الحاقی HEC_GeoHMS :: بیسین - سایت تخصصی مهندسی آب

راهنمای کاربرد GIS و RS در استخراج پارامترهای موثر مطالعات هیدرولوژیکی حوضه های آبریز

    

    افزایش سریع جمعیت و محدودیت امکانات موجود، لزوم استفاده بهینه از منابع آب را ضروری می نماید. بر این اساس وجود یک راهنمای جامع درخصوص اخذ و مدیریت بهینه اطلاعات مکان مرجع جهت بررسی کاربرد سیستم های اطلاعات مکانی و سنجش از دور  در استخراج پارامترهای موثر مطالعات هیدرولوژیکی حوضه های آبریز و استفاده از علوم و فناوری های اطلاعاتی پیشرفته که نیاز به اندازه گیری و مشاهدات میدانی را کاهش می دهد، بیش از پیش احساس می شود. امروزه سیستم های اطلاعات مکانی جهت اخذ، ذخیره سازی، بازیابی، به هنگام سازی، پردازش، نمایش، کاربرد و تبادل اطلاعات مکان مرجع به طور وسیعی مورد استفاده قرار می گیرند. در این رابطه جهت برآورد نحوه استخراج پارامترهای موثر مطالعات هیدرولوژیکی حوضه های آبریز و کاربردهای سیستم های اطلاعات مکانی و سنجش از دور در مطالعات هیدرولوژیکی حوضه های آبریز، علوم و فنون مختلفی مورد استفاده قرار می گیرند. از جمله این علوم و فنون می توان به مدل سازی رقومی زمین مرجع (DTM)، زمین آمار، آمار مکان،تجزیه و تحلیلهای مکان مرجع، هیدرولوژی، ژئومورفولوژی، زمین شناسی و ... اشاره نمود. 

معرفی مجموعه نرم افزاری مرکز مهندسی هیدرولوژی HEC-HMS

     سیستم مدل سازی هیدرولوژیکی (HEC-HMS) برای شبیه سازی فرآیندهای کامل آبی سیستم های حوضه دندریتیک طراحی شده است. این نرم افزار شامل بسیاری از روش های تجزیه و تحلیل آب از قبیل رویداد نفوذ، هیدروگراف واحد، و مسیریابی آب است. HEC-HMS همچنین شامل مراحل لازم برای شبیه سازی مستمر از جمله تبخیر-تعرق، ذوب برف، و محاسبه رطوبت خاک می باشد. قابلیت های پیشرفته ای نیز برای شبیه سازی رواناب مشبک با استفاده از توزیع شبه خطی تبدیل رواناب (ModClark) ارائه شده است. ابزار مکمل تجزیه و تحلیل برای برآورد پارامتر، تجزیه و تحلیل عمیق منطقه، پیش بینی جریان، فرسایش و انتقال رسوب و کیفیت مواد محلول آب در آن فراهم شده است.

همه چیز درباره الحاقی HEC-GeoHMS

HEC_GeoHMS

   


الحاقی مدل ساز هیدرولوژیک مکانی (HEC-GeoHMS) به عنوان یک ابزار هیدرولوژی مکانی برای مهندسان آب با تجربه حتی محدود از GIS توسعه یافته است. HEC-GeoHMS با استفاده از نرم افزار ArcGIS و ابزار آنالیزور مکانی به منظور توسعه یک تعداد ورودی مدل ساز بارش-رواناب هیدرولوژیکی سیستم مرکز مهندسی هیدرولوژی آمریکا، یا همان HEC-HMS ایجاد گردیده است. نرم افزار ArcGIS و ابزار آنالیزور مکانی خود در موسسه تحقیقات سیستم های زیست محیطی، شرکت (ESRI) در دسترس هستند. در واقع عملیات در این الحاقی به این گونه است که با تجزیه و تحلیل داده های زمینی دیجیتالی شده، HEC-GeoHMS مسیرهای زهکشی و مرزهای حوضه را تشخیص و به یک ساختار داده های هیدرولوژیک که نشان دهنده شبکه زهکشی باشد تبدیل می کند. این برنامه اجازه می دهد تا کاربران به تجسم اطلاعات مکانی، مستند سازی ویژگی ها و اجزاء حوضه آبریز، انجام تجزیه و تحلیل فضایی یا مکانی، و ترسیم زیر حوضه ها و رودخانه ها بپردازند. کار با مدل HEC-GeoHMS از طریق رابط ها، منوها، ابزارها، دکمه ها، می باشد و با کمک آنلاین اجازه می دهد تا کاربر به بهترین شکل ورودی هیدرولوژیکی HEC-HMS را ایجاد کند.

مدل بارش-رواناب

precipitation-Runoff


گزارش تشریحی حاضر متشکل از یک فصل در یک بخش کلیِ مدل بارش-رواناب، با استفاده از داده های واقعی می­­باشد. هر بخش در این فصل شامل تحلیل های گام به گام، بر روی داده های موجود و در دسترس با بهره گرفتن از نرم افزارها و مدل های کاربردی، ضمن شرح مکفی از تئوری تحقیق جهت حصول پارامترهای حوضه آبریز هدف است. بر اساس این رویکردِ تشریحی، در هر قسمت در صورت لزوم ضمن معرفی تعدادی از روابط و تعاریف مترادف تئوری تحقیق، در نهایت با ذکر علت بهترین روش انتخاب گشته است. 

گزارش فیزیوگرافی

Physiography

 

Physiographic

 

گزارش تشریحی حاضر متشکل از یک فصل در یک بخش کلیِ گزارش فیزیوگرافی و مطالعات مکانی، با استفاده از داده های واقعی می­­باشد. هر بخش در این فصول شامل تحلیل های گام به گام، بر روی داده های موجود و در دسترس با بهره گرفتن از نرم افزارها و مدل های کاربردی، ضمن شرح مکفی از تئوری تحقیق جهت حصول پارامترهای حوضه آبریز هدف است. بر اساس این رویکردِ تشریحی، در هر قسمت در صورت لزوم ضمن معرفی تعدادی از روابط و تعاریف مترادف تئوری تحقیق، در نهایت با ذکر علت بهترین روش انتخاب گشته است.

دانلود روش محاسبه شماره منحنی رواناب (CN) با استفاده از GIS

CN

توجه!
این توضیحات از یک گزارش مفصل تحت عنوان "پروژه جامع هیدرولوژی-آنالیز منطقه ای، فیزیوگرافی، مدل بارش-رواناب" استخراج و جدا شده است. برای افرادی که این بخش گنگ و مبهم می نماید، می توانند با مراجعه به اینجا اقدام به دریافت کل گزارش کنند.

مقدمه
شماره منحنی رواناب یک پارامتر تجربی برای پیش بینی مقادیر رواناب و نفوذ به دنبال یک بارش است. شماره منحنی رواناب توسط سازمان حفاظت از منابع طبیعی آمریکا (NADA) که پیشتر SCS نامیده میشد، به وسیله ی آزمایش های تجربی محاسبات رواناب و مانیتورینگ شیب توپوگرافی حوضه های کوچک توسعه یافته است. شماره منحنی رواناب بر مشخصات هیدرولوژیکی خاک، کاربری اراضی و شرایط و عملکرد هیدرولوژیکی یک منطقه استوار است. در حوضه های فاقد آمار بارندگی و رواناب می توان بر اساس فرمول های تجربی مقدار رواناب را استخراج کرد.

دانلود ترجمه کتاب کاربرد سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS) در مهندسی منابع آب

کاربرد GIS در مهندسی منابع آب


GIS به سرعت در حال تغییر روش هایی است که برای برنامه ریزی مهندسی، طراحی، و مدیریت منابع آب استفاده می شوند. پیشرفت در فناوری های اکتساب داده-استفاده از میکرو پردازشگرها-داده های پایه- مجموعه عوامل سنجش از دور- راه های جدیدی را برای توصیف­­ محیط آب و امکانات ساخته شده، بدست می دهند. پایگاه های داده اطلاعات مکانی شامل داده های توصیفی و تصاویر قابل اعتماد آرشیوی، استاندارد شده، پایدار و نیز توابع قابل بازیابی هستند؛ که حتی به کاربر امکان اشتراک این داده ها را در فضای اینترنت می دهند. همچنین باید ذکر کرد که امروزه توابع تجزیه و تحلیل GIS و مدل های ریاضی مرتبط، قابلیت های فراوانی برای بررسی برنامه ها و طرح های جایگزین ارائه کرده اند. در این فناوری نقشه های تصویری و رنگی، اشکال سه بعدی و فرمت های انیمیشن، 

پروژه جامع هیدرولوژی-آنالیز منطقه ای، فیزیوگرافی، مدل بارش-رواناب

 

پیش از ساخت هر سازه و اجرای هر طرح مهم مهندسی در یک حوضه آبریز تعداد زیادی گزارش های کارشناسی در زمینه های گوناگون تهیه می گردد که از این میان سه گزارش ذیل از وظائف مهندسین علوم آب می باشد.

گزارش تشریحی حاضر متشکل از سه فصل در چهار بخش کلیِ گزارش هیدرولوژی (آنالیز منطقه ای داده های متوسط و سیل)، گزارش فیزیوگرافی و مطالعات مکانی، و مدل بارش-رواناب با استفاده از داده های واقعی و بر اساس استاندارد سازمان نظام فنی کشور می­­باشد. هر بخش در این فصول شامل تحلیل های گام به گام، بر روی داده های موجود و در دسترس با بهره گرفتن از نرم افزارها و مدل های کاربردی، ضمن شرح مکفی از تئوری تحقیق جهت حصول پارامترهای حوضه آبریز هدف است. بر اساس این رویکردِ تشریحی، در هر قسمت در صورت لزوم ضمن معرفی تعدادی از روابط و تعاریف مترادف تئوری تحقیق، در نهایت با ذکر علت بهترین روش انتخاب گشته است.

اختصارات مهم مباحث منابع آبی سیستم اطلاعات جغرافیایی - بخش سوم

    در این بخش مجموعه ای از کلمات اختصاری مهمی که مخفف ابزارها نهادها سازمان ها و... مرتبط با علوم کارتوگرافی و سیستم اطلاعات جغرافیایی در ارتباط با مباحث منابع آب می باشند، آمده است. این اختصارات بخشی از کتاب ترجمه شده توسط همین مولف، تحت عنوان "کاربرد سیستم اطلاعات جغرافیایی در مهندسی منابع آب" می باشد. بخش اول و دوم این کلمات در پستی دیگر در سایت قرار داده شده است.

ترجمه کتاب کاربرد GIS در مهندسی منابع آب - بخش چهاردهم

WaterMgmt_lg

ساختار برداری و رستری هر دو دارای مزایا و معایبی هستند. هر رویکرد تمایل دارد در موقعیت هایی که در آن اطلاعات مکانی به شیوه ای به ساختار داده ها نزدیک می شود، بهترین کارکرد را داشته باشد. ساختار برداری معمولا برای نشان دادن شبکه ها، اشیاء متصل، و اجزایی که توسط مرزهای مشخص تعریف شده است، بسیار مناسب می باشد. ساختار داده زمانی بهترین کاربرد را دارد که برای بیان خصیصه که در فضا به شکل پیوسته و یکنواخت پخش شده است استفاده گردد. در شبکه های grid ظریفتر، ویژگی های جغرافیایی در ماتریس داده ها وجود خواهد داشت. با این حال دقت مکانی برای اجزاء نقشه در مدل رستری به سبب وضوح سلول های آن محدود می گردد. 

ترجمه کتاب کاربرد GIS در مهندسی منابع آب - بخش سیزدهم

WaterMgmt_lg

فراداده شامل اطلاعاتی در مورد محتوا، قالب، کیفیت، دقت، در دسترس بودن، و دیگر ویژگی های یک پایگاه داده GIS است. فراداده می تواند کمکی برای دستیابی به پاسخ سوالات کاربران حول پایگاه داده سیستم اطلاعات جغرافیایی باشد، که برای آنها جهت تصمیم گیری از این نظر که کدام منبع برای نیازهایشان بهتر است مفید خواهد بود. کمیته فدرال اطلاعات جغرافیایی (FGDC) یک استاندارد را برای ذخیره سازی فراداده، به نام استاندارد علمی برای فراداده زمین-مکانی را توسعه داده است. این استاندارد به تشریح مقوله های مهم و آیتم داده های خاص برای فراداده می پردازد.

ترجمه کتاب کاربرد GIS در مهندسی منابع آب - بخش دوازدهم

WaterMgmt_lg

توسعه داده های فتوگرامتری مفهوم پایه ای برای توسعه پایگاه داده های مکانی با وضوح بالا در مناطق شهری است. پروازهای هوایی با دوربین های با کیفیت بالا، داده های پایه ای برای پردازش فتوگرامتری را ارائه می دهند. با استفاده از تکنیک های stereographic، تحلیلگر، یک مدل فتوگرامتری را تعریف می کند که ارتفاعات نقاط، خطوط، و مشخصات تم-اجزاء و همچنین جدول بندی را توسعه می دهد. در مدل های فتوگرامتری، محل نقاط کنترل مطالعه را می توان شناسایی، و رابطه ای ریاضی بین نقاط کنترل و دیگر اجزاء قابل مشاهده در عکس را ایجاد کرد.

ترجمه کتاب کاربرد GIS در مهندسی منابع آب - بخش یازدهم

WaterMgmt_lg

3. داده و پایگاه داده در سیستم اطلاعات جغرافیایی
3. 1. نگاهی کلی
داده ها و پایگاه های داده، پایه و اساس توسعه و مدیریت GIS منابع آب هستند. بدون یک پایگاه داده مناسب با ورودی های دقیق و کامل، هیچ مدل سازی و گزارشی برای پشتیبانی از تصمیم گیری های مختلف، وجود ندارد. منابع داده های مکانی بی شمار هستند؛ و شامل تبدیل اطلاعات موجود از پرونده های آرشیوی و برنامه ها (نقشه) و ایجاد داده های جدید از اندازه گیری های میدانی می باشد. فناوری های اندازه گیری میدانی همچنان در فرم های زمینی، هوایی، و بررسی های ماهواره ای رو به گسترش است. باید توجه داشت که دقت ذاتی داده در هر استفاده در نظر گرفته شود. با توجه به وجود داده ها در فرمت دیجیتال، الزام به بایگانی و مدیریت آن داده ها برای اهداف مشخص شده باید مد نظر باشد. این امر مستلزم دقت در برنامه ریزی و طراحی پایگاه داده های مکانی، که پایه و اساس یک GIS موفق است، می باشد.

ترجمه کتاب کاربرد GIS در مهندسی منابع آب - بخش دهم

WaterMgmt_lg

2. 4. رابط کاربر و حالت های متقابل
یکی از جاذبه های اصلی GIS مدرن، کاربر دوستی آن در سیستم های رابط کامپیوتری که توسط فروشندگان مختلف ارائه شده، می باشد. بازیابی داده نه تنها به داده های ساخت یافته در پایگاه داده و همچنین سرعت بازیابی، که به طراحی خوب رابط ها و زبان شرطی نیز وابسته است. رابط انسان-کامپیوتر محیطی را برای تعامل بیشتر انسان با GIS فراهم می کند. این امر دسترسی کاربر به داده و آنالیز نتایج، و نمایش آنها در قالب های قابل فهم را ساده می کند. اکثر سیستم های اطلاعاتی سنتی، فقط فرمت هایی محدود، نظیر متن، جدول و نمودار را ارائه می دهند. گرچه این فرمت ها هنوز نیز رایج هستند، اما کاراکترهای مکانی ژئودیتا [1] به ما امکان می دهد تا با کمترین هزینه فرمت های گوناگون نقشه و تکنیک های تصویرسازی را داشته باشیم.

ترجمه کتاب کاربرد GIS در مهندسی منابع آب - بخش نهم

WaterMgmt_lg

در مهندسی محیط زیست و منابع آب، نقشه ها و برنامه ها، اساس طراحی می باشند. طرح های زیرساخت در قالب نقشه به تصویر کشیده می شوند؛ تا با ماهیت دقیق این پروژه از لحاظ مکان های خاص و روابط فرا منطقه ای آنها، ارتباط برقرار کنند. به عنوان مثال، سیستم بهداشتی فاضلابی که در شکل 2-4 نشان داده شده را از این نمونه می توان نام برد؛ لایه ها، محل و مسیر جریان فاضلاب را نشان می دهند و خطوط توپوگرافی، کلیات زمین را توصیف می کنند. مقادیر شیب می توانند در ورودی محاسبات برای قطر لوله و چیدمان آنها موثر باشند. ضمن آنکه مسیر لوله کشی جریانات از ویژگی ها و ساختار خاص خیابان ها در این طرح مشتق شده است.

ترجمه کتاب کاربرد GIS در مهندسی منابع آب - بخش هشتم

WaterMgmt_lg

2. 2. 3. تجزیه و تحلیل سیستم اطلاعات جغرافیایی
قابلیت های تجزیه و تحلیل GIS به طور خاص برای حوزه مکانی کوک شده است. یک تابع تجزیه و تحلیل منحصر به فرد برای GIS، عملیات پوشش[1] است، که به موجب آن می توان تم های داده های متعدد را، روی هم اندازی کرده و نیز تقاطع خط و چند ضلعی ها می توانند از آن مشتق شوند. این روش گرافیکی و منطقی در بسیاری مواقع برای شناسایی رابطه بین لایه ی داده های مختلف مورد استفاده واقع می شود. سایر توابع GIS شامل، شبکه ها و عملیات اتصال، تجزیه و تحلیل زمین، درون یابی آماری، و دیگر روش های همسایگی، و همچنین توابعی برای توسعه پایگاه داده مکانی و اصلاح و نگهداری می شود.

ترجمه کتاب کاربرد GIS در مهندسی منابع آب - بخش هفتم

WaterMgmt_lg

2. 2. 2. داده و پایگاه داده سیستم اطلاعات جغرافیایی
معمولا نگاه به پایگاه داده های GIS به عنوان یک سری از لایه های نقشه، که از لحاظ جغرافیایی مرجع شده و ثبت شده می باشند، به یک تصویر رایج تبدیل گشته است. بیشترین داده های سازماندهی شده ی GIS به شکل لایه ها وجود دارند، که هر کدام شامل یک تِم از اطلاعات نقشه است که به شکلی منطقی به محل خود مرتبط شده است (شکل 2-2). هر یک از این نقشه های مجزای موضوعی، به عنوان یک لایه، پوشش، یا سطح نامیده می شود. و هر لایه دقیقا بر روی لایه های دیگری خواهد افتاد؛ به طوری که هر محل و مکان های مربوط به آن در تمام نقشه های دیگر همسان است. در اینجا است که باید گفته شود لایه پایینی این نمودار کاملا مهم است، چراکه در واقع آن نشان دهنده سیستم مکان مرجعی است که در تمام نقشه های دیگر، به دقت ثبت شده است.


آب های زیرزمینی - مبانی و مفاهیم و پروژه های تخصصی

آبخوان ها و سفره های آب زیرزمینی علی رقم آنکه بخش مهم ذخایر طبیعی آب شیرین جهان را تشکیل می دهند، به دلیل ماهیت پنهان از چشم خود، همواره بیشترین فشار ها را در استفاده های بی رویه بر خود تحمل کرده و تنش اساسی بیلان داشته های آبی یک محدوده در این بخش رخ داده است. مدل ها و شبیه سازهای کامپیوتری شناخته شده ای در این زمینه وجود دارد که از گستردگی کاملی به منظور مطالعات و مدیریت برخوردار است.



آب های سطحی - مبانی و مفاهیم و پروژه های تخصصی

آب های سطحی، اگرچه در دسترس ترین منابع برای بشر محسوب می شوند، اما از نظر پایدار بسیار آسیب پذیر و در عین حال بیشترین آلودگی را دریافت و حمل می کنند. همچنین حوادث شدید آب و هوایی مشخصا و حدقل به صورت بصری، بیشتر بر روی این دسته از منابع قابل شناسایی است. شناخت درست آب های سطحی با روش های هیدرولوژیکی یکی از اهداف ماست.



آب های زیر سطحی - مبانی و مفاهیم و پروژه های تخصصی

آب های زیر سطحی،اهمیت بسیار زیادی در ارتباط یابی بین منابع آب و گیاهان دارند. خشسالی ها و ترسالی ها در این مفهوم خود را بیشتر برای انسان نشان می دهند. در عین حال مهم است که بدانیم اندرکنش آب های زیرزمینی و آب های سطحی بر اساس وضعیت لایه ای که آب های زیرسطحی در آن واقع شده است روی می دهد. شناخت درست آب های سطحی با روش های هیدرولوژیکی یکی از اهداف ماست.



برنامه نویسی منعطف به زبان پایتون

عنوان مهندسی برازنده فردی است که با معادلات یک علم آشنایی مشخصی داشته باشد. آشنایی با معادلات و مفهومات علم هیدرولوژی امکان کار با زبان های اسکریپت منعطفی چون پایتون را فراهم می کند که در نتیجه بسیاری از مسائل و مشکلات تخصصی و استثنا در مهندسی آب، امکان حل دقیق و کامپیوتری را پیدا کنند.



دریافت داده های مکانی پرکاربرد در مهندسی آب

بخش مهمی از خطا در محاسبات مهندسی، منتشر شده از داده های پایه ضعیف است. در این بخش می توانید به مجموعه گسترده ای از داده های مکانی چه در فرمت رستری و چه وکتوری، به منظور استفاده در نرم افزارهای مهندسی دسترسی داشته باشید. به مجموعه به مرور زمان افزوده می شود. همچنین محتوای پیشین در صورت امکان بروزرسانی می شود.



دریافت داده ها و اطلاعات پرکاربرد در مهندسی آب

دامنه وسیع داده ها و اطلاعات محیطی، الزام به دسترسی مطمئن و بروز از این آمار و اطلاعات را نشان می دهد. با توجه به گستردگی منابع دستیابی به داده در سطح اینترنت، ما در اینجا مجموعه بزرگی از داده ها را جمع آوری کرده ایم. شما می تواند به همراه توصیحات به این محتوا دسترسی داشته باشید.



درباره بهترين هاي بيسيـــن بدانيد...

Bird

يکي از مهمترين اهداف اين سايت تهيه آموزش هاي روان از ابزارهاي کاربردي علوم آب است.

اهميت مطالعات محيطي با ابزارهاي نوين در چيست؟

امروز با فارغ التحصيلي جمع کثير دانشجويان سالهاي گذشته و حال، با گذر از کمي گرايي ديگر صرف وجود مدارک دانشگاهي حرف اول را در بازار کار نمي زند؛ بلکه سنجش ديگري ملاک؛ و شايسته سالاري به ناچار! باب خواهد شد. يکي از مهم ترين لوازم توسعه علمي در هر کشور و ارائه موضوعات ابتکاري، بهره گيري از ابزار نوين است، بيسين با همکاري مخاطبان مي تواند در حيطه علوم آب به معرفي اين مهم بپردازد.

جستجو در بيسين
سایت مهندسی آب

بیسین - سایت تخصصی مهندسی آب

سایت بیسین با معرفی مهم ترین و کاربردی ترین نرم افزارها و مدل های شبیه سازی در حیطه مهندسی آب، تلاش به تهیه خدمات یکپارچه و محلی از محاسبات هیدرولوژیکی و هیدرولیکی می کند

اطلاعات سايت

  • www.Basin.ir@gmail.com
  • بهزاد سرهادي
  • شناسه تلگرام: SubBasin
  • شماره واتساپ: 09190622992-098
  • شماره تماس: 09190622992-098

W3Schools

W3Schools