunkt</div><br />
 
Der Geländeverlauf wird als Funktion vom Abstand vom Anfangspunkt (x-Achse) und der zugehörigen Geländehöhe (y-Achse) angezeigt.
<div class="res-img">[[File:GeoCPM_image018.png|600px|center]]</div>
<div class="center"> Geländeverlauf mit Anfangspunkt und Endpunkt im Lageplan</div><br />
 
==Bruchkanten==
Geländepunkte, die primär aus Laserscanbefliegungen stammen können keine senkrechten Strukturen transportieren, deshalb wurden hierfür die Bruchkanten eingefügt. Die Bruchkantenverwaltung finden Sie im Projektbaum direkt über den Geländemodellen.
Erstellen Sie eine neue Bruchkantenmenge „Hauptgebäude“.
 
Sie können beliebig viele Bruchkantenmengen (z.B. Grenze, Hauptgebäude, Nebengebäude, Gehwege, Mauer, etc.) anlegen. Diese erhalten allerdings erst Gültigkeit, wenn die Menge einem Geländemodell zugewiesen wurde. Mehrfachzuweisungen sind möglich. Die Zuweisungsfunktion finden Sie im Kontextmenü des Geländemodellobjekts.
 
<div class="res-img">[[File:GeoCPM_image004-4.png|600px|center]]</div>
<div class="center"> Bruchkantenmenge verwalten im jeweiligen Geländedialog</div><br />
Im Geländedialog können Sie nun die Bruchkantenmengen dem Geländemodell zuweisen.
 
 
<p style="color: #B7117F">'''Wichtiger Hinweis:'''
Bruchkanten werden im Übersichtsfenster nur dargestellt, wenn diese dem aktuell ausgewählten Geländemodell zugewiesen sind. Ansonsten sind diese nicht sichtbar.</p>
 
===Bruchkanten automatisch aus DXF-Grafik einlesen===
 
Bruchkanten können automatisch aus Flurkarten, Straßenkarten, etc. im DXF-Format und SHAPE-Format eingelesen werden.
Der DXF Importdialog:
<div class="res-img">[[File:GeoCPM_image021.png|500px|center]]</div>
<div class="center"> DXF-Importdialog für Bruchkanten</div><br />
 
Wählen Sie hier die DXF Datei mit den Bruchkanteninformationen aus. Danach die Layer in denen die Informationen abgelegt sind. Mehrfachauswahl ist mit der STRG-Taste wiederum möglich. Der Fangradius bestimmt, wann zwei Endpunkte von verschiedenen Bruchkanten aufeinander einrasten.
 
Der SHAPE Importdialog:
<div class="res-img">[[File:GeoCPM_image021-2.png|500px|center]]</div>
<div class="center"> DXF-Importdialog für Bruchkanten</div><br />
 
<div class="res-img">[[File:GeoCPM_image022.png|600px|center]]</div>
<div class="center"> Ergebnis des Import der Bruchkanten Gebäude</div><br />
 
Wichtig ist auch die Angabe der Bruchkantenhöhe und des Typs. Der orthogonale Pfeil zeigt immer auf die höher liegende Seite der jeweiligen Linie.
 
Die Bruchkante wird erst in das Modell vermascht - sobald eine neuerlichen Triangulierung ausgeführt wird. Deshalb ist
auch nach der Bearbeitung von Bruchkanten eine erneute Triangulierung nötig.
 
<div class="res-img">[[File:GeoCPM_image024.png|600px|center]]</div>
<div class="center"> Vergleich bei erneuerter Triangulierung mit Bruchkanten</div><br />
 
Um das Netzqualität gleichmäßig zu gestalten, muss im Vofeld (vor der Triangulation) die Bruchkante noch in gleichmäßige Abschnitte unterteilt werden. Dabei hängt die Länge der Unterteilung von der Punktdichte ab!
Ein Beispiel: Für ein pauschale Ausdünnung auf 1m² empfehlen wir eine Unterteilung der Bruchkante von 3-5m! Bei größeren Modellen sollte der Wert auch größer gewählt werden.
 
Bruchkanten, die nicht komplett innerhalb des Modellbereichs liegen, sollten gelöscht werden. Mittels Rechtsklick auf die Bruchkantenmenge kann die Markierungsvariante ausgewählt werden oder über den Button in der Bruchkanten Toolbox. Durch Aufziehen eines Polygons entlang der Modellgrenze können sämtliche Bruchkanten innerhalb des Geländemodells selektiert werden.
Um die benötigten Bruchkanten außerhalb des Modells zu wählen, „Markieren -* Komplement“ anklicken.Jetzt können die selektierten Bruchkanten gelöscht werden. Nach den getätigten Änderungen an der Bruchkantenstruktur muss wieder neu trianguliert werden.
 
===Beispiel: Bordstein als Bruchkante===
Bruchkanten können wie bereits erwähnt natürlich auch von Hand digitalisiert werden. In unserem Beispiel wird an einer abschüssigen Straße, deren Anwohner bereits mehrfach von Überflutungen betroffen waren, eine Borsteinkante modelliert. Dazu wird wieder eine neue Bruchkantenmenge erstellt. Siehe dazu [[Schritt-für-Schritt-Anleitung GeoCPM#Digitalisieren des Bruchkantenpolygons]].
 
Im Dialog „Bruchkantenhöhe“ die Höhe in Meter vergeben. Im Falle eines Bordsteins beispielsweise 0.1 Meter.
 
<div class="res-img">[[File:GeoCPM_image021-3.png|500px|center]]</div>
<div class="center"> Dialog Digitalisierung Bruchkante - mit Versatz</div><br />
 
Nach Bestätigung des Dialogs, kann die Bruchkante im Lageplan digitalisiert werden.


'''Was ist ein OBO?'''
<div class="res-img">[[File:GeoCPM_image023-2.png|800px|center]]</div>
* Zentrale Konfigurationsobjekt für die 2D-Oberflächenberechnung
<div class="center"> Dialog Bruchkantenhöhe</div><br />
* Speichern von hydraulischen Daten und Ergebnissen in den OBOs
* Eindeutige Ergebniszuweisung
* Verbesserte Datenstruktur


Die Bruchkantenhöhe wird immer rechts der erstellten Bruchkante gesetzt. Nach anlegen neuer Bruchkanten ist in den meisten Fällen auch eine Unterteilung der Bruchkante erforderlich (Empfehlenswert: Machen Sie eine Kopie vom Geländemodell - bevor Sie die Triangulation durchführen).
Mit der erneuten Triangulation wird die Bruchkante in das Modell übernommen, danach wie gewohnt wieder die strukturbasierte Ausdünnung vornehmen. Diese Ausdünnung betrifft immer alle mit dem Geländemodell verbundenen Bruchkantenmengen.


'''Welche Vorteile hat ein OBO?'''
==Ausdünnen==
* Übersichtliche Steuerung von gekoppelten Modellen in einem Dialog!
Bei der Ermittlung der Geländepunkte werden nicht die markanten Punkte aufgenommen sondern Punkte in einem verfahrensabhängigen Muster. Nicht alle diese Punkte werden für eine detaillierte Berechnung des Oberflächenabflusses benötigt. Deshalb ist in GeoCPM eine Vielzahl an Ausdünnungsalgorithmen integriert. Hierzu wurden bereits ein umfangreiches Webinare gehalten, welches eine gute Übersicht über die Thematik bietet: [[Optimierung_durch_Ausdünnung#Genauigkeit_von_Gel.C3.A4ndemodellen_-_Webinar_vom_03.05.2022|Genauigkeit von Geländemodellen & Tipps für die Modellierung]]
* Projektdatei (KPP) wird deutlich kleiner, da weniger Geländemodelle gespeichert werden!
* Verbesserter Workflow für die 2D-Oberflächenberechnung – weniger fehleranfällig!
* Eindeutige Ergebniszuweisung von gekoppelten Modellen – konsistente Datenverwaltung!


==Umwandlung in neue Datenstruktur - Wizard==
Der Aufruf der Ausdünnungsdialog über die Toolbox oder das Kontextmenü im Projektbaum:
Mit dem Wizard wurde von unserer Seite eine schnelle und automatische Lösung geschaffen, die "alten" Einstellungen und Berechnungsergebnisse in das neue Objekt und Verzeichnis zu übertragen:


<div class="res-img">[[File:GeoCPM_V15_01.png|400px|center]]</div>
<div class="res-img">[[File:GeoCPM_image013.png|300px|center]]</div>
<div class="center"> Konfigurationsdialog Ausdünnung</div><br />  


Dabei gibt es verschiedene Auswahlmöglichkeiten für die Erstellung dieser '''neuen''' Oberflächenabflussberechnungsobjekte (OBO). Im Folgenden finden Sie eine Erklärung für die einzelnen Einstellungsmöglichkeiten mit dem Wizard.
Im Beispiel wird der effektivste Ausdünnungsalgorithmus gewählt: '''Dreiecksbasierte Ausdünnung'''. Das Resultat sieht folgendermaßen aus.  


'''Ziel des Wizard:'''
<div class="res-img">[[File:GeoCPM image026.png|800px|center]]</div>
*Erzeugung der Objekte für die Oberflächenabflussberechnung (OBO)
<div class="center"> Konfigurationsdialog Ausdünnung</div><br />  
*Passt die Datenstruktur alter Berechnungsergebnisse an die neue der OBOs an:
**Erzeugt neuen Ordner
**Kopiert/verschiebt die vorherigen Ergebnisordner
*Kann jederzeit wieder aufgerufen werden!
<div class="res-img">[[File:GeoCPM_V15_05.png|400px|center]]</div>


===Möglichkeiten der automatischen Erzeugung von OBOs===
Wie bereits unter der Abbildung Zuweisen der Partitionsattribute an die Dreiecke geschildert, müssen nach erfolgten Strukturarbeiten, die Parameter für das Geländemodell wieder an die Dreiecke übertragen werden - dies erfolgt über die OBOs.
* '''Für alle GeoCPM Geländemodelle: ''' Für jedes Geländemodell wird ein Oberflächenabflussobjekt erzeugt. Unabhängig davon, ob dieses bereits berechnet wurde oder nicht!
* '''Für GeoCPM Geländemodelle mit bereits vorhandenen Simulationsergebnissen: ''' Wenn bereits Simulationsergebnisse aus früheren Berechnungen vorhanden sind, wird nur für die berechneten Geländemodelle ein Oberflächenabflussobjekt erzeugt!
* '''Keine Oberflächenabflussberechnungsobjekte automatisch erzeugen'''


<div class="res-img">[[File:GeoCPM_V15_06.png|1000px|center]]</div>
An dieser Stelle ist das bearbeitete Modell rechnungsfähig.


Zusätzlich zu der automatischen OBO-Erzeugung haben Sie für die bereits vorliegenden Ergebnisse aus früheren Berechnungen noch weitere Optionen diese in die neue Verzeichnisstruktur zu übertragen:
=Einstellungen für die Berechnung=
==Oberflächenabflussberechnungsobjekt (OBO)==
<div class="res-img">[[File:GeoCPM_V15_04.png|800px|center]]</div>


* '''in an OBO angepasste Verzeichnisse verschieben:''' Verschiebt alle Ergebnisse in die neue Verzeichnisstruktur (GeoCPM-Ergebnisse sind mit Versionen älter V15 nicht mehr aufrufbar)
'''Was ist ein OBO?'''
<div class="res-img">[[File:GeoCPM_V15_07.png|700px|center]]</div>
* Zentrale Konfigurationsobjekt für die 2D-Oberflächenberechnung
* Speichern von hydraulischen Daten und Ergebnissen in den OBOs
* Eindeutige Ergebniszuweisung
* Verbesserte Datenstruktur


* '''in an OBO angepasste Verzeichnisses kopieren:'''  kopiert alle Ergebnisse in die neue Verzeichnisstruktur, Ergebnisse sind immer noch im Projektordner vorhanden und können auch mit älteren Versionen geöffnet und visualisiert werden (Nachteil: Datenmenge verdoppelt sich aufgrund des Kopierens)
<div class="res-img">[[File:GeoCPM_V15_08.png|700px|center]]</div>


* '''Keine Aktion'''
Ab Version 15 - Inn werden folgende Punkte von den OBOs gesteuert:
*welche Parameter dem Geländemodell vor der Berechnung zugewiesen werden sollen
*Bei Bedarf: Koppelung der Kanalhydraulik
*die Art der Verknüpfung des Geländemodells – Kanalhydraulik (nach KLAS-Leitfaden)
*die Laufzeitsteuerung
*den Regen und die Art der Beregnung


== Dialog OBO==
<div class="res-img">[[File:GeoCPM_V15_10.png|800px|center]]</div>


Im neuen Dialog der OBOs werden alle Möglichkeiten der Abflussbildung auf einer Seite verwaltet! Auswahlbedingt werden weitere Einstelloptionen im Fenster freigeschaltet oder auch ausgegraut. Dies ermöglicht eine konsistente Eingabe der Laufzeit und der zu berechnenden Modellvariante.
===OBO Dialog===
Im Dialog der OBOs werden alle Möglichkeiten der Abflussbildung auf einer Seite verwaltet! Auswahlbedingt werden weitere Einstelloptionen im Fenster freigeschaltet oder auch ausgegraut. Dies ermöglicht eine konsistente Eingabe der Laufzeit und der zu berechnenden Modellvariante.
Wir orientieren uns an den KLAS-Leitfaden für Starkniederschläge der Hochschule Bremen, wobei Sie auch unter [[Berechnungsvarianten_für_Oberflächenmodelle|Berechnungsvarianten für Oberflächenmodelle]] eine erste Übersicht der möglichen Modellvarianten finden.
Wir orientieren uns an den KLAS-Leitfaden für Starkniederschläge der Hochschule Bremen, wobei Sie auch unter [[Berechnungsvarianten_für_Oberflächenmodelle|Berechnungsvarianten für Oberflächenmodelle]] eine erste Übersicht der möglichen Modellvarianten finden.


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==Berechnung starten==
Sind die Einstellungen für die Berechnung festgelegt worden (Modellvariante, Regen, Berechnungszeit), kann die Berechnung gestartet werden.


==Neuer Workflow==
Hierzu Beispiele für die Einstellung einer reinen 2D-Oberflächenberechnung (UNO) und einer gekoppelten Berechnung mit Kanalsystem (GEKO)
Bisher waren die Oberflächenparameter, der Berechnungsregen und die Ergebnisse fest verknüpft mit dem Geländemodell. Die Koppelung mit dem Kanalnetz erfolgte durch Auswahl in der Hydraulikvariante (DYNA-Variante). Um verschiedene Belastungen, Änderungen in den Oberflächenparametern und Koppelungen mit verschiedenen Kanalvariante simulieren zu können, musste in Versionen älter V15 das Geländemodell kopiert werden. Dieser Prozess war oftmals unübersichtlich, besonders bei der Berechnung von gekoppelten Zuständen (Oberfläche und Kanalnetz).
<div class="res-img">[[File:GeoCPM_V15_09.png|800px|center]]</div>


Ab Version 15 - Inn werden folgende Punkte von den OBOs gesteuert:
Rechtsklick auf das OBO und die Berechnung '''ausführen'''.
*welche Parameter dem Geländemodell vor der Berechnung zugewiesen werden sollen
 
*Bei Bedarf: Koppelung der Kanalhydraulik
<div class="res-img">[[File:GeoCPM_image031.png|300px|center]]</div>
*die Art der Verknüpfung des Geländemodells – Kanalhydraulik (nach KLAS-Leitfaden)
<div class="center"> Berechnungsstatus im Meldungsfenster</div><br />
*die Laufzeitsteuerung
 
*den Regen und die Art der Beregnung
Es wird im Projektordner ein Unterordner mit Namen des ++SYSTEMS Projekt angelegt - welche wiederum einen Ordner mit dem Namen der OBO enthält. Darin wird die GeoCPM.ein geschrieben und der Rechenkern GeoCPM.exe gestartet. Im Meldungsfenster und in einem Konsolenfenster werden der Status der Berechnung sowie eventuell auftretende Fehler und Warnungen ausgegeben - hier hängt es ab, ob eine gekopplte Berechnung durchgeführt wird (öffnet sich der normale DYNA-Screen) oder eine reine 2D-Oberflächenberechnung (Fortschritt über Console sichtbar) ausgeführt wird.
 
<div class="res-img">[[File:GeoCPM_image032.png|500px|center]]</div>
<div class="center"> Berechnungsstatus in der Console bei einer reinen 2D Oberflächenberechnung ohne Kanal</div><br />
 
==Berechnungsende==
Nach Berechnungsende werden die Ergebnisse für maximale Wasserspiegel auf den Dreiecken von ++SYSTEMS eingelesen und können visualisiert werden. In den Dreieckseigenschaften befindet sich nun der relative Wasserstand im Schwerpunkt sowie der absolute Wasserstand über NN. Im Berechnungsverzeichnis werden die Detailergebnisse in unterschiedlichen Dateien abgelegt. Es öffnet sich automatisch nach jeder Berechnung ein Grid für die Bilanzierung der Gesamtmengen für Dyna und GeoCPM.
 
<div class="res-img">[[File:GeoCPM_image033.png|600px|center]]</div>
<div class="center"> Beispiel einer GeoCPMInfo.aus Datei</div><br />
 
GeoCPMMax.aus beinhaltet die Dreiecksnummer mit seinem max. Wasserspiegel. In weiteren Dateien werden Ganglinien zu Füllstand, Durchfluss und Geschwindigkeit, je nach Berechnungseinstellungen, gespeichert.
 
<div class="res-img">[[File:GeoCPM_image034.png|400px|center]]</div>
<div class="center"> Wasserstand auf Dreieck</div><br />
 
 
 
===Geländemodell und Hydraulikvariante===
Bevor die Berechnung gestartet werden kann muss noch die Zuweisung zwischen Oberflächenmodell und Kanalnetzmodell (Hydraulikvariante) angegeben werden. Diese ist in der Hydraulikvariante untergebracht. Öffnen Sie im Projektbaum unter Auswertungen -‚ Hydraulische Berechnung -‚ Kanalnetzberechnung -‚ Hydraulikvarianten das Kontextmenü der Hydraulikvariante, die Sie mit einem Geländemodell verknüpfen möchten. Im Hydraulikdialog wechseln Sie bitte in den Reiter Transport. Unter GeoCPM können Sie das Geländemodell zuweisen.
 
<div class="res-img">[[File:GeoCPM_image042.png|600px|center]]</div>
<div class="center"> Transportreiter in Hydraulikvariante</div><br />
 
==Berechnung des Oberflächenabflusses==
Nach der Verknüpfung des Geländemodells und der Kanalnetzberechnung wird die Berechnung wie eine gewöhnliche Kanalnetzberechnung gestartet. Über Rechtsklick auf die jeweilige Hydraulikvariante im Projektbaum und Berechnung ausführen.
Alle weiteren Schritte der Berechnung werden vom System automatisch durchgeführt.
 
=Ergebnisdarstellung=
Die Darstellung der Berechnungsergebnisse hängt von der gewählten Farbkonfiguration ab. Für die farbliche Darstellung der Geschwindigkeitspfeile greift die gleiche GeoCPM Farbkonfiguration.
Wird hier nach Wasserstand eingefärbt greift diese Farbzuweisung an numerische Werte nun auch für die Geschwindigkeit in m/s
Die Einfärbung nach maximalem Wasserspiegel stellt einen Zustand dar der so nicht auftritt da die Maximalwerte zu verschiedenen Zeitpunkten auftreten.(Projektbaum:Ansicht:Farbkonfigurationen]. Hier besteht die Möglichkeit der Einfärbung nach dem Wasserstand über den Reiter GeoCPM zu steuern.
 
<div class="res-img">[[File:GeoCPM_image036.png|600px|center]]</div>
<div class="center"> Farbkonfiguration im Reiter GeoCPM</div><br />
Das Ergebnis der Einfärbung kann dann im Betrachtungsfenster kontrolliert werden. Wichtig hierfür ist, das in dem Gelänemodell auch der Hacken bei Einfärbung gesetzt ist.
 
<div class="res-img">[[File:GeoCPM_image038-1.png|600px|center]]</div>
<div class="center"> Ergebnis direkte Beregnung nach Einfärbung</div><br />
 
Im Einstellungsdialog des Geländemodelles unter Anzeige erweitert können die Geschwindigkeitspfeile konfiguriert werden.
<div class="res-img">[[File:GeoCPM_image037.png|300px|center]]</div>
<div class="center"> Dialog zum darstellen von Geschwindigkeitspfielen</div><br />
Die Pfeile beziehen sich daraufhin auf die selben Farbkonfiguration und die darin festgelgte Schritteweise des GeoCPM Wasserstandes.
<div class="res-img">[[File:GeoCPM_image038.png|600px|center]]</div>
<div class="center"> Ergebnisdarstellung mit Geschwindigkeiten</div><br />
 
===Zeitlicher Verlauf und Momentaufnahme===
Standardmäßig stehen nach einer GeoCPM Berechnung nur die maximalen Wasserspiegel in ++SYSTEMS zur Verfügung.
Über Berechnungsergebnisse anzeigen – Zeige Momentaufnahmen bzw. Lade Geschwindigkeiten werden diese Ergebnisdaten in ++SYSTEMS nachgeladen. Sind bei dieser Aktion Dreiecke markiert werden nur die Daten zu den markierten Dreiecken eingelesen. Nach einer Berechnung sind die gekoppelten Dreiecke markiert, also vor dieser Aktion alle Dreiecke demarkieren wenn die Daten für alle Dreiecke geladen werden sollen. Einmal geladen werden diese Daten persistent in ++SYSTEMS gespeichert und können mit „Momentaufnahmen und Geschwindigkeiten aus Projekt entfernen“ wieder entfernt werden, will man für die Darstellung wieder die Maximalwerte „Berechnungsergebnisse einlesen.“
 
 
<div class="res-img">[[File:ICON_GeoCPM_Momentaufnahme.png|center]]</div>
<div class="center"> Detailergebnisse laden</div><br />
 
Zeige Momentaufnahmen lädt für jedes Dreieck den Verlauf des Wasserstandes über den Simulationszeitraum. Damit ist es jetzt möglich die Wasserspiegel zu jedem Zeitpunkt darzustellen. Vor dem Laden den Bildschirmausschnitt auf den gewünschten Bereich zoomen da der folgende Steuerungsdialog modal ist und keine anderen Aktionen möglich sind.
<div class="res-img">[[File:GeoCPM_image045.png|500px|center]]</div>
<div class="center"> Zeige Momentaufnahmen</div><br />
Hier lässt sich die Darstellung für den gewünschten Simulationszeitpunkt einstellen.
 
===Video erstellen===
Im Dialog der Momentaufnahme kann über den Zeitraum auch ein Video erstellt werden um die Abflussvorgänge darzustellen.
Über Video kann der Ablauf der Simulation aufgezeichnet werden.
<div class="res-img">[[File:GeoCPM_image039.png|250px|center]]</div>
<div class="center"> Dialog Video erstellen</div><br />
Es können sowohl die Zeitschritte als auch das Format (MPG oder AVI) ausgewählt werden.
Das Video wird mit Screenshots im jeweiligen Projektpfad mit einem Ordner ''video'' gespeichert.
 
<div class="res-img">[[File:Video_Flurstraße.mp4|600px|center]]</div>
<div class="center"> Ergebnis Video mit Zeitschritt 1 Minute</div><br />
 
===Kurvenverläufe===
Die Funktionen zur Darstellung der hydraulischen Ergebnisse finden Sie im Kontextmenü des Geländemodells unter Berechnungsergebnisse anzeigen oder über die Toolbox Ergebnisse.
 
*Durchflusskurven
*Geschwindigkeitskurven
*Höhenstandskurven
*Volumen markierter Dreiecke
 
Wählen Sie die Art der Hydraulikkurve, die Sie darstellen möchten.
ACHTUNG: es sind nur Hydraulikkurven vorhanden, die Sie zuvor in der Berechnungskonfiguration zur Aufzeichnung angegeben haben.
Klicken Sie auf ein beliebiges Element um die Kurve dargestellt zu bekommen.
 
Über den Bereich, wo der Durchfluss angezeigt werden solll, wird eine Linie mit Anfangs- und Endknoten gezogen.
<div class="res-img">[[File:GeoCPM_image043-1.png|500px|center]]</div>
<div class="center"> Wasserstandskurve von Element 62709</div><br />
 
Der Algorithmus geht hier den kürzesten Weg von Anfang- und Ende und summiert alle Abflusskurven der jeweiligen Dreieckskanten auf.
 
<div class="res-img">[[File:GeoCPM_image043.png|500px|center]]</div>
<div class="center"> Ergebnis für die Durchflusskurve 62709</div><br />
</div>
 
=Erweiterte Einstellungsmöglichkeiten=
 
==Quellen und Senken==
Im Allgemeinen dienen in einer GeoCPM Berechnung, aus Sicht des Geländemodells, die Kanalschächte, Regeneinläufe und Ähnliches als Wasserzufuhr (Quellen) bzw. als Wasserauslauf (Senken). Die Mengen ergeben sich bei diesen Elementen aus der Berechnung.
Zusätzlich haben Sie aber auch die Möglichkeit selbst Quellen und Senken zu definieren und mit einer Ganglinie zu versehen. Diese hängt dann nicht mehr von den Berechnungsergebnissen ab und kann individuell konfiguriert werden.
===Konfigurationsdialog Quellen / Senken===
Bei der Konfiguration ist zu beachten, dass eine Zu- bzw. Abflusskurve angegeben wird. Die Kurven können in ++SYSTEMS unter Zeitreihen-> Kennlinien -> Kurven angelegt werden.
 
<div class="res-img">[[File:GeoCPM_image027.png|400px|center]]</div>
<div class="center"> Definition der Kennlinie einer Senke, in diesem Fall eine Tiefgarage</div><br />
 
Im Beispiel wird eine Tiefgarage im Modellgebiet als Senke mit begrenzter Wasseraufnahme definiert.
Unter Punktfolge kann die Wasseraufnahme im zeitlichen Verlauf definiert werden: X definiert den Zeitpunkt in Sekunden, Y die Aufnahme in Liter pro Sekunde. Im Beispiel würden ab Sekunde 120, 30 Liter pro Sekunde von der Senke aufgenommen. Von Sekunde 180 bis 240 sind wären es 20 Liter pro Sekunde. Ab Sekunde 240 wird kein Wasser mehr aufgenommen. Werden die Y Werte negative definiert (wie im Beispiel) wird eine Senke modelliert. Im Falle von positiven Werten kann eine Quelle erstellt werden.


<div class="res-img">[[File:GeoCPM_V15_10.png|800px|center]]</div>
===Setzen einer Quelle / Senke===
Eine Quelle wird über das Kontextmenü des Projektbaums wie folgt gesetzt.
<div class="res-img">[[File:GeoCPM_image028.png|800px|center]]</div>
<div class="center"> Setzen einer Quelle/Senke</div><br />  


Durch diese Erneuerung ergibt sich insgesamt auch ein neuer Workflow. Dieser ist in Praxisbeispielen und in den Anleitungen im Detail beschrieben.
Beim setzen der Quelle öffnet sich daraufhin der Dialog für Quellen/Senken. Hier können Name, Lage und die Zuflüsse/Abflüsse angegeben werden. Die Abflüsse entsprechen den voher angelegten Kurven.


<div class="res-img">[[File:GeoCPM_V15_11.png|600px|center]]</div>
<div class="res-img">[[File:GeoCPM_image029.png|300px|center]]</div>
<div class="center"> Setzen einer Quelle/Senke</div><br />
Im Beispiel besitzt die Tiefgarage eine Aufnahemkapazität von 4000m³. Quellen und Senken werden als grünes Dreieck im Geländemodell dargestellt.
<div class="res-img">[[File:GeoCPM_image030.png|300px|center]]</div>
<div class="center"> Darstellung Quelle/Senke im Geländemodell</div><br />

Version vom 31. Oktober 2023, 22:16 Uhr

Ausgangssituation

Das GeoCPM „Schritt-für-Schritt“ Dokument beschreibt die wichtigsten Funktionen und Vorgehensweisen, welche für eine erfolgreiche Berarbeitung von Projekten mit GeoCPM erforderlich sind. Das Beispielprojekt basiert auf einem fiktiven Fall aus dem Projektgebiet Flurstraße.

Bei der Schulung wird davon ausgegangen, dass die Teilnehmer über ausreichend Erfahrung mit dem Programmsystem ++SYSTEMS verfügen. Ansonsten wird hier auf die Schritt-für-Schritt-Anleitung Hydraulikverwiesen, um die nötigen Vorkenntnisse zu erlangen. Dieses Projekt baut auf das vorherige Projekt Flurstraße auf.

Die Ausgangssituation für das Schulungsprojekt kann jederzeit bei uns angefragt werden, hierzu einfach eine Mail oder einen Anruf an unseren Support.


Die Ausgangssituation ist ein rechenbares Kanalnetz aus dem Projektgebiet Flurstraße

Aktivieren des GeoCPM Moduls in den Projekteinstellungen

Um das Modul GeoCPM nutzen zu können, muss es zuerst in den ++Systems-Einstellungen das Modul hinzugeschalten werden. Dies kann zum einen über die Menüleiste oder dem Projektbaum erfolgen!

Projekteinstellungen: Aktivieren des Moduls GeoCPM

GeoCPM Toolboxen

Für eine einfache und schnelle Bearbeitung der Projekte mit GeoCPM stehen Toolboxen für die einzelnen Funktionen zur Verfügung. Die Toolboxen können über den Menüleiste Ansicht hinzugefügt werden. Dabei besteht für Sie die Möglichkeit diese Toolboxen individuell an das Interface anzupassen, um eine schnelle und komfortable Projektbearbeitung zu gewährleisten. Jede Funktion kann auch über das Kontextmenü im Projektbaum aufgerufen werden.

Alle Toolboxen von GeoCPM

Es besteht zudem die Möglichkeit die Toolboxen individuell anzupassen. Hierfür über die Menüleiste Ansicht die Konfiguration Toolboxen aufrufen.

Möglichkeit zur individuellen Konfiguration der Toolboxen

Aufbau des Geländemodells

Anlegen eines neuen GeoCPM-Geländemodells

Um ein neues GeoCPM Geländemodell anzulegen, im Kontextmenü (rechte Maustaste auf Ordner Geländemodell im Projektbaum) auf Neu GeoCPM (ACHTUNG: auch die bereits aus KANAL++ bekannten Geländemodelle sind noch verfügbar). Zum Umbenennen einfach auf das neu erschienene Geländemodellobjekt (Surface_x) klicken, den Namen eingeben und mit ENTER bestätigen. Oder die Einstellungsoptionen über Doppelklick auf den Namen des jeweiligen Geländemodells aufrufen und einen gewünschten Namen übergeben.

Datei:GeoCPM image004.png
Dialog zu den Allgemeinen Einstellung des neu angelegten Geländemodells

Einlesen und Auswählen der digitale vermessenen Höhenpunkte

Einlesen und Auswählen der digital vermessenen Höhenpunkte Die Höhenpunkte liegen sowohl als ASCII Datei mit Rechtswert, Hochwert, Höhe und Kategorie vor, als auch im SHAPE-Format.

Anlegen eines neuen P-Import-Export-Formates

Formatbeschreibung

Die Formatbeschreibungen für die Punkte sind unter Auswertungen und Punkte zu finden. Aufruf des Kontextmenüs auf Punkte und Auswahl der Funktion Neu… Geben Sie nun, wie bei den Import/Export-Formaten üblich, die Beschreibung der Eingabedatei an.

Aufruf des Dialogs zur Formatbeschreibung für Geländepunkte

Wählen Sie als erstes die ASCII Datei mit den Laserscandaten aus. Erstellen sie die Zuordnung Feldnamen zu Spaltenbreite und geben Sie den Namen des Import-Formates an. Bestätigen Sie mit OK.

Einlesen der Punkte

Geländepunkte werden immer in das gerade aktive Geländemodell eingelesen. Rufen Sie das Kontextmenü auf dem soeben angelegten Import-Export-Format auf. Die Aktion wird durch Import gestartet. Im Importdialog muss die richtige ASCII Datei ausgewählt werden und die Identifizierung angegeben werden. Beim Import kann bereits die Einschränkung auf einen rechteckigen Bereich erfolgen. Dazu die jeweiligen Grenzkoordinaten eingeben. Die Punkte können über die Angabe eines Offsets verschoben werden. Beispielsweise könnte der Meridianstreifen hinzugefügt bzw. entfernt werden.

Datei:Hydraulik image029.png
Importieren der Geländepunkte

Das Ergebnis wird wie folgt dargestellt:

Import von Geländepunkten mit Fläche 1 km² und der zugehörigen Meldung über den erfolgreichen Import

Darstellung der Punkte ändern

Die Punktdarstellung und Farbgebung wird im Eigenschaftendialog des GeoCPM-Geländemodells konfiguriert. Der Eigenschaftendialog wird durch einen Doppelklick auf das GeoCPM-Geländemodell aufgerufen.

Eigenschaftsdialog des CeoCPM-Celändemodells

Punkte werden in der gleichen Farbe wie die Triangulierungsdreiecke dargestellt. Farbänderung durch Klick auf den Farbbutton. Die Punktanzeige kann durch "Punkte zeigen" aktiviert bzw. deaktiviert werden. Weitere Anzeigeeinstellungen betreffen die Triangulierungsdreiecke, Höhenlinien, Farbverläufe und Ergebnisse. Weitere Optionen unter der Schaltfläche. Nach dem Einlesen der Punkte wird nicht automatisch trianguliert, es gibt daher noch keine Dreiecke.

Kurze Erläuterung - Geländemodelldialog



Zuschneiden des Untersuchungsgebietes

Das Digitale Geländemodell liegt in der Regel in 1x1 km² oder noch größeren Gebieten vor. Nicht alle hiervon überdeckten Bereiche müssen bzw. können hier untersucht werden. Deshalb besteht in GeoCPM die Möglichkeit einen Punktebereich auszuschneiden.

Wichtiger Hinweis: Alle entfernten Punkte werden aus dem Projekt gelöscht, können aber bei Bedarf nachträglich wieder importiert werden.

Funktion - Punkte auswählen im Polygon

Ziehen Sie das Polygon entlang des Bereiches den Sie untersuchen möchten auf. Das Polygon wird durch einen Doppelklick bzw. durch die Enter-Taste automatisch geschlossen. Punkte außerhalb des Polygons werden unwiderruflich gelöscht. Bei Abschluss der Aktion mit gedrückter Strg-Taste werden die Punkte innerhalb des Polygons unwiderruflich gelöscht.

Triangulieren

Bisher besteht das Geländemodell nur aus einzelnen Punkten. Eine flächendeckende Aussage ist damit noch nicht möglich. Hierfür werden Oberflächenelemente benötigt, die alle Bereiche des Untersuchungsgebietes abdecken, dafür werden Dreiecke verwendet. Die Erzeugung dieser Dreiecke aus der Punktmenge erfolgt automatisch durch die so genannte Triangulierung. Die Funktion Triangulierung kann über verschiedenen Stellen im Programm aufgerufen werden (Kontextmenü, Buttons, in den Einstellung des Geländemodells). Der einfachste Weg ist über den Button Triangulieren im Geländemodelldialog oder das ausführen der Funktion Triangulieren.

Ausführen der Triangulation

Wichtiger Hinweis: Vor jeder Triangulierung ist es sinnvoll das Geländemodell zu kopieren! Durch die Triangulation werden neue Strukutren angelegt, welche im nachhinein nur mit sehr viel Aufwand rückgängig gemacht werden können! Durch die vorher erstellte Kopie, kann jederzeit auf den Arbeitsschritt vorher zurückgegriffen werden! Diese Sicherung sollte vor jeder weiteren Triangulierung durchgeführt we

Ergebnis der Triangulation

Definierte Modellgrenzen - Strukturelle Randbruchkante

An den Randbereichen des Untersuchungsgebietes können Dreiecke entstehen, deren geometrisches Verhältnis zwischen Länge und Höhe extreme Werte und Strukturen aufweisen, sowie die Punkte in nichtrealistischer Weise verbinden.

Dreiecke mit ungünstiger Geometrie

Dies kann durch Erstellen einer strukturellen Außengrenze mittels Bruchkante verhindert werden.

Neue Bruchkantenmenge - Grenze

Anlegen eine neuen Bruchkantenmenge über das Kontextmenü (Rechtsklick auf den Projektpfad Bruchkanten) neue Bruchkantenmenge und einen prägenden Namen vergeben.

Bruchkantenmenge mit Geländemodell verknüpfen

Dem Geländemodell diese Bruchkantenmenge, vor dem anlegen der Bruchkanten selbst, zuweisen - erst dann ist das Ergebnis im jeweiligen Modell sichtbar. Aus diesem Geländemodell werden beim Digitalisieren die Höhen übernommen. Die Zuweisung erfolgt ganz einfach über den Geländemodelldialog:

Einfache Zuweisung durch Auswahl der Bruchkantenmenge im Geländemodelldailog

Digitalisieren des Bruchkantenpolygons

Die Bruchkanten können manuell digitalisiert werden. Hierfür einfach in den Toolboxen die Funktion Bruckanten Digitalisierung nutzen und händisch die Projektgrenze abstecken. Der Startpunkt und alle Zwischenpunkte der Randbruchkante müssen innerhalb des Geländemodells liegen. Nach Setzen des Startpunkts öffnet sich der Einstellungsdialog.

Startdialog neue Bruchkante

Für strukturelle Bruchkanten die Bruchkantenhöhe 0 eingeben, für alle Teilstücke verwenden. An den Bruchkantenpunkten wird die absolute Höhe im Gelände beschriftet, in der Mitte die relative Höhe der Bruchkante. Der Bruchkantenpfeil zeigt auf die höhere Seite. Beim Digitalisieren einer Bruchkante liegt die höhere Seite in Digitalisierungsrichtung rechts. Bei einer strukturellen Bruchkante, 0 Höhe, ist dies nicht relevant. Den Polygonzug entlang den Rändern innerhalb des Geländemodells fortführen und wieder zum Ausgangspunkt zurückkehren (Fang). Danach mit der Enter-Taste abschließen.

Wichtiger Hinweis: Der Polygonzug der Randbruchkante muss geschlossen sein. Erst danach mit der Enter-Taste abschließen! Es ist empfohlen die DXF Datei oder die bereits vorhandene Gebäudepartition einzublenden um den Verlauf der späteren Gebäudebruchkanten zu sehen. Diese sollen entweder vollständig innerhalb oder außerhalb der Randbruchkante liegen und nicht durchschnitten werden.

Bruchkante unterteilen

Ein Bruchkantensegment ist immer eine Kante eines Dreiecks und muss somit unterteilt werden. Für die Unterteilung soll eine dem Dreiecksraster angepasste Länge gewählt werden. Auch hier wiedre in der Toolbox Bruchkanten den Button unterteilen wählen.

Diaglog zum Bruchkanten unterteilen


Es stehen verschiedene Ansatz für die Punkthöhenberechnung zur Verfügung:

  • Lineare BK-Punkthöhe
  • Höhe aus DGM
  • lineare BK-Punkthöhe mit DGM-angepasster BK-Höhe

Für unterteilte Bruchkanten, Höhen aus dem Geländemodell übernehmen. Die Bruchkante wird daraufhin in gleichgroße Abschnitte unterteilt.

Außenbereich von Triangulierung ausnehmen (Loch setzen)

Ein sogenanntes Loch verhindert die Triangulierung von Bereichen, die nicht durch Bruchkanten isoliert sind. Somit erfolgt keine Triangulierung außerhalb der gesetzten Randbruchkante. Im Unterschied zum Zuschneiden der Punktmenge werden Punkte die in Verbindung mit einem Loch stehen nicht gelöscht, diese werden nur für die Triangulierung nicht herangezogen.

Die Funtkion Loch setzten einerseits über das Kontextmenü oder über die Toolbox! Das Loch muss zwischen Außenbruchkante, aber noch innerhalb der Punktmenge gesetzt werden. Den Button Loch setzen finden Sie wiederum in der Bruchkanten Toolbox.

Im Anschluss das Geländemodell aktualisieren.

Ergebnis Loch Setzen

Wichtiger Hinweis: Sobald eine Bruchkantenmenge dem Geländemodell zugeordnet wurde, sollte vor dem aktualisieren des Geländemodells eine Sicherungskopie des ++SYSTEMS Projektes oder eine Kopie des Geländemodells angelegt werden. Beim Aktualisieren werden die Bruchkantenpunkte fester Bestandteil des Geländemodells. Nachträgliche Änderungen sind mit einem hohen Zeitaufwand verbunden!

Strukturbasierte Ausdünnung

Punkte, die unmittelbar auf oder an der Bruchkante liegen, führen wieder zu Dreiecksstrukturen, welche für die 2D-Oberflächenberechnung ungünstig sind. Somit müssen Punkte, die näher als ein zu definierender Abstand zur Bruchkante liegen, entfernt werden. Dies erfolgt durch strukturbasierte Ausdünnung. Einen zur Bruchkantenlänge passenden Wert wählen (typisch: 0.5 m).


Dialog zum ausdünnen der Punkte

Ergebnis der Strukturbasierte Ausdünnung - Vergleich zum unbearbeiteten Stand

Dreieckseigenschaften und Geländeverlauf

Dreieckseigenschaften

Anzeige der Dreieckseigenschaften aus dem Kontextmenü des Geländemodells heraus oder mit dem Button der Toolbox Dreiecke.

Wählen Sie nun mit dem Cursor ein Dreieck aus und klicken Sie auf das Dreieck. Es erscheint der Dreiecksdialog.

Eigenschaftsdialog der Dreiecke

Der hydraulische Teil der Daten wird im OBerflächenabflussberechnungsobjekt (OBO) gespeichert - hier muss vor der Übergabe der Parameter (aus der Partition heraus) zuvor ein Berechnungsobjekt (OBO) angelegt worden sein!

Eigenschaftsdialog der Dreiecke mit hydraulischen Parametern

Partition für die Dreiecksparameter anlegen

Es wird empfohlen, die Eingabe der einzelnen Dreiecksparameter, wie Bodeneigenschaften und Rauigkeiten, nicht direkt an den Dreiecken vorzunehmen, da im Falle einer Neutriangulierung die Dreiecke neu erstellt werden und wieder Standardwerte haben. Daher sollten die Eigenschaften immer zuerst in einer Partition definiert werden, aus der sich dann die Werte für die Dreiecke im jeweiligen OBO und somit indirket über das Geländemodell übernehmen lassen. Als Basis für die Eigenschaften kann eine bestehende Partition dienen, die für eine Kanalnetzberechnung bereits erstellt wurde. Für die Erstellung dieser Partitionen, wird auf die Schritt-für-Schritt-Anleitung Hydraulik verwiesen.

Da die Parameter der Partition im Folgenden für die Berechnung in GeoCPM geändert werden, empfiehlt sich die Erstellung einer Kopie. Hier ist es natürlich sinnvoll, wenn die Partition bereits über Attribute sortierbar ist. In diesem Fall wurde die Partition anhand der Nutzungs- und dem Versiegelungsgrad über das Attribut OBTYP in Straßenfläche, Wohnfläche, Landwirtschaft... eingeteilt. Für jede Nutzungskategorie müssen im Anschluss die Oberflächeneigenschaften vergeben werden. Dazu eine Eigenschaftsliste nach Nutzungskategorie sortieren und alle Zeilen einer Kategorie selektieren.

Markierte Teileinzugsgebiete der aktiven Ebene ändern:

Parameter zuweisen

  1. Bodencharakteristik: Auswahl des Bodenaufbaus. Diese Werte wurden in der Tabelle „Bodenaufbau“ unter Hydraulikvarianten Schlüsselwerte definiert.
  2. GeoCPM Rauheiten in mm: Angabe der Oberflächenrauheit nach Colebrook-White Gleichung - die hier vorgestellten Werte wurden durch Vergleichs- und Plausibilitätsprüfungen ermittelt und bieten einen ersten Anhaltspunkt für die Berechnung. Die Rauheiten sind ein sehr wichtiger Parameter in der 2D Oberflächenberechnung und haben hohe Auswirkungen auf die Abflussscheitel, sowie die Geschwindigkeiten. Durch die fortschreitende Entwicklung und neu gewonnener Erfahrungswerte, werden diese Werte sich in Zukunft verändern und sollen nur einen Richtwert abbilden.
Angepasste Rauigkeiten für GeoCPM


Tabelle 1: Beispiel für Rauigkeiten für GeoCPM (Tendenziell hohe Rauheiten)

  1. GeoCPM: Dreiecke direkt beregnen. Standardmäßig ist direkt beregnen auf Dreiecken gesetzt. Über „Markierte ändern“ wahlweise abwählen (für Gebäudeflächen, die direkt DYNA zugeordnet sind). Bei direkter Beregnung von Gebäuden ohne Zuordnung zu DYNA muss die Randverteilung gesetzt werden. Für jede Nutzungsklasse mit individuellen Bodencharakteristika muss die Zuweisung von Parametern durchgeführt werden. Im Anschluss können die Attribute der Partition auf die Dreiecke übertragen werden. Versickerung, GeoCPM Rauheit, direkte Beregnung, Randverteilung.

Übertragen der Parameter auf Modell

Die hydraulischen Parameter werdne auf dem jeweiligen OBO gespeichert. Hierzu können die Daten aus der Partition in ein voher angelegtes OBO übernommen werden. Es werden die Daten der unter dem Schwerpunkt des Dreiecks liegenden Partitionsfläche übernommen. Verwendet wird die zum Zeitpunkt der Aktion ausgewählte Partition! Dieser Schritt kann auch kurz vor der Berechnung automatisch ausgeführt werden!

Zuweisen der hydraulischen Parameter auf die Dreiecke (über OBOs)

Das Ergebnis kann über verschiedene Ansichtskonfigurationen und Einfärbungen überprüft werden - in der aktuellen Standard.kpp Datei stehen ihnen Beispiel zur Verfügung:

Kontrolle der übernahme von Partitionsdaten in das ausgewählte OBO über Farbkonfiguration - jede Farbe enstpricht einem untertschiedlichen Rauheitswert

Geländeverlauf

Zur Anzeige des Geländeverlaufs wählen Sie bitte im Kontextmenü des Geländemodellobjektes die Funktion Geländeverlauf anzeigen nur Geländemodell oder den Button der Toolbox GeoCPM.

Klicken Sie nun mit dem Cursor auf den Anfangspunkt für den Geländeverlauf und danach auf den Endpunkt.

Geländeverlauf mit Anfangspunkt und Endpunkt

Der Geländeverlauf wird als Funktion vom Abstand vom Anfangspunkt (x-Achse) und der zugehörigen Geländehöhe (y-Achse) angezeigt.

Geländeverlauf mit Anfangspunkt und Endpunkt im Lageplan

Bruchkanten

Geländepunkte, die primär aus Laserscanbefliegungen stammen können keine senkrechten Strukturen transportieren, deshalb wurden hierfür die Bruchkanten eingefügt. Die Bruchkantenverwaltung finden Sie im Projektbaum direkt über den Geländemodellen. Erstellen Sie eine neue Bruchkantenmenge „Hauptgebäude“.

Sie können beliebig viele Bruchkantenmengen (z.B. Grenze, Hauptgebäude, Nebengebäude, Gehwege, Mauer, etc.) anlegen. Diese erhalten allerdings erst Gültigkeit, wenn die Menge einem Geländemodell zugewiesen wurde. Mehrfachzuweisungen sind möglich. Die Zuweisungsfunktion finden Sie im Kontextmenü des Geländemodellobjekts.

Bruchkantenmenge verwalten im jeweiligen Geländedialog

Im Geländedialog können Sie nun die Bruchkantenmengen dem Geländemodell zuweisen.


Wichtiger Hinweis: Bruchkanten werden im Übersichtsfenster nur dargestellt, wenn diese dem aktuell ausgewählten Geländemodell zugewiesen sind. Ansonsten sind diese nicht sichtbar.

Bruchkanten automatisch aus DXF-Grafik einlesen

Bruchkanten können automatisch aus Flurkarten, Straßenkarten, etc. im DXF-Format und SHAPE-Format eingelesen werden. Der DXF Importdialog:

DXF-Importdialog für Bruchkanten

Wählen Sie hier die DXF Datei mit den Bruchkanteninformationen aus. Danach die Layer in denen die Informationen abgelegt sind. Mehrfachauswahl ist mit der STRG-Taste wiederum möglich. Der Fangradius bestimmt, wann zwei Endpunkte von verschiedenen Bruchkanten aufeinander einrasten.

Der SHAPE Importdialog:

DXF-Importdialog für Bruchkanten

Ergebnis des Import der Bruchkanten Gebäude

Wichtig ist auch die Angabe der Bruchkantenhöhe und des Typs. Der orthogonale Pfeil zeigt immer auf die höher liegende Seite der jeweiligen Linie.

Die Bruchkante wird erst in das Modell vermascht - sobald eine neuerlichen Triangulierung ausgeführt wird. Deshalb ist auch nach der Bearbeitung von Bruchkanten eine erneute Triangulierung nötig.

Vergleich bei erneuerter Triangulierung mit Bruchkanten

Um das Netzqualität gleichmäßig zu gestalten, muss im Vofeld (vor der Triangulation) die Bruchkante noch in gleichmäßige Abschnitte unterteilt werden. Dabei hängt die Länge der Unterteilung von der Punktdichte ab! Ein Beispiel: Für ein pauschale Ausdünnung auf 1m² empfehlen wir eine Unterteilung der Bruchkante von 3-5m! Bei größeren Modellen sollte der Wert auch größer gewählt werden.

Bruchkanten, die nicht komplett innerhalb des Modellbereichs liegen, sollten gelöscht werden. Mittels Rechtsklick auf die Bruchkantenmenge kann die Markierungsvariante ausgewählt werden oder über den Button in der Bruchkanten Toolbox. Durch Aufziehen eines Polygons entlang der Modellgrenze können sämtliche Bruchkanten innerhalb des Geländemodells selektiert werden. Um die benötigten Bruchkanten außerhalb des Modells zu wählen, „Markieren -* Komplement“ anklicken.Jetzt können die selektierten Bruchkanten gelöscht werden. Nach den getätigten Änderungen an der Bruchkantenstruktur muss wieder neu trianguliert werden.

Beispiel: Bordstein als Bruchkante

Bruchkanten können wie bereits erwähnt natürlich auch von Hand digitalisiert werden. In unserem Beispiel wird an einer abschüssigen Straße, deren Anwohner bereits mehrfach von Überflutungen betroffen waren, eine Borsteinkante modelliert. Dazu wird wieder eine neue Bruchkantenmenge erstellt. Siehe dazu Schritt-für-Schritt-Anleitung GeoCPM#Digitalisieren des Bruchkantenpolygons.

Im Dialog „Bruchkantenhöhe“ die Höhe in Meter vergeben. Im Falle eines Bordsteins beispielsweise 0.1 Meter.

Dialog Digitalisierung Bruchkante - mit Versatz

Nach Bestätigung des Dialogs, kann die Bruchkante im Lageplan digitalisiert werden.

Dialog Bruchkantenhöhe

Die Bruchkantenhöhe wird immer rechts der erstellten Bruchkante gesetzt. Nach anlegen neuer Bruchkanten ist in den meisten Fällen auch eine Unterteilung der Bruchkante erforderlich (Empfehlenswert: Machen Sie eine Kopie vom Geländemodell - bevor Sie die Triangulation durchführen). Mit der erneuten Triangulation wird die Bruchkante in das Modell übernommen, danach wie gewohnt wieder die strukturbasierte Ausdünnung vornehmen. Diese Ausdünnung betrifft immer alle mit dem Geländemodell verbundenen Bruchkantenmengen.

Ausdünnen

Bei der Ermittlung der Geländepunkte werden nicht die markanten Punkte aufgenommen sondern Punkte in einem verfahrensabhängigen Muster. Nicht alle diese Punkte werden für eine detaillierte Berechnung des Oberflächenabflusses benötigt. Deshalb ist in GeoCPM eine Vielzahl an Ausdünnungsalgorithmen integriert. Hierzu wurden bereits ein umfangreiches Webinare gehalten, welches eine gute Übersicht über die Thematik bietet: Genauigkeit von Geländemodellen & Tipps für die Modellierung

Der Aufruf der Ausdünnungsdialog über die Toolbox oder das Kontextmenü im Projektbaum:

Konfigurationsdialog Ausdünnung

Im Beispiel wird der effektivste Ausdünnungsalgorithmus gewählt: Dreiecksbasierte Ausdünnung. Das Resultat sieht folgendermaßen aus.

Konfigurationsdialog Ausdünnung

Wie bereits unter der Abbildung Zuweisen der Partitionsattribute an die Dreiecke geschildert, müssen nach erfolgten Strukturarbeiten, die Parameter für das Geländemodell wieder an die Dreiecke übertragen werden - dies erfolgt über die OBOs.

An dieser Stelle ist das bearbeitete Modell rechnungsfähig.

Einstellungen für die Berechnung

Oberflächenabflussberechnungsobjekt (OBO)

Was ist ein OBO?

  • Zentrale Konfigurationsobjekt für die 2D-Oberflächenberechnung
  • Speichern von hydraulischen Daten und Ergebnissen in den OBOs
  • Eindeutige Ergebniszuweisung
  • Verbesserte Datenstruktur


Ab Version 15 - Inn werden folgende Punkte von den OBOs gesteuert:

  • welche Parameter dem Geländemodell vor der Berechnung zugewiesen werden sollen
  • Bei Bedarf: Koppelung der Kanalhydraulik
  • die Art der Verknüpfung des Geländemodells – Kanalhydraulik (nach KLAS-Leitfaden)
  • die Laufzeitsteuerung
  • den Regen und die Art der Beregnung

OBO Dialog

Im Dialog der OBOs werden alle Möglichkeiten der Abflussbildung auf einer Seite verwaltet! Auswahlbedingt werden weitere Einstelloptionen im Fenster freigeschaltet oder auch ausgegraut. Dies ermöglicht eine konsistente Eingabe der Laufzeit und der zu berechnenden Modellvariante. Wir orientieren uns an den KLAS-Leitfaden für Starkniederschläge der Hochschule Bremen, wobei Sie auch unter Berechnungsvarianten für Oberflächenmodelle eine erste Übersicht der möglichen Modellvarianten finden.






Die Optionen unter den erweiterten Einstellungen sind für die Standardanwendung vorbelegt und sollten nur im Bedarfsfall aktiviert werden. (z.B. für Berechnungen nach LUBW, Ergebnisse automatisch Einlesen, sowie Zusammenfassung von Qualitätsgrenzen und Dreiecksflächen).


Berechnung starten

Sind die Einstellungen für die Berechnung festgelegt worden (Modellvariante, Regen, Berechnungszeit), kann die Berechnung gestartet werden.

Hierzu Beispiele für die Einstellung einer reinen 2D-Oberflächenberechnung (UNO) und einer gekoppelten Berechnung mit Kanalsystem (GEKO)

Rechtsklick auf das OBO und die Berechnung ausführen.

Berechnungsstatus im Meldungsfenster

Es wird im Projektordner ein Unterordner mit Namen des ++SYSTEMS Projekt angelegt - welche wiederum einen Ordner mit dem Namen der OBO enthält. Darin wird die GeoCPM.ein geschrieben und der Rechenkern GeoCPM.exe gestartet. Im Meldungsfenster und in einem Konsolenfenster werden der Status der Berechnung sowie eventuell auftretende Fehler und Warnungen ausgegeben - hier hängt es ab, ob eine gekopplte Berechnung durchgeführt wird (öffnet sich der normale DYNA-Screen) oder eine reine 2D-Oberflächenberechnung (Fortschritt über Console sichtbar) ausgeführt wird.

Berechnungsstatus in der Console bei einer reinen 2D Oberflächenberechnung ohne Kanal

Berechnungsende

Nach Berechnungsende werden die Ergebnisse für maximale Wasserspiegel auf den Dreiecken von ++SYSTEMS eingelesen und können visualisiert werden. In den Dreieckseigenschaften befindet sich nun der relative Wasserstand im Schwerpunkt sowie der absolute Wasserstand über NN. Im Berechnungsverzeichnis werden die Detailergebnisse in unterschiedlichen Dateien abgelegt. Es öffnet sich automatisch nach jeder Berechnung ein Grid für die Bilanzierung der Gesamtmengen für Dyna und GeoCPM.

Beispiel einer GeoCPMInfo.aus Datei

GeoCPMMax.aus beinhaltet die Dreiecksnummer mit seinem max. Wasserspiegel. In weiteren Dateien werden Ganglinien zu Füllstand, Durchfluss und Geschwindigkeit, je nach Berechnungseinstellungen, gespeichert.

Wasserstand auf Dreieck


Geländemodell und Hydraulikvariante

Bevor die Berechnung gestartet werden kann muss noch die Zuweisung zwischen Oberflächenmodell und Kanalnetzmodell (Hydraulikvariante) angegeben werden. Diese ist in der Hydraulikvariante untergebracht. Öffnen Sie im Projektbaum unter Auswertungen -‚ Hydraulische Berechnung -‚ Kanalnetzberechnung -‚ Hydraulikvarianten das Kontextmenü der Hydraulikvariante, die Sie mit einem Geländemodell verknüpfen möchten. Im Hydraulikdialog wechseln Sie bitte in den Reiter Transport. Unter GeoCPM können Sie das Geländemodell zuweisen.

Transportreiter in Hydraulikvariante

Berechnung des Oberflächenabflusses

Nach der Verknüpfung des Geländemodells und der Kanalnetzberechnung wird die Berechnung wie eine gewöhnliche Kanalnetzberechnung gestartet. Über Rechtsklick auf die jeweilige Hydraulikvariante im Projektbaum und Berechnung ausführen. Alle weiteren Schritte der Berechnung werden vom System automatisch durchgeführt.

Ergebnisdarstellung

Die Darstellung der Berechnungsergebnisse hängt von der gewählten Farbkonfiguration ab. Für die farbliche Darstellung der Geschwindigkeitspfeile greift die gleiche GeoCPM Farbkonfiguration. Wird hier nach Wasserstand eingefärbt greift diese Farbzuweisung an numerische Werte nun auch für die Geschwindigkeit in m/s Die Einfärbung nach maximalem Wasserspiegel stellt einen Zustand dar der so nicht auftritt da die Maximalwerte zu verschiedenen Zeitpunkten auftreten.(Projektbaum:Ansicht:Farbkonfigurationen]. Hier besteht die Möglichkeit der Einfärbung nach dem Wasserstand über den Reiter GeoCPM zu steuern.

Farbkonfiguration im Reiter GeoCPM

Das Ergebnis der Einfärbung kann dann im Betrachtungsfenster kontrolliert werden. Wichtig hierfür ist, das in dem Gelänemodell auch der Hacken bei Einfärbung gesetzt ist.

Ergebnis direkte Beregnung nach Einfärbung

Im Einstellungsdialog des Geländemodelles unter Anzeige erweitert können die Geschwindigkeitspfeile konfiguriert werden.

Dialog zum darstellen von Geschwindigkeitspfielen

Die Pfeile beziehen sich daraufhin auf die selben Farbkonfiguration und die darin festgelgte Schritteweise des GeoCPM Wasserstandes.

Ergebnisdarstellung mit Geschwindigkeiten

Zeitlicher Verlauf und Momentaufnahme

Standardmäßig stehen nach einer GeoCPM Berechnung nur die maximalen Wasserspiegel in ++SYSTEMS zur Verfügung. Über Berechnungsergebnisse anzeigen – Zeige Momentaufnahmen bzw. Lade Geschwindigkeiten werden diese Ergebnisdaten in ++SYSTEMS nachgeladen. Sind bei dieser Aktion Dreiecke markiert werden nur die Daten zu den markierten Dreiecken eingelesen. Nach einer Berechnung sind die gekoppelten Dreiecke markiert, also vor dieser Aktion alle Dreiecke demarkieren wenn die Daten für alle Dreiecke geladen werden sollen. Einmal geladen werden diese Daten persistent in ++SYSTEMS gespeichert und können mit „Momentaufnahmen und Geschwindigkeiten aus Projekt entfernen“ wieder entfernt werden, will man für die Darstellung wieder die Maximalwerte „Berechnungsergebnisse einlesen.“


Detailergebnisse laden

Zeige Momentaufnahmen lädt für jedes Dreieck den Verlauf des Wasserstandes über den Simulationszeitraum. Damit ist es jetzt möglich die Wasserspiegel zu jedem Zeitpunkt darzustellen. Vor dem Laden den Bildschirmausschnitt auf den gewünschten Bereich zoomen da der folgende Steuerungsdialog modal ist und keine anderen Aktionen möglich sind.

Zeige Momentaufnahmen

Hier lässt sich die Darstellung für den gewünschten Simulationszeitpunkt einstellen.

Video erstellen

Im Dialog der Momentaufnahme kann über den Zeitraum auch ein Video erstellt werden um die Abflussvorgänge darzustellen. Über Video kann der Ablauf der Simulation aufgezeichnet werden.

Dialog Video erstellen

Es können sowohl die Zeitschritte als auch das Format (MPG oder AVI) ausgewählt werden. Das Video wird mit Screenshots im jeweiligen Projektpfad mit einem Ordner video gespeichert.

Datei:Video Flurstraße.mp4
Ergebnis Video mit Zeitschritt 1 Minute

Kurvenverläufe

Die Funktionen zur Darstellung der hydraulischen Ergebnisse finden Sie im Kontextmenü des Geländemodells unter Berechnungsergebnisse anzeigen oder über die Toolbox Ergebnisse.

  • Durchflusskurven
  • Geschwindigkeitskurven
  • Höhenstandskurven
  • Volumen markierter Dreiecke

Wählen Sie die Art der Hydraulikkurve, die Sie darstellen möchten. ACHTUNG: es sind nur Hydraulikkurven vorhanden, die Sie zuvor in der Berechnungskonfiguration zur Aufzeichnung angegeben haben. Klicken Sie auf ein beliebiges Element um die Kurve dargestellt zu bekommen.

Über den Bereich, wo der Durchfluss angezeigt werden solll, wird eine Linie mit Anfangs- und Endknoten gezogen.

Wasserstandskurve von Element 62709

Der Algorithmus geht hier den kürzesten Weg von Anfang- und Ende und summiert alle Abflusskurven der jeweiligen Dreieckskanten auf.

Ergebnis für die Durchflusskurve 62709

Erweiterte Einstellungsmöglichkeiten

Quellen und Senken

Im Allgemeinen dienen in einer GeoCPM Berechnung, aus Sicht des Geländemodells, die Kanalschächte, Regeneinläufe und Ähnliches als Wasserzufuhr (Quellen) bzw. als Wasserauslauf (Senken). Die Mengen ergeben sich bei diesen Elementen aus der Berechnung. Zusätzlich haben Sie aber auch die Möglichkeit selbst Quellen und Senken zu definieren und mit einer Ganglinie zu versehen. Diese hängt dann nicht mehr von den Berechnungsergebnissen ab und kann individuell konfiguriert werden.

Konfigurationsdialog Quellen / Senken

Bei der Konfiguration ist zu beachten, dass eine Zu- bzw. Abflusskurve angegeben wird. Die Kurven können in ++SYSTEMS unter Zeitreihen-> Kennlinien -> Kurven angelegt werden.

Definition der Kennlinie einer Senke, in diesem Fall eine Tiefgarage


Im Beispiel wird eine Tiefgarage im Modellgebiet als Senke mit begrenzter Wasseraufnahme definiert. Unter Punktfolge kann die Wasseraufnahme im zeitlichen Verlauf definiert werden: X definiert den Zeitpunkt in Sekunden, Y die Aufnahme in Liter pro Sekunde. Im Beispiel würden ab Sekunde 120, 30 Liter pro Sekunde von der Senke aufgenommen. Von Sekunde 180 bis 240 sind wären es 20 Liter pro Sekunde. Ab Sekunde 240 wird kein Wasser mehr aufgenommen. Werden die Y Werte negative definiert (wie im Beispiel) wird eine Senke modelliert. Im Falle von positiven Werten kann eine Quelle erstellt werden.

Setzen einer Quelle / Senke

Eine Quelle wird über das Kontextmenü des Projektbaums wie folgt gesetzt.

Setzen einer Quelle/Senke


Beim setzen der Quelle öffnet sich daraufhin der Dialog für Quellen/Senken. Hier können Name, Lage und die Zuflüsse/Abflüsse angegeben werden. Die Abflüsse entsprechen den voher angelegten Kurven.

Setzen einer Quelle/Senke


Im Beispiel besitzt die Tiefgarage eine Aufnahemkapazität von 4000m³. Quellen und Senken werden als grünes Dreieck im Geländemodell dargestellt.

Darstellung Quelle/Senke im Geländemodell


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