Scanare 3D a inundațiilor

Combinarea metodelor pentru simulare rapidă și vizualizare 3D

Figure 1: Clădirile sunt colorate în funcție de daunele estimate la inundații într-un scenariu de ploi abundente.

În gestionarea apei potabile și a furtunilor, simularea este utilizată pe scară largă pentru evaluarea riscului la inundații, pentru proiectarea măsurilor de atenuare și pentru planificarea urbană durabilă.

Sesiunile live 3D, reprezintă un instrument eficient de colaborare între experții domeniului și factorii de decizie pentru a discuta și a dezvolta noi idei.

În fluxul de lucru standard al gestionării apei la inundații și furtuni, simularea inundațiilor este separată de analiza și vizualizarea rezultatelor.

Sistemul de suport decizional interactiv numit Visdom scurtează drastic acest proces prin combinarea simulării, analizei și vizualizării într-o singură unealtă. Lucrul cu scenarii alternative este un concept de bază în acest sistem. Utilizatorii pot varia parametrii de simulare pe diferite scenarii și pot compara rezultatele imediat simulate pentru a analiza consecințele variațiilor individuale ale parametrilor.

Parametrii de simulare includ proprietățile evenimentelor inundabile, cum ar fi:

intensitatea

durata precipitațiilor

magnitudinea inundațiilor râurilor

eșecul măsurilor de protecție existente

măsuri de protecție ipotetice, cum ar fi bariere mobile (măsuri pe termen scurt)

zone de reținere (măsuri pe termen lung)

Simulare rapidă

Pentru a acoperi o gamă largă de catastrofe de inundații posibile, sunt luate în considerare diferite tipuri de scenarii a inundații, cum ar fi:

inundații în râuri

precipitații puternice

deversări de canale

Propagarea apei se calculează prin rezolvarea ecuațiilor 2D de adâncime.

Simularea utilizează o schemă numerică îmbunătățită, evitând viteze nerealist de mari la limitele uscate/umede.

Implementarea este optimizată pentru arhitectura de procesare paralelă a unităților moderne de procesare grafică, făcând calculul de mai multe ori mai rapid decât în timp real.

La rețelele de canalizare sau de metrou se utilizează o simulare cu un debit sub presiune. Acest lucru poate fi cuplat cu simularea fluxului de suprafață la intrările în canalizare.

Analiza și vizualizarea 3D

În funcție de amploarea domeniului de simulare, setul de date poate fi foarte mare și poate conține rezultatele a numeroase scenarii. Pentru feedback-ul vizual rapid, sarcinile de analiză sunt executate în paralel.

Pentru estimarea daunelor, pot fi luate în considerare simultan mai multe scenarii.

Probabilități de inundații vizualizate de-a lungul fațadei unei clădiri de interes

În Figura 2, nivelele simulate de apă sunt vizualizate împreună cu probabilitățile lor de-a lungul fațadei unei clădiri selectate de utilizator. Pentru aceasta, odată ce utilizatorul a ales clădirea, sistemul extrage probabilitatea de inundare pentru acea clădire din toate scenariile simulate.

În figura 2, terenul este codat în funcție de culoare în funcție de adâncimea maximă a apei.

Pe lângă culoarea abstractă a terenului, este utilizată o reprezentare realistă a apei (Figura 1). Majoritatea oamenilor au o înțelegere intuitivă a modului în care arată apa, astfel încât o reprezentare naturală a apei crește interpretabilitatea vizualizărilor.

Efectele diferite oferă indicii subtile, cum ar fi undele animate și spumă pentru a indica direcțiile și vitezele de curgere.

Figura 2: Probabilități de inundații vizualizate de-a lungul fațadei unei clădiri de interes.