Ergebnisausgabe GeoCPM

Speichern und Verfügbarkeit von Ergebnissen

Maximale Geschwindigkeiten

Ab der Version 17 werden die maximalen Geschwindigkeiten, genauso bereitgestellt wie die maximalen Wasserstände. Daher ist für eine Sichtbarkeit der Geschwindigkeitspfeile keine Detailergebnisse einzuladen. Dies reduziert deutlich die Ergebnisinterpretation und Bearbeitungszeit.

Reduzierung der Datenmenge

Bei einer Neuberechnung der OBOS in Version V17 kann die Speicherung der Ergebnisdaten gezielt optimiert werden:

• Reduktion der gespeicherten Zeitreihen für Fließgeschwindigkeit und Durchfluss: Abhängig von den Vorgaben des Auftraggebers (AG) kann die Zeitauflösung der gespeicherten Daten angepasst werden. Dadurch lassen sich Datenmengen gezielt verringern – beispielsweise durch Wahl gröberer Zeitschritte bei der Ergebnisablage oder das komplette streichen von Ergebnisdaten.
• Optimierte Speicherung – bedarfsgerecht und effizient: Es werden nur noch die wirklich notwendigen Daten mitgezogen werden, was die Speicherbelastung reduziert und die Bearbeitungszeiten verkürzt - hierzu ist aber eine Neuberechnung erforderlich.

HINWEIS: Wichtig: Für die Berechnung selbst, werden immer detaillierte Zeitschritte (dynamische Zeitschritte aus dem Algorithmus) verwendet. Dies betrifft also nur die Ergebnisspeicherung!

Die Einstellungen können unter den erweiterten OBO-Einstellungen angepasst werden.

Folgende Varianten ergeben sich daraus:

• Wasserstände auf den Dreiecken werden immer im hohen Detailgrad ausgegeben und sind nicht einstellbar (abhängig von der Aufzeichnungsgenauigkeit)
• Werden keine Durchflusskurven & Geschwindigkeitskurven aufgezeichnet, werden nur die Maximalwerte nach der Berechnung ausgegeben(Maximale Wasserstände und Maximale Geschwindigkeiten)
• Je nach Einstellung werden nur gewisse Zeitschritte gespeichert für die Durchflusskurven & Geschwindigkeitskurven

Beispiel für die Ergebnisausgabe der Durchflusskurven für verschiedene Zeitschritteingaben:

• Durchfluss 1 hat die höchste Anzahl an Messpunkten über den gesamten Zeitraum hinweg (0 bis 1140 s). Das deutet auf eine feinere zeitliche Erfassung und damit genauere Abbildung des tatsächlichen Durchflussverlaufs hin.
• Durchfluss 2 hat zwar ebenfalls viele Messpunkte, aber weniger als Durchfluss 1 und endet bei 900 s. Die Genauigkeit ist solide, aber etwas gröber.
• Durchfluss 3 besteht nur aus einem einzelnen Sprung bei 600 s, was eine extrem grobe Erfassung darstellt. Zwischen 0 und 600 s ist kein Anstieg zu sehen – dabei geschieht die ganze Änderung in einem Schritt. Diese Darstellung ist nicht geeignet, um reale Dynamiken des Durchflusses zu erfassen.

Anpassung der Zeitschritte in hydrodynamischen Modellen

Allgemeine Aussage

Die Wahl des zeitlichen Auflösungsgrads (Zeitschritt der Ergebnisausgabe) hat einen maßgeblichen Einfluss auf die Aussagekraft von Modellierungen. Je nach Charakteristik des betrachteten Systems kann eine grobe oder feine zeitliche Auflösung sinnvoll sein.

Angepasste Zeitschritte je nach Modellcharakteristik

Langsamer Wellenverlauf / Stationäre Modelle

Bei langsam ablaufenden Prozessen (z. B. großräumiger Hochwasserabfluss, stationäre Berechnungen):

• Änderungen im Durchfluss oder Wasserstand sind meist träge und gleichmäßig.
• Eine grobe zeitliche Auflösung (größerer Zeitschritt, weniger Datenpunkte) reicht oft aus.
• Dies spart Rechenzeit, Speicherplatz und verringert den Aufwand bei der Ergebnisanalyse.
• Beispiel: 2D-Flusssysteme mit gleichmäßiger Entwicklung über viele Stunden -> Stationäre Berechnung

Dynamische / kleinräumige Vorgänge

Bei lokal stark wechselnden Verhältnissen (z. B. Starkregen, urbane Entwässerung, Schwallwellen):

• Es treten schnelle Änderungen in kurzer Zeit auf.
• Ein feiner Zeitschritt ist nötig, um diese realistisch abzubilden.
• Zu grobe Zeitschritte führen zu verzerrten oder fehlenden Extremwerten, Wellenfronten oder Rückstau-Effekten.
• Beispiel: 2D-Oberflächenabflussmodelle in urbanen Gebieten.

Empfehlung

Die Zeitschrittausgabe der Ergebnisse sollte gezielt an das Simulationsziel angepasst werden:

• Längere Zeitschritte bei langfristigen Entwicklungen (z. B. Überflutungsdauer).
• Kürzere Zeitschritte bei schnellen Dynamiken (z. B. Abfluss-Spitzenlasten, Überflutungsfronten).

Hinweis

Die Optimierung der Zeitschritte kann sich an Kriterien wie Wellenlaufzeit, Netzauflösung und Zielgröße der Auswertung orientieren. Eine angepasste Zeitschrittwahl verbessert die Aussagekraft des Modells bei gleichzeitiger Reduzierung der Speicherlast.

Export der Ergebnisse aus ++SYSTEMS

Für die Ergebnisausgabe in ++SYSTEMS für das Modul GeoCPM gibt es verschiedene Möglichkeiten: Hierfür können folgende Standardformate herangezogen werden:

• Shapefile (Dreiecke)
• *.2dm Format

Der Export über Shapefile ist der Standardfall, welche indirekt eine Partition erzeugt und dann diese Dreieckspolygone in das Shapeformat überführt. Hier erhält jedes erzeugte Dreieckspolygon die Eigenschaften & Ergebnisse des ausgewählten Geländemodells und dem Oberflächenabflussberechnungsobjekt. Dabei werden indirekt freie Attribute mit dem Prefix "GC_" erzeugt und auf das jeweilige Dreieck mit Werten belegt. besten erstellen Sie sich hierfür eine Eigenschaftenliste um bequem ihre benötigten Informationen auszugeben.

Folgende Erklärungen der einzelnen Attribute (Diese sind erst in den Attributen Verfügbar, wenn eine Partition erzeugt wurde, ansonsten werden diese Attribute auch wieder gelöscht):

Liste der Rechenoperatoren

Kürzel	Beschreibung
GC_Abfluss	Oberflächenabflusskoeffizienten (Eigenheit des Starkregenleitfaden in Baden-Württemberg)
GC_AnfVer	Anfangsversickerung
GC_Dauer	Dauerverlust in l/s
GC_EndVer	Endversickerung
GC_Hoehe	geodätische Höhe des Dreiecksschwerpunktes
GC_Neigung	Neigung des Dreiecks in Prozent %
GC_Rain	0 - keine direkte Beregnung / 1 - direkte Beregnung
GC_Rauheit	Rauheit in mm (Prandtl-Colebrook)
GC_Rueck	Rückgangskonstante für Versickerungsansatz
GC_V	Betrag der max. Geschwindigkeit auf dem Dreieck in m/s
GC_V_DEG_A	Hauptfließrichtung über das Dreieck in Grad. 0° entspricht Osten (LUBW Vorgabe)
GC_V_DEG_G	Hauptfließrichtung über das Dreieck in Grad. 0° entspricht Norden (Allgemeine Geographische Systeme)
GC_V_X	Betrag der max. Geschwindigkeit in West -> Ost Richtung
GC_V_Y	Betrag der max. Geschwindigkeit in Süd -> Nord Richtung
GC_Vert	Ist "1" wenn die Randverteilung für das Dreieck angeschaltet ist und "0", wenn nicht.
GC_WSP	Wasserspiegel in mNN
GC_WaAbRau	Funktionsbeschreibung für wasserstandsabhängige Rauheit
GC_WaterUT	max. relativer Wasserstand auf dem Dreieck in m
GC_aZ	Dreieckskoordinate YXZ am Punkt a
GC_bZ	Dreieckskoordinate YXZ am Punkt b
GC_cZ	Dreieckskoordinate YXZ am Punkt c

Weitere Ausgabenmöglichkeiten:

• Name: setzt sich zusammen aus Name der Berechnungsvariante in ++SYSTEMS (hier: DGM_Ossenbeck_Regen102) und dem Dreiecksindex getrennt durch ein *„_“. Mit diesem Dreiecksindex kann die entsprechende Ganglinie in der CSV Datei verknüpft werden

HINWEIS: Wichtig

• Bei der Ergebnisausgabe handelt es sich um Maximalwerte.
• Um Ergebnisse weiterer Zeitschritte zu exportieren, ist es notwendig diese zunächst als Momentaufnahme aufzurufen und anschließend den erforderlichen Zeitpunkt zu exportieren.

Automatisierte Ausgabe von Berechnungsergebnissen aus ++SYSTEMS

Für die automatisierte Ausgabe der Berechnungsergebnisse wurde der Dialog zum automatisierten Berechnen von Oberflächenabflussberechnungsobjekten erweitert.

Einstellungen im Dialog: Automatisierte Berechnung & Ergebnisausgabe

• Berechnung starten: Funktioniert wie zuvor und startet die ausgewählten Berechnungen in der Reihenfolge.
• Import Detailergebnisse: Importiert die detaillierten Geschwindigkeitskurven und Wasserstandskurven in das Modell  Dies ist zwingend erforderlich für die Videoausgabe.
• Shape Dreiecke: Exportiert die Berechnungsergebnisse anhand der ausgewählten Eigenschaftenliste mit den gewünschten Ergebnissen (GC_WaterUT, etc…), hierzu wurde die Ausgabe auch für einen Grenzwert ermöglicht, das heißt bei einem Grenzwert von 5cm Wasserstand werden nur die Dreiecke ausgeschrieben, welche das Kriterium einhalten – dies reduziert bei großen Datenmengen deutliche den Speicherbedarf und das „Handling“ in anderen GIS-Systemen. Dies ist zwingen erforderlich, um eine Shapefile in ein Raster zu konvertieren.
• Shapefile to Raster: konvertiert die zuvor exportierten Shapefiles in mehrere Raster (GeoTIFF) in Abhängigkeit der ausgegebenen Datenmengen.
• “.2DM“ Export mit Ergebnissen: Erzeugt eine .2dm Datei für das Geländemodell und spielt die Ergebnisdateien mit aus.
• Video: Erzeugt für einen gewählten Bereich ein Video. Hier wird dann für alle OBOS (die ausgewählt wurden) ein Video für den zuvor festgelegten Bereich erzeugt werden.

HINWEIS: Alle Funktionen zur Ergebnisausgabe funktionieren, wenn das Flag "Berechnung starten" nicht gesetzt ist und vorher eine Berechnung durchgeführt wurde. Wenn bereits Ergebnisse vorliegen erscheint der Name der Obo in grün, vor einer erneuten Berechnung der OBOs wird eine Warnmeldung ausgegeben.

Datenablage

• Im Projektverzeichnis wird ein Ordner " Ergebnisausgabe" angelegt.
• Für jede OBO gibt es einen Unterordner mit dem Namen der OBO und einen Datumsstempel.
• In diesen Ordner wandern alle Dateien: SHAPE, GeoTIFF, 2dm-Files, Video abgelegt.