Modellierung

Was liegen denn noch fuer Daten ausser den genannten vor? (Wasserstandsganglinien, Dauerlinien, Schluesselkurve etc.)

hi novosibirsk!

ich habe sonst keine daten. ich versuche mein problem anders zu schildern:

ich habe einen rasterdatensatz, auf dem sind stadtpolygone und ein fluss.
nun möchte ich ganz grob abschätzen, wieviel % der polygone bei einem anschwellen
des flusses um 10, 20 oder vielleicht 30m überflutet würden.

es geht also eigentlich um keine modellierung, sondern um eine ganz simple überflutungs-
abschätzung auf rasterbasis.

wenn man das ganze ohne höhenbezug nur mit nem simplen puffer macht und den mit den
stadtpolygonen verschneidet macht, dann werden die potentiellen überschwenmmungsgesbiete
ganz sicher zu groß, da wichtige geländekanten wegfallen, z.b. flussterrassen.

es soll schnell gehen und ein ganz grobes ergebnis liefern, das aber deutlich besser ist
mit einbezug der höhe als ohne nur in der ebene mit puffer.

Fallunterscheidung:
A: Du setzt in Dein Modellgebiet einen einheitlichen Wasserstand
B: Du beruecksichtigst das Gefaelle

Fall A: Digitalisiere ein Polygon, welches mindestens so gross ist wie Dein Ueberschwemmungsgebiet. Weise in der Attributtabelle den Wasserstand zu diesem Polygon zu. Konvertiere diesen in ein Raster in der selben Auflsoesung wie Dein vorliegendes DGM. Benutze den Raster Calculator (Wasserflaechenraster – DGM). Alle positiven Werte stellen eine Uberschwemmung dar. Alle Zellen mit negativen Werte bleiben trocken. Mit entsprechendem Reklassifizieren der Symbologie kannst Du nach der Konvertierung in Vektorform die Polygone mit Deinen anderen Daten verschneiden.

Fall B: Du hast die Hoeheninformation Deines Flussbettes vorliegen. Annahme: Iso = Iw. Also Gefaelle der Sohle = Gefaelle der Wasserspiegellinie, was in diesem und Deinem Fall stationaer gleichffoermigen Abfluss (Normalabfluss) entspricht.

Digitalisiere Deine Querschnitte rechtwinklig zum Flussverlauf als Linienshape ab. Fuege die jeweilige Hoehe des Flussbettes + die gewuenschte Wassertiefe in die Attributtabelle. Dann mache das gleiche wie oben beschrieben.

Egal fuer welche Variante Du Dich entscheidest, wuerde ich auf keinen Fall diese Ergebnisse trauen. ;o) Lediglich ein GIS fuer solche Fragstellungen einzusetzen reicht definitiv nicht aus.

Viel Glueck!

Hi Novosibirsk,
danke erstmal! langsam kommt licht ins dunkel! das prinzip erscheint mir nachvollziehbar.

natürlich würde ich gerne das gefälle berücksichtigen. es reicht auch die
beschriebene fehlerhafte grob-variante.

manches verstehe ich als anfänger aber noch nicht:

dem wasserflächenraster muss ich ja einen konstanten wert geben (z.B. 20m), wie mache ich das? und wie reklassifiziere ich die symbologie?

und das mit den querprofilen verstehe ich noch nicht so ganz. kannst du das ausführlicher erklären?

tut mir leid wegen der umstände! ich tue mich noch etwas schwer mit der materie.

Du gibst dem Raster nur inderekt einen konstanten Wert, da Du den Wert Dein Polygon in der Attributtabelle zuweist. Nachdem Du das gemacht hast, benutzt Du den Spatial Analyst oder den 3D Analyst und machst "convert features to raster". Dabei musst Du die Zellgroesse bestimmen, die identisch zum DGM ist und auswaehlen welchen Wert aus der Attributtabelle GIS fuer Dein Raster nehmen soll (Wasserstand natuerlich).

Fuer das Reklassifizieren schaue mal in der Hilfe nach Worten wie Reclassify, Spatial Analyst, 3D Analyst.

Was hast Du mit den Querprofilen noch nicht verstanden?

Ok! Vielen dank! Zu den querprofilen: Das ziel unter berücksichtigung des gefälles müsste es doch sein, das polygon quasi schief in die ebene zu legen, damit die überflutungsflächen flussabwärts nicht zu groß sind. Wie kann ich das aber über einzelne querprofile meistern? ich muss doch von diesen linien-querprofilen irgendwie auf eine geneigte gesamt-fläche kommen. Vielleicht kannst du das noch mal ausführlicher erklären, wie du das meinst.

Es geht also um das prinzip von fall B, die werkzeuge selbst (also linienshape erstellen etc.) beherrsche ich alle.

Ich glaube, ich habe einfach nur ne blockade und es ist eigentlich total einfach… ein zwei tipps und ich habs :-)

Alles klar. Das Prinzip hast Du genau verstanden. Ich musste nur wissen, wo ich ansetzen soll.

Das Wort Querprofile mag vielleicht auch etwas irrefuehrend sein, da Du ja an den Stellen nicht wirklich ein Querprofil des Flusses und im Nachbarbereich hast. Stattdessen ist an dieser Stelle eine sehr grob abgeschaetzte Wasserhoehe, die Du folgendermassen bekommst:

Du digitalisierst Linien im rechten Winkel zum Flussverlauf ab. Folgende Regeln solltest Du dabei beachten:
1. Die Linien muessen lang genug sein. D.h. die Ueberschwemmungsfaeche sollte nicht aus dem Bereich des Anfang- und Endpunktes der jeweiligen Linie rausgehen. Logischerweise verlaesst die Linie auf beiden Seiten das Flussbett.
2. Die Linien duerfen sich nicht ueberlappen, was bei maeandrierenden Flussverlaeufen etwas problematisch werden kann.
3. Setze die Abstaende der einzelnen Linien zueinander so, dass Du mit dem Endergebnis zufrieden bist.

Jetzt musst Du zu jeder Linie einen Wasserstand zuweisen (Attributtabelle):
Wasserstand = Sohlhoehe + Wassertiefe

Die Sohlhoehe ist bei jedem „Querschnitt“ unterschiedlich. Die Wassertiefe nimmst Du ueberall gleich an. Als Ergebnis hast Du dann unterschiedliche Wasserstaende bezogen auf NN oder andere Referenzhoehe.

Um dies auf die Flaeche zu bringen, interpoliere Deine „Querschnitte“ auf ein Raster, welches die gleiche Zellauflosung wie Dein DGM hat. Dann fuehre die o.g. Schritte durch.

vielen vielen dank erstmal! ich versuch es mal und falls was nicht klappt meld ich mich nochmal. vorerst danke!

Gern geschehen. Dennoch eine Bemerkung, die NICHT boesartig gemeint ist...

Im uebertragenen Sinn: Wuerde ein Ingenieur die Statik eines Hauses so berchnen, wie Du Deine Ueberflutungsflaechen bastelst, so wuerde das Haus zusammenbrechen und der Ingenieur muesste ins Gefaengnis gehen. ;o)

Ich moechte damit sagen, dass das Ergebnis vollkommen falsch sein wird.

Zu Uebungszwecken ist es ja doch vielleicht ganz hilfreich.

so jetzt nochmal ein problem. interpolieren auf eine fläche kann man nur mit punkten als ausgangsdaten.
wie kann ich die linien-querprofile auf eine fläche bringen? das lässt
der spatial analyst nicht zu?!
übrigens geht es tatsächlich um eine
supergrobe abschätzung. klar ist das
sehr fehlerhaft

auch nicht böse gemeint :-)

Du kannst die Linien in Punkte mit beispielsweise folgenden Extensions umwandeln (Convert features to points):

1: X-Tools: http://www.xtoolspro.com/download.html
2. ET GeoWizard: http://www.ian-ko.com/

Ich habe es ja auch nur gesagt, um zu vermeiden, dass Du im Gefaengnis landest. ;o) Hochwasser ist ne heikle Angelegenheit.

klar! .-) wie gesagt, es geht nur um eine einschätzung ob so ein polygon ganz grob zu 30% oder vielleicht 90% überflutet wird. dafür müsste es reichen. und wenn da ein fehler von 25% ist ists auch egal... danke nochmal, bin schonmal gespannt was rauskommt!

Hi Novosibirsk,
das "Modell" hat soweit eigentlich gut funktioniert, aber:

Wie kann ich GIS beibringen, dass es vom Fluss aus beginnt zu befüllen? Denn so sind auch Flächen betroffen, die z.B. hinter einer Geländekante tiefer als der Fluss liegen. Ich möchte aber anhand der vorhandenen Hochwasserpegel-Daten ein Befüllen vom Fluss aus bis zum Niveau x simulieren. Gibt es da kein Tool, dass das kann?

Beste Grüße!

Wenn Du bei Deiner GIS-Variante bleiben moechtest, dann schlage ich Dir zwei Moeglichkeiten vor:

Variante A: Du fuellst diese Senken auf ein bestimmtes Niveau. Dazu schaue mal in der Hilfe nach Source/Sinks in bezug auf den Spatial oder 3D-Analyst.

Variante B: Nachdem Du die Uberschwemmungsflaechen vekorisiert hast, kann durch durch manuelles wegdigitalisieren die Flaechen beseitigen werden, wo Du deutlich siehst, dass es keine Verbindung zum Fluss gibt. Dabei solltest Du aber vorsichtig sein, da haeufig Deiche etc. nicht ausreichend in DGM's erfasst sind. Topographische Karten koennen Dir bei der Identifizierung helfen.

Wenn Du richtig simulieren moechtest, dann reicht wie oben schon gesagt lediglich ein GIS definitiv nicht aus. Ich empfehle ich Dir das kostenfreie HEC-RAS, welches Du unter der Seite von USACE runterladen kannst: http://www.hec.usace.army.mil/software/hec-ras/hecras-hecras.html. Dort findest Du auch die Extension HEC-GeoRAS, welches Dir als eine "Schnittstelle" behilflich sein kann.

HEC-RAS ist ein eindimensionales Stroemungsmodell, welches sowohl stationaeren als auch instationaeren Abfluss simulieren kann. Um daraus gute Ergebnisse zu bekommen solltest Du aber Background zur numerischen Stroemungsmechnaik haben. Zusaetzlich brauchtest Du Pegeldaten wie beispielsweise Ganglinien, Schluesselkurven etc. + Messungen des zu simulierenden Ereignisses um Dein Model zu kalibrieren.

Sorry, ich glaube ich habe auf einen toten Link verwiesen. Neuer Versuch:
http://www.hec.usace.army.mil/software/hec-ras/

vielen dank!

das ergebnis der zu verschneidenden raster layer war im vergleich mit satellitenbildern echt schon erstaunlich. es sollte eben nur eine funktion sein, in der das gis dann in ahnlehnung an zwei oder mehr pegel-punkte das grid vom fluss aus quasi schräg auffüllt und nicht das gesamte gebiet. ich versuche es mal mit den hydrological tools, habe da aber nichts brauchbares gefunden. im endeffekt ist es vom prinzip her ja total billig. ich bin halt nicht so gut im programmieren; manch anderer hätte das in der vba schnittstelle sicher in 2 min programmiert...

ich kann dir dann ja mal ergebnisse als screenshots schicken, es ist wirklich nicht so schlecht, um ganz grob vom wasser gefährdete gebiete abzuschätzen.

wenn du noch gis-tipps hast, immer gerne. ich durchforste nochmal die tools... ich bekomm das hin - hoffentlich ;-)