2

PROGRAMOS SURFER TRUMPAS APRAŠYMAS

PIRMINIS DUOMENŲ APDOROJIMAS KOMPIUTERIU

Pirmiausia reikia žinoti, koks pirminių duomenų formatas tinkamas programai Surfer. Kadangi dabar atliekant geodezinius matavimus gana plačiai naudojami elektroniniai tachometrai (Leica ar kiti) tai iš jų gaunami duomenys turi būti vienokiu ar kitokiu būdu pertvarkyti į tinkamą programai Surfer formatą. Surfer pradinių duomenų formatas yra labai paprastas (ASCII) ir duomenys gali būti redaguojami naudojant paprasčiausius tekstinius redaktorius tokius kaip “Edit” (tvarkant duomenis DOS terpėje) arba “Notepad” (tvarkant duomenis Windows terpėje). Pirmoje eilutėje rašomi stulpelių pavadinimai, toliau patys duomenys (1 pav. ). Atskirų stulpelių duomenys turi būti atskirti kableliu.

1 pav. Pradinių duomenų pateikimo forma

Kai kurie projektavimo institutai (pvz. AB Šiaulių hidroprojektas) turi susikūrę nedideles programėles, kurios sutvarko iš Geodat gautus duomenis ir pateikia programai AutoCad. Pertvarkyti šiuos duomenis iš karto į tinkamą Surfer formatą nėra reikalo, nes AutoCad lengvai eksportuoja reikiamą informaciją gana įvairiais formatais, tame tarpe ir ASCII, kuris tinka programai Surfer. Be to, duomenų pirminį sutvarkymą taip pat geriausia vykdyti su programa AutoCad, nes vykdydami lauko darbus, fiksuojame ne tik būdingus aukščio taškus, bet ir situacijos – kelio ašinę ir griovių ašines linijas, pavienius medžius, sodybas, skardžius ir daugelį kitų objektų, kuriems darbo metu nefiksuojame aukščio o tik horizontalią padėtį. Visų šių objektų duomenys koduojami specialias kodais, pagal kuriuos programa AutoCad išskiria šiuos duomenis į atskirus informacinius sluoksnius. Tada pakanka į ASCII formatą eksportuoti tik aukščio taškų informacinį sluoksnį. Deja ir šiuos duomenis dar reikia truputį aptvarkyti. Programa AutoCad gali eksportuoti pilnai visą informacinį sluoksnį t.y. visus duomenų bazės laukus, tame tarpe ir taškų kodus, bei numerius, kurie programai Surfer nereikalingi. Be to, taškų kodai yra tekstinio formato ir išskirti iš abiejų pusių apostrofo ženklu. Tad šiuo atveju geriausiai tinka redaktorius “EDIT” kuris dirba tiek DOS tiek ir Windows terpėse ir gali redaguoti labai dideles duomenų bylas. Tad, naudojant šio redaktoriaus įprastinę funkciją “Replace” (pakeisti), nesunkiai panaikiname visą nereikalingą informaciją kaip apostrofo ženklai, kabutės ir pan. Taip pertvarkytą duomenų bylą jau galime atidaryti su programos Surfer elektronine lentele, ir jei reikia, dar papildomai paredaguojame duomenis. Kaip taisyklė, taškų aukščių duomenų būna nuo kelių šimtų iki keliasdešimt tūkstančių (tai priklauso nuo tyrinėjamo ploto ir reljefo išreikštumo), tad duomenis patikrinti kartais gerai su programa Microsoft Excel. Ten galime atlikti tam tikras paieškos operacijas, pavyzdžiui surikiuoti nuo mažėjančia tvarka pagal Z reikšmę ir taip greitai patikrinti, ar nėra klaidingų reikšmių. Galima taipogi pakloti grafiką ir iš jo pamatyti ar nėra klaidingų duomenų. Programa Excel taip pat leidžia išsaugoti duomenis tinkamu programai Surfer formatu, be to galima atlikti tiesioginį kopijavimą iš lentelės į lentelę net ir atskiromis kolonėlėmis. Atlikus duomenų redakciją ir viską sutvarkius, pirmiausia vykdome tik taškų paklojimą ir tikriname, ar nesumaišėme X ir Y vietomis. Jei taškų išsidėstymas atitinka tikrovę, galima vykdyti kitas operacijas. Įgudę projektuotojai, be aukščio taškų, dar išsivestų ir objekto ribų taškų sluoksnį (dirbant įprastiniais prietaisais tai būtų topografinės nuotraukos pagrindas arba poligonas). Šis sluoksnis gali būti lengvai pertvarkytas į objekto ribas nustatančių duomenų bylą, kuri vėliau naudojama gardelių duomenų bylai apriboti. Šioje byloje duomenys pateikiami tokia tvarka: pirmoje eilutėje rašome – X1, X2, X3; toliau duomenys X ir Y (2.9 pav. ). X1 – duomenų eilučių skaičius (X ir Y porų). X2 – gali būti 1 arba 0. Jei parašysime 1 – programa vykdys gardelių duomenų apribojimą (apipjovimą) taip, kad horizontalės bus braižomos poligono išorėje, o paliekama tuščia erdvė viduje. Jei parašysime 0 – tai atvirkščiai: horizontalės bus braižomos poligono viduje, o tuščia bus paliekama poligono išorė. X3 – galime užsirašyti kokią nors pastabą. Pavyzdžiui 2–ame paveiksle parodyta duomenų bylos pirma ir antra eilutės, kas reiškia, kad yra 25 duomenų poros, braižomos horizontalės poligino viduje.

2 pav. Duomenų bylos (*. bln), ribojančios tyrinėjamą, pateikimo forma

Tačiau, jei informacinio sluoksnio su duomenimis apie poligono ribas nesame sukūrę dirbdami lauke, didelės bėdos nėra. Tam galime panaudoti turimus aukščio taškus ir pagal juos atlikti digitavimą tiesiog ekrane.

3

TAŠKŲ AUKŠČIŲ PAKLOJIMAS NAUDOJANT AUTOCAD PROGRAMĄ

AutoCad programa įvairius matavimo duomenis išskiriame į atskirus informacinius sluoksnius. Tai

labai naudinga, nes norint išbraižyti horizontales, reikalingas tik taškų aukščių sluoksnis. Iš AutoCad importuojame taškų aukščių sluoksnį, pagal šiuos duomenis braižome horizontales ir eksportuojame atgal į AutoCad. Kaip jau minėjome ši programa skirtingą informaciją talpina atskiruose sluoksniuose, tai suteikia mums galimybę kiekvieną sluoksnį peržiūrėti atskirai, nes jeigu pateiksime visą informaciją iš karto, tai brėžinys gausis labai apkrautas. Čia neaprašome programos AutoCad, nes šiuo metu yra išleista knyga lietuvių kalba pradedantiesiems, o profesionalesnės literatūros yra pakankamai rusų kalba.

TRUMPAS SURFER PROGRAMOS APRAŠYMAS

Šiame skyriuje trumpai aprašomos programos pagrindinės funkcijos ir jų galimybes Su šia programa galima :

• braižyti horizontales, interpoliuoti aukščio taškus, sukurti gardeles, vaizduoti žemės paviršių; • išvesti horizontales pagal turimus pirminius duomenis, sukurti žemės paviršiaus žemėlapį, kuris

parodomas trijose dimensijose; • turimas žemėlapis gali būti parodomas visais norimais aspektais.

Programa suteikia jums visišką kontrolę pasirenkant kuriamo žemėlapio parametrus: braižymo žingsnį, linijų tipą, storį, spalvą. Žymint horizontalių aukščius galime pasirinkti kurias horizontales žymėti, kokiu intervalu pačioje linijoje bus surašomi skaičiai. Užrašant skaičius, galime keisti jų aukštį, dydį. Norint nuspalvinti žemėlapį, galima naudoti jau esamą spalvų skalę arba sukurti savo.

Žemėlapių apipavidalinimo galimybės: • galima nustatyti horizontalių reikšmių intervalus ir kryptį; • kontroliuoti visus žemėlapio simbolius (formatą, dažnumą, padėtį erdvėje); • spalvos parinkimas braižomoms horizontalėms; • žemėlapio spalvinimas pagal automatiškai arba savo sukurtą spalvų skalę; • linijų storio ir stiliaus parinkimas; • braižomų linijų kampų sušvelninimas; • horizontalių uždengimas plotuose kuriuose nenorite rodyti jokių duomenų; • pasukimas ar pakreipimas žemėlapio norimu kampu; • nepriklausoma skalė x ir y ašyse; • įvairios operacijos su ašimis. Jas galima rodyti arba ne, pasukti, žymėti ženklus jose; • galima kurti kiek nori žemėlapių puslapyje; • žemėlapio spausdinimas nespalvotai ir spalvomis;

Surfer interpoliavimo metodai suteikia mums galimybę sukurti tikslius horizontalinius ir trijų dimensijų

reljefo vaizdavimo žemėlapius, turint pradinius duomenis. Galima pasirinkti net keletą interpoliavimo metodų, tačiau reikia žinoti ir jų parametrus. Galite nustatyti gardelės dydį, taip pat gardelių skaičių. Jeigu jūsų turimi pradiniai duomenys jau išdėstyti stačiakampiais, tai galima kurti žemėlapį tiesiog iš turimų duomenų. Interpoliavimo galimybės:

• interpoliavimas iš neriboto skaičiaus x, y, z duomenų taškų; • bet kokio dydžio gardelių sukūrimas, interpoliavimo būdo pasirinkimas; • galima reguliuoti interpoliavimo linijų ribas, padėtį erdvėje ir linijų skaičių; • galima atlikti matematinius veiksmus su gardelėmis.

Toliau pateikiame trumpą visų programos funkcijų aprašymą iliustruojant atitinkamais paveikslėliais

pagal programos meniu ir piktogramų išdėstymą. Pradžioje pateiktas pagrindinis programos langas ir pagrindinis meniu su įrankių (piktogramų) skale.

Po to kiekvienos meniu funkcijos kaip antai “File”, “Edit” ir kt. Langai nagrinėjami atskirai. Čia nepateikiame įrankių skalės funkcijų aprašymas, nes piktogramose nurodytos funkcijos ir įrankiai dubliuoja komandas, kurios vykdomos per langų sistemą. Programos veikimo principai kaip ir visų kitų, Windows terpėje dirbančių programų.

4

Darbas su bylomisRedagavimas Braižymas

VaizdasDarbas suobjektais

Gardeliųparuošimas

Žemėlapiosukūrimas

Darbassu langais

Pagalba

Suk

urti

naują

bylą

Pan

aiki

nti p

ažym

ėtą

obj

ektą

Spa

usdi

nti

Per

eiti

prie

dar

bo

su d

uom

enų

lent

ele

Išsa

ugot

i bylą

Atid

aryt

i jau

su

kurtą

bylą

Kop

ijuot

i paž

ymėtą

obje

ktą į b

uferį

Obj

ektų

žym

ėjim

asR

ašyt

i tek

stą

Bra

ižyt

i pol

igoną

Bra

ižyt

i lin

ijąĮv

esti

tašk

usB

raiž

yti s

tači

akam

pį

Kop

ijuot

i obj

ektą

iš

buf

erio

Bra

ižyt

i elip

sęV

aizd

o di

dini

mas

IV

aizd

o di

dini

mas

IIV

aizd

o m

ažin

imas

Impo

rtuot

i obj

ektą

Bra

ižyt

i hor

izon

tale

sP

aklo

ti tik

tašk

usB

raiž

yti t

rimatį p

avirš

iųP

agal

ba

3 pav. Programos “Surfer” pagrindinis langas ir jo paaiškinimai

4 pav. Darbo su bylomis langas – File. New – sukuriama nauja byla (reikės pasirinkti ar brėžiniui – Plot, duomenų lentelei – Worksheet, ar teksto redaktoriui – Editor); Open – atidaryti seniau sukurtą bylą (lentelę ar brėžinį); Close – baigti darbą ir uždaryti bylą (prieš tai jus paklaus ar norite išsaugoti paskutinį variantą); Save – išsaugoti paskutinį bylos variantą; Save As – išsaugoti bylą nauju pavadinimu ir paliekant nepakeistą prieš tai buvusį variantą; Worksheet – su šia komanda pereiname dirbti su lentele ir pradinių duomenų joje tvarkymu; Tą patį galime padaryti su komanda Window pagrindiniame lange; Import – įkelti objektą, sukurtą su kita programa pvz. Brėžinį padarytą su AutoCad (čia jums bus nurodomi leistini objektų formatai). Export – procedūra atvirkštinė įkėlimui. Jūsų sukurtas brėžinys gali būti išsaugomas (įrašomas į kietą diską ar kitur) kitokiu formatu nei Surfer, kuris suderinamas su kuria nors kita programa, su kuria jūs toliau norite tvarkyti pradėtą brėžinį, tarkim AutoCad. Print – vykdomas objekto, kuris tuo metu yra aktyvuiame lange, spausdinimas; Print setup – išeiname į spausdinimo parametrų nustatymo langą; Page Layout – išeiname į puslapio dydžio ir kitų jo parametrų nustatymo langą; 1 SAMPLE3. SFR – rodomas paskutinių bylų, su kuriomis dirbote sąrašas. Bet kurią iš jų suaktyvinus pelės dešiniu klavišu, ji bus atidarytas Preferences… – nustatomi programos Surfer parametrai, kurie vėliau gali būti keičiami kitomis komandomis; Exit – baigti darbą su programa. Prieš tai programa paklaus ar nenorite išsaugoti paskutinių pakeitimų “…save changes?”.

5

6 pav. Vaizdo ekrane nustatymo langas. Fit to Window – Vaizdas bus parinktas tokio dydžio, kad išsitektų ir tuo pačiu pilnai užpildytų aktyvų langą; Page - rodyti visą puslapį; Actual Size – rodyti objekto realų dydį (nor jis ir ne visas bus matyti ekrane); Full Screen – rodyti ekrane tik nubraižytą objektą (nerodomas nė vienas kitas programos langas); Zoom – didinti ar mažinti vaizdą ekrane nurodytu dydžiu; Redraw – pakartotinai perbraižyti vaizdą ekrane (tai reikalinga tada, kai ekrane pasirodo neaiškių objektų ar detalių); Auto Redraw – prieš tai aprašyta komanda atliekama nustatytu laiko intervalu automatiškai (jei pažymėta varnele).

8 pav. Darbo su objektais langas. Move to Front – kai yra keli, vienas kitą dengiantys objektai, su šia komanda galima pasirinktą objektą iškelti į viršutinį sluoksnį; Move to back – atlikti atvirkščią veiksmą prieš tai aprašytam; Combine - apjungti keletą pažymėtų objektų į vieną objektą; Break Apart – išskaidyti prieš tai apjungtus objektus į atskirus; Rotate – pasukti pasirinktą objektą apie jo centrą norimu kampu; Free rotate - pasukti objektą nenurodant kampo (tada žymklis virsta kampo ženklu ir pelyte galime laisvai sukioti objektą); Align Objects – išlyginti pažymėtus objektus pagal dešinį ar kairį kraštą, pagal centrą ir kt. ;

9 pav. Gardelių paruošimo langas. Data - pradiniai duomenys gardelių failui sudaryti ,Funkcion - vaizdo kurimas pagal funkcijas, Math - matematiniai veiksmai su gardelėmis, Calculus - matematiniai veiksmai su pradiniais duomenimis, Matrix Smooth - duomenų išlyginimo matematinė funkcija, Spline Smooth-duomenų išlyginimo funkcija, Blank - kontūro apkirpimas, Utiliti - keičia formatą (ištraukia dalį duomenų į kitą failą, keičia koordinačių ašių padėtį), Volume - tūrių skaičiavimas, Slice - suformuoja duomenis profilių braižymui, Residuals – su šia programos funkcija galime apskaičiuoti skirtumus tarp pradinių aukščio taškų ir interpoliuotų dydžių t.y. įvertinti interpoliavimo paklaidą, Grid Node Editor… - gardelių bylos redaktorius (leidžia redaguoti taškų aukščiuos plote).

5 pav. Objektų redagavimo langas – Edit. Undo … - atšaukti paskutinę įvykdytą redagavimo komandą ar operaciją. Atšaukiamų operacijų skaičius nustatomas lange “Preferences”; Can’t Redo – negalima atlikti atvirkščios Undo operacijai komandos. Jei vietoj to dega tik Redo – tada galima. Cut - iš brėžinio pašalinamas objektas, jo turinį kol kas paliekant kompiuterio atmintyje (jei apsirikome, galime naudoti komandą Undo, arba Paste); Copy – pasirinktas objektas nukopijuojamas į kompiuterio atmintį; Paste – prieš tai nukopijuotas į atmintį objektas kopijuojamas į ekraną. Ši komanda veikia jei prieš tai buvo vykdyta “Cut” arba “Copy”; Delete – pašalinamas objektas jo nekopijuojant į atmintį. Šią komandą galima atšaukti tik naudojant “Undo”; Select All – pažymėti visus aktyviame lange esančius objektus; Block select – pažymėti tik pelyte apvedamoje lango srityje esančius objektus; Flip Selection – apversti pasirinktą objektą kita puse (galima tiek vertikaliai tiek horizontaliai); Object ID – suteikti objektui pavadinimą, jį identifikuoti; Reshape – keisti objekto formą ar dydį; Color Palette – išeiti į spalvų pasirinkimo paletės langą .

6

10 pav. Žemėlapio sukūrimo langas. Load Base Map – apibrėžia kontūrą (jei jis prieš tai sukurtas); Contour – vykdomas horizontalių skaičiavimas ir braižymas, Post – vykdomas taškų pagal pirminius duomenis paklojimas, Classed Post – vykdomas atitinkamų plotų žymėjimas skirtingais simboliais (panaši procedūra kaip ir taškų paklojimas, tik čia atskiroms taškų grupėms galime parinkti skirtingus simbolius); Image – spalvoto vaizdo sukūrimas (pagal tuos pačius duomenis galime sukurti mozaikinį vaizdą), Shaded Relief – reljefo vaizdavimas kai rodomi pagal saulės padėtį susidarantys šešėliai; Surface – pavaizduojamas paviršius trijose dimensijose (ši procedūra leidžia projektuotojui vaizdžiau pamatyti nagrinėjamo ploto reljefą); Axis – operacijos su ašimis (rodyti, ilginti, skaičius rodyti ar ne ir kt. ); Scale Bar – mastelinė liniuotė, Background – pagrindo spalva ir pagrindo apibrėžimas; Digitize – taškų digitavimas tiesiog ekrane (tik ant plokštuminio vaizdo), 3D Wiev – vaizdo redagavimas trijose dimensijose (sukiojimas ašių atžvilgiu), Scale – mastelio nustatymas; Limits – ribos; Stack Maps – sujungti kelis žemėlapius į vieną; Overlai Maps – atskirų žemėlapių sluoksniavimas, Edit Overlays – atskirų sluoksnių redagavimas.

11 pav. Nubraižyto objekto atributų parinkimo langas. Naudojamas kai žemėlapyje braižome papildomus paaiškinamuosius objektus. Fill Attributes – čia paspaude pelyte žemiau esantį mygtuką, išeisime į objekto užpildymo atributų langą (20 pav. ), jei paliksime “NONE”, objektas liks neužpildytas); Line Attributes – paspaudę mygtuką su linija, išeisime į linijos atributų langą (18 pav. ) ir pasirinksime linijos storį ir stilių (punktyrą, dvigubą etc. ).

12 pav. Elektroninės lentelės pavyzdys. Tokioje lentelėje pateikiami pradiniai duomenys. Joje duomenų redagavimas vykdomas panašiai kaip ir kitose lentelėse, pvz. Excel ar Works.

13 pav. Programos parametrų nustatymo langas. Show - nurodome kas bus rodoma (jei pažymėta varnele) ekrane. Rulers – liniuotė; Grid – tinklelis, Toolbar – įrankių skalė; Scroll Bars – vaizdo perslinkimas; Page – puslapis; Dimensions – dimensijos (centimetrai, metrai, milimetrai ir pan.); Coordinates – koordinatės. Page Units – pasirenkame ilgio vienetus; Default Atributes – pasirenkame dažniausiai naudojamus linijų, simbolių ir objektų užpildymo atributus (vėliau juos galime keisti); Rulers and Grid - kiek gardelių yra viename centimetre ir į kiek padalų sudalintas rodomos liniuotės vienas centimetras. Taip pat čia galime pasirinkti, kad žymeklio pozicija ekrane butų rodome ir liniuotėse; Number of Undo Levels – nurodome kiek paskutinių komandų galima bus atšaukti (jei suklydome).

7

14 pav. Jau sukurtos duomenų bylos atidarymo langas. Šiame lange nurodome kur yra duomenys. To reikalaujama vykdant taškų interpoliavimą ir kuriant gardelių bylą. Nurodome bylos pavadinimą ir kur ta byla yra. Suradę ir pažymėję reikalingą bylą, spaudžiame “OK”.

15 pav. Horizontalių braižymo langas. Braižant horizontales būtina apibūdinti pačias linijas, t. y. nurodyti jų storį, spalvą, pasirenkamą žingsnį ir kitus parametrus. Level – nurodomas aukščio intervalas tarp gretimų horizontalių (16 pav.); Line – nurodomi linijos atributai; Fill – plotas, Label – skaičiai ant linijų (pelyte spaudžiant du kartus žodelis “Yes” pasikeičia į “No” ir atvirkščiai; taip nurodome ar skaičius bus rašomas ar ne), Hach – rodyti berštrichus ar ne (24 pav.).

16 pav. Horizontalių laipto nustatymo langas. Nurodome didžiausią ir mažiausią horizontalę bei intervalą tarp jų. Pavyzdžiui melioracijos projektuose horizontalės dažniausiai braižomos kas 25 centimetrai.

17 pav. Linijos spektro nustatymo langas. Nurodome kaip keisis linijų spalva, keičiantis aukščiams. Sakysim “Minimum …” pasirenkame pilką spalvą, o “Maximum …” – juodą. Tuomet didėjant aukščiui horizontalių spalva palaipsniui keisis iš pilkos į juodą spalvą. Jeigu norime, kad brėžinyje butų viena spalva, tuomet abi linijas (Minimum … ir Maximum… ) parenkame vienodos spalvos.

8

18 pav. Linijų atributų nustatymo langas. Šiuo langu naudojamės kuriant horizontalinius, 3 dimensijų paviršiaus žemėlapius, pagrindinius žemėlapius. Kur reikia brėžti linijas ten ir naudojame linijų atributų langą. Į jį visuomet išeisime du kartus paspaudę pelytės žymeklį ant linijos. Čia galima pasirinkti linijų spalvą – Color, stilių – Style (ištisinė ar brukšninė), linijos storį. Keičiant parametrus, linijos pokyčiai rodomi čia pat (Sample). End Styles – galime pasirinkti linijos galų stilų (rutuliuką, rodyklę ir kt).

19 pav. Žemėlapio užpildymo spalvų spektro langas. Jis naudojamas tada, kai norime ne tik išbraižyti horizontales, bet ir visą erdvę užpildyti pereinamomis spalvomis nuo mažiausios iki didžiausios reikšmės (panašiai kaip 35 pav.). Pasirenkame spalvą didžiausiai reikšmei Maximum (šiuo atveju balta) ir mažiausiai Minimum (šiuo atv, juoda). Gausime spalvų gamą nuo baltos (aukščiausia vieta) iki juodos (žemiausia vieta), priklausomai nuo to kokį pasirinkome intervalą tarp horizontalių.

20 pav. Objektų vidinės erdvės užpildymo spalvomis ar štrichavimu atributų langas. Color – spalvų paletėje pelyte pažymime norimą spalvą; Pattern – štrichavimo paletėje pasirenkame norimą štrichavimo būdą (none – neštrichuojama); Background – jei spalvą renkame fonui t. y. visam puslapiui; Foreground – jei spalvą ar štrichavimą renkame tik pasirinktam objektui; Edit – galime redaguoti štrichavimą (linijų storį, tankį etc. ). Suredagavus – komanda Save (Išsaugoti). Baigus – spausti “OK”.

21 pav . Horizontalių (kontūrinių linijų) reikšmių langas. Font – nurodomi teksto atributai; Format – nurodomas skaitmenų užrašymo formatas (vietų sk. po kablelio); Orient … - jei langelis pažymėtas varnele, skaitmenys bus orientuoti nuo apačios į kalną; First … - pirmoji kontūrinė linija kuriai bus užrašyta reikšmė; Labeled … - kas kelintai linijai bus užrašoma reikšmė; Curve Tolerance … - nerašyti reikšmių ant ryškių nurodyto ilgio išlenkimų; Label to Label … - tarpai tarp reikšmių ant tos pačios linijos; Labe to Edge … - leistinas atstumas nuo linijos galo. Pasirinkus reikiamus parametrus spausti “OK”.

9

22 pav. Teksto atributų langas. Face – pasirenkamas šriftas (Times, Arial etc); Points – šrifto dydis; Style – šrifto stilius (Bold – pastorintas, Italik – kursyvas, etc. ); Sample – lange tup pat momentu jums rodomas pasirinkto šrifto pavyzdys; Color – pateikiama spalvų paletė (čia pelyte pažymime norimą šrifto spalvą). Išsirinkus visus teksto atributus, pelyte spaudžiame mygtuką “OK”.

23 pav. Skaičių formato nustatymo langas. Šiame lange nurodome kiek bus rašoma skaičių prieš ir po kablelio Fixed – fiksuotas kablelis (tada skaitmenų kiekį po kablelio nurodome su “Decimal Digits”. Galime nurodyti, kad butų kableliu išskiriami tūkstančiai (“Thousands”), arba kad rašomi tik absoliutūs dydžiai (nerašomas minuso ženklas, “Absolute Value”). Jei norime, galime nurodyti, kad butų rašomi tekstiniai simboliai prieš skaičių “Prefix” ir už jo “Sufix”(pavyzdžiui brūkšneliai).

24 pav. Berštrichai (brūkšneliai ant horizontalių). Šiame lange nurodome kokio ilgio bus brūkšneliai (Length), ką jie žymės - kalvas ar daubas(Direction), nuo kurios horizontalės pradedame braižyti berštrichus (First hached …) ir kas kelinta horizontalė bus brūkšniuojama (Hached line frequency).

25 pav. Taškų paklojimo langas. Šiuo langu naudojamės kai pagal pirminius duomenis paklojami taškai. Pirminiai duomenys pateikiami lentelėje ir šio lango pagalba nurodome kokios koordinatės(x ar y) yra A arba B skiltyje - Worksheet Columns. Taip pat galima apibūdinti taškus žyminčių simbolių dydį – Symbol Size, taško aukščio reikšmės formatą ir poziciją – Label Position, bei pasirinkti rekšmę užrašančio teksto šriftą – Font, ir Formatą – Format. Pagal nutylėjimą taško simbolis yra kryželis “Default Symbol”, tačiau galime pasirinkti ir kitokių (26 pav. ) .

10

26 pav. Simbolių atributų langas. Jie naudojami kuriant Post Map (žemėlapis pagal pirminių duomenų taškus). Kuriant šiuos žemėlapius taškus galima žymėti norimu simboliu, galima pasirinkti formą. Simboliui galima suteikti norimą spalvą. Tai labai patogu kai norime vaizdžiai parodyti skirtingų aukščių taškus. Simbolių atributai taip pat gali būti naudojami atliekant digitavimą.

27 pav. Paviršiaus braižymo langas. Šiuo langu naudojamės kai kuriame paviršiaus žemėlapius. Nurodome x, y, z koordinates, t. y. kokiomis kryptimis linijas brėžti, kokiomis ne - Plot Lines of Constant. Galime naudoti spalvų skalę – Color Levels, kad vaizdžiau parodytume reljiefo ypatumus, pašalinti nematomas (tas kurios iš tikrųjų užsidengia kitomis) linijas. Galime rodyti tiek viršutinį, tiek apatinį paviršius. Pažymime ar ekrane rodysime paviršiaus pagrindą, visas vertikalias linijas. Kuriant šiuos žemėlapius naudojame ir linijų atributus. Galima naudotis informacija apie gardeles (kolonėlių sk. , eilučių sk. ).

28 pav. Spalvų spektrų nustatymo langas. Spektrai naudojami kuriant horizontalinius, šešėlinius, pagrindinius, paviršiaus, žemėlapius. Galima naudotis esamu spalvų spektru arba sukurti savo. Spalvų spektrai naudojami siekiant kuo vaizdžiau parodyti reljefo ypatybes.

29 pav. Spausdinimo langas. Truncate – jeigu ekrane esantis objektas didesnis už spausdintuvo naudojamo popieriaus lapo formatą tai naudojant šią komandą objektas bus spausdinamas masteliu 1:1 dalimis ant atskirų lapų. Kad ekrane esantis objektas pilnai tilptų įspausdintuvu naudojamo lapo formatą, naudojame komandą Fit to Page ir vaizdas automatiškai suspaudžiamas. Naudojant komandą Tile atliekamas toks pat veiksmas kaip ir su Trucate tiktai dar galima keisti mastelį 50,100 ir t.t. procentų. Spausdinant vaizdą ant atskirų lapų galime nurodyti, pagal vertikalią ir horizontalią kryptis kiek užleisti centimetrų ,kad lengviau butų suderinti objekta atspausdintą atskiruose lapuose. Norint spausdinti žemėlapį atskirais sluoksniais

11

naudojame – Separate komandą.

29 pav. Lapo formatavimo langas. Lapo formato nustatymas – Paper size (A4). Lapo padėties (vertikalus ar gulsčias) nustatymas – Orientation. Jei mus netenkina standartinio dydžio lapai, tai galime atskirai nurodyti plotį (Width) ir aukštį (Height).

TAŠKŲ INTERPOLIAVIMAS IR GARDELIŲ BYLOS SUKŪRIMAS (Gridding)

Iš turimų pradinių duomenų sukuriama gardelių byla. Gardelių sudarymo metodai skiriami į dvi pagrindines grupes: tiksliam ir sušvelnintam interpoliavimui. Naudojant tikslius interpoliatorius duomenų taškai atitinka gardelės dviejų linijų susikirtimo tašką. Tačiau duomenų taškai retai kada būna tiksliai ant gardelės linijų susikirtimo taško. Jei parinksime tokias gardelių išmieras, kad kiekvienas atskiras taškas papultų į atskirą gardelę, tuomet interpoliavimas bus bene tiksliausias, tačiau tada labai padidės gardelių skaičius ir skaičiavimų trukmė. Tad visuomet tenka ieškoti “aukso vidurio”.

Interpoliavimo metodų yra keletas, tačiau žemės paviršiaus aukščių interpoliavimui dažniausiai naudojami “Kriging” ir “Triangulation with Liner interpolation”.

“Kriging” yra geostatinis gardelių sukūrimo metodas. Jis pakankamai populiarus ir gerai žinomas. Šio metodo pagalba kuriami patrauklūs horizontaliniai ir paviršiaus žemėlapiai iš pradinių duomenų. Jis gali būti pritaikytas prie įvairaus duomenų išsidėstymo.

“Triangulation with Liner interpolation” metodo esmė yra ta, kad kuriami trikampiai brėžiant linijas tarp turimų taškų. Pirminių duomenų taškai sujungiami taip, kad nei viena trikampio kraštinė nesikerta su kito trikampio kraštine. Gardelių bylos sukūrimas visiškai nesudėtingas. Vykdomų komandų seka parodyta 30-ame paveiksle. Taip sukurta gardelių byla bus stačiakampio formos, o stačiakampio kraštinės eis per per minimalias ir maksimalias koordinates x ir y kryptimis. Kaip jau minėta prieš tai, jei turime poligono kampų koordinates, lengvai galime sudaryti ploto aprobojimo bylą (*.bln). Jei tokių duomenų neturime, galime pasikloti visus turimus taškus ir atsirinkti reikalingus (komanda “post” 31 pav.).

30 pav. Gardelių bylos sukūrimo komandų seka

Pirmiausia pasiklojame aukščio taškus. Vykdome tokią komandų seką (31 pav. ):

12

31 pav. Atskirų taškų paklojimo komandų seka.

Turėdami paklotų taškų vaizdą ekrane, nesunkiai galime surasti objekto ribas. Tuomet vaizdą tikslumo dėlei išsididiname ir vykdome digitavimą. Digitavimui sukurtas objektas (šiuo atveju taškų vaizdas) pažymimas ir vykdomos tokios komandos (32 pav. ).

32 pav. Digitavimo funkcijos įjungimo komandų seka

Po šios komandų sekos pelės žymeklis virsta kryželiu. Nustatome šį kryželį į norimą vietą ir spaudžiame dešinį pelės klavišą. Tuomet nurodytas taškas pažymimas raudonu kryželiu, o jo koordinatės matyti naujai atsidariusiame lange “Digit. dat”. Procedūra kartojame, kol apeiname visą objektą aplinkui ir grįžtame į pirmutinį tašką. Digitavimo metu sekame kiek taškų įvedėme, nes programa to nefiksuoja. Baigus digituoti poligoną, lange “Digit. dat” pasinaudoju komanda “Edit” ir prieš pirmą eilutę klavišu “Enter” įterpiu eilutę, kurioje įrašau parametrus, aptartus 2-ame paveiksle. Po to, pasinaudojant tame pačiame lange “Digit. dat” esančia komanda “Save”, išsaugau duomenis su plėtiniu “*. bln”. Taip gavome, jau aukščiau aprašytą duomenų bylą, reikalingą gardelių duomenų bylai apriboti. Baigus grįšime prie įprastinio darbo režimo atšaukdami digitavimo ręžimą (ties komanda “Digitize” lange “Map” neturi būti varnelės) ir bus galima redaguoti brėžinį.

Turint jau sukurtas gardelių duomenų bylą “*.grd” ir ją ribojančių duomenų bylą “*.bln”, apribojimo komandų seka tokia (33 pav. ).

33 pav. Gardelių duomenų apribojimo (apipjovimo) komandų seka.

HORIZONTALIŲ BRAIŽYMAS NAUDOJANT PROGRAMĄ SURFER

13

Pagaliau priėjome prie paskutinės procedūros – horizontalių braižymo. Vykdome tokią komandų seką (34 pav. ).

34 pav. Horizontalių braižymas.

Vykdant horizontalių braižymą, reikia ypač atkreipti dėmesį į horizontalių parametrų nustatymą. Kai horizontales vaizduojantis brėžinys mus tenkina, tada brėžinį eksportuojame į programai AutoCad priimtiną formatą. Naudojame komandas “File>Export” ir būtinai nurodome plėtinį “*. dfx”, nes tai vienintelis formatas (vektorinis), kurį gali importuoti AutoCad. Prieš atliekant “exportą” būtina pašalinti visus nereikalingus komponentus, paliekant tik pačias horizontales ir skaitines reikšmes ant jų, nes visa tai bus matyti ir duomenis importavus į AutoCad bylą, kurioje jau turime visus kitus informacinius sluoksnius. Žinoma, visus šiuos nereikalingus objektus galima bus pašalinti ir programos AutoCad terpėje, tačiau tam reikės žymiai daugiau laiko.

KITOS SURFER PROGRAMOS PANAUDOJIMO GALIMYBĖS

SPALVOTŲ ( MOZAIKINIŲ ) ŽEMĖLAPIŲ KŪRIMAS

Kuriant spalvotus žemėlapius (35 pav.), naudojamos skirtingos spalvos aukščiams parodyti. Naudojant Surfer viena spalva į kitą pereina automatiškai, keičiantis aukščiams. Taigi visas žemėlapis pasidengia pereinama spalva. Galima parinkti spalvos atspalvį kiekvienam taškui nuo 0 iki 100. Tokiu būdu galima sudarinėti žemėlapius naudojant bet kokios spalvos skalę, kuri gali būti panaudota ir kitiem spalvotiems žemėlapiams. Spalvoti žemėlapiai gali būti kuriami nepriklausomai nuo kitų žemėlapių, bet taip pat gali būti derinami su kitais, jau sukurtais žemėlapiais. Šie žemėlapiai gali būti sukiojami, ribojami, keičiamas mastelis.

14

35 pav. Mozaikinis žemėlapis

ŠEŠĖLINIŲ RELJIEFO ŽEMĖLAPIŲ SUKŪRIMAS

Surfer šešėlinių žemėlapių programa kuria šešėlinius žemėlapius naudojant gardelių bylą. Šiuose žemėlapiuose naudojamos įvairios spalvos, norint išryškinti reljefo ypatybes (nuokalnes, daubas). Surfer apibudina kiekvienos gardelės padėtį paviršiuje ir suteikia atskirą spalvą kiekvienai gardelei. Šešėlinių žemėlapių spalvos yra susijusios su saulės atspindžiais paviršiuje. Saulės padėtį paviršiaus atžvilgiu galima nustatyti. Surfer automatiškai perveda vieną`spalvą į kitą keičiantis paviršiaus aukščiams. Todėl visas žemėlapis pasidengia tolygiai, spalvų perėjimai sklandūs. Šiuos žemėlapius galima kurti naudojant bet kokią spalvų skalę. Šešėliniai žemėlapiai gali būti kuriami nepriklausomai nuo kitų žemėlapių, bet taip pat juos galima derinti su kitais kuriant kelių sluoksnių žemėlapius. Šie žemėlapiai kaip ir kiti gali būti ribojami, sukiojami.

TAŠKŲ PAKLOJIMAS PAGAL PIRMINIUS DUOMENIS

Šie žemėlapiai (36 pav.) parodo x, y taškų padėtis pasirinktu dydžiu arba proporcingais pagal mastelį simboliais bet kokios spalvos. Žemėlapius galima kurti nepriklausomai nuo jau sukurtų žemėlapių puslapyje. Šiuos žemėlapius galima kurti ant horizontalinių ar paviršiaus žemėlapių. Kiekvienam pasirinktam taškui galima parinkti simbolį norimo stiliaus ir dydžio. Prie kiekvieno taško gali būti rodomi aukščiai nuskaityti iš duomenų bylos. Taip pat galima kurti klasifikuotus žemėlapius. Tai daroma suteikiant skirtingus simbolius kiekvienai duomenų eilei ar skirtingų aukščių taškams.

15

36 pav. Taškų paklojimas pagal pirminius duomenis

ŽEMĖLAPIŲ KOMPONAVIMAS Žemėlapių komponavimas suteikia jums galimybę derinti tarpusavyje reikiamą skaičių skirtingų

žemėlapių (37). Taigi galime ant paviršiaus žemėlapio uždėti horizontalinį , pagrindinį ar dar kokį žemėlapį. Kadangi galime dėti kiek norime sluoksnių ant žemėlapio, tai galime parodyti skirtingos kilmės duomenis viename brėžinyje.

72.00

72.50

73.00

73.50

74.00

74.50

75.00

75.50

76.00

76.50

77.00

77.50

78.00

78.50

79.00

79.50

80.00

37 pav. Žemėlapių komponavimas

PAVIRŠIAUS VAIŽDAVIMAS TRIJOSE DIMENSIJOSE

16

Turimus duomenis galima parodyti trijose dimensijose (38 pav.). Galima naudoti spalvų zonas nepriklausomai nuo x, y, z ašių. Ortografinis ar perspektyvus projektavimas, bet kuriuo pasvirimo kampu. Galimos įvairios x, y, z ašių kombinacijos. Norint akivaizdžiau parodyti reljefo ypatumus naudojama spalvų skalė.

72.00

72.50

73.00

73.50

74.00

74.50

75.00

75.50

76.00

76.50

77.00

77.50

78.00

78.50

79.00

79.50

80.00

38 pav. Paviršiaus vaizdavimas trijose dimensijose

HEC-RAS Programinės įrangos aprašymas

Hidrologijos inžinerinio centro (HEC) sukurta programinė įranga HEC-RAS (River Analysis System) skirta

atlikti vienmačiams nusistovėjusios, nenusistovėjusios tėkmės ir nešmenų judėjimo skaičiavimams. Sistema

turi papildomas hidraulinio projektavimo savybes, kurios gali būti naudojamos skaičiuojant vandens

paviršiaus profilius.Paskutinė versija 2.2 skaičiuoja tik nusistovėjusios tėkmės parametrus. Nenusistovėjusios

tėkmės ir nešmenų transportavimo skaičiavimai bus integruoti vėlesnėse versijose.

HEC-RAS sudaro grafinė vartotojo sąsaja (GVS), atskiri hidraulinės analizės komponentai, duomenų kaupimo ir valdymo posistemė, duomenų ir skaičiavimo rezultatų grafinio pateikimo priemonės bei ataskaitų ruošimo funkcijos. Vartotojo sąsaja Vartotojas su programa bendrauja per grafinę vartotojo sąsają (GVS). Ši sąsaja turi šias funkcijas:

- failų valdymas; - duomenų įvedimas ir redagavimas; - hidraulinė analizė; - lentelių sudarymas ir grafinis įvedamų-išvedamų rezultatų rodymas; - ataskaitų ruošimo priemonė; - pagalbos sistema.

Hidraulinės analizės komponentai

17

Nusistovėjusios tėkmės vandens paviršiaus profiliai. Šis modeliavimo sistemos komponentas yra skirtas skaičiuoti nusistovėjusios lėtai kintančios tėkmės vandens paviršiaus profiliams. Sistema gali apimti pilną vagų tinklą – ar tai būtų besišakojanti sudėtinga sistema, ar pavienė upės atšaka. Šis modeliavimo komponentas modeliuoja nesiekiančius kritinio, viršijančius kritinį bei besikeičiančius vandens lygius. Nusistovėjusios tėkmės modeliavimas bei nešmenų judėjimo kintančiose ribinėse sąlygose skaičiavimai bus integruoti vėlesnėse programos versijose. Duomenų saugojimas ir valdymas Duomenys saugojami taip vadinamuose „plokščiuose” failuose (ASCII ir dvejetainiai). Vartotojo įvedami duomenys saugomi šiuose failuose, suskirstant juos į tam tikras kategorijas – projektas, planas, geometrija, nusistovėjusi tėkmė, nešmenys. Išvedami duomenys pagrinde saugomi atskiruose dvejetainiuose failuose. Duomenų valdymas atliekamas per vartotojo sąsają. Modeliuotojo yra paprašoma įvesti failo vardą projektui su kuriuo jis dirbs. Kai tai padaroma, visus kitus reikalingus failus sąsaja sukuria ir pavadina automatiškai. Grafika ir ataskaitos Grafika apima schematinius X-Y upių sistemos planus, sankirtas, profilius, kreives, hidrografus ir kitus hidraulinius kintamuosius. Įvairių rūšių sankirtos gali būti pavaizduojamos trijų dimensijų (3D) vaizdais. Rezultatus galima gauti ir lentelių forma. Vartotojas gali naudoti jau paruoštas lentelių formas arba susikurti savas. Visa gauta grafinė ar lentelinė informacija gali būti pateikiam ekrane, siunčiama tiesiai į spausdintuvą arba per buferinę atmintį įkeliama į kitą programą, pvz. tekstų redaktorių ar elektroninę lentelę. Ataskaitose gali būti atspausdinama tiek įvedama, tiek išvedama informacija. Ataskaita gali būti pritaikoma pagal reikalingos informacijos tipą ir kiekį. Darbas su HEC-RAS – apžvalga HEC-RAS terminologijoje projektas – tai duomenų failų rinkinys susietas su atitinkama upės sistema. Kaip projekto dalį modeliuotojas gali atlikti reikiamą arba visų tipų analizes, kurios yra įtrauktos į programinę įrangą. Projekte naudojami duomenų failai skirstomi į tokias kategorijas:

- planiniai duomenys; - geometriniai duomenys; - nusistovėjusios tėkmės duomenys; - nenusistovėjusios tėkmės duomenys; - nešmenų duomenys; - hidraulinio projektavimo duomenys.

Tyrimo metu modeliuotojas gali norėti suformuluoti keletą skirtingų planų. Kiekvienas planas atspindi specifinius geometrinius ir tėkmės duomenis. Kuomet pagrindiniai duomenys įvedami į HEC-RAS, vartotojas gali lengvai susikurti naujus planus. Kuomet modeliavimas atliekamas naudojant skirtingus planus, rezultatai gali būti vienu metu palyginami lentelių ir grafinėje formoje.

Darbo pradžia Spragtelėjus arba per START meniu paleidus programos įdiegimo metu sukurtą nuorodą pamatysite pagrindinį programos langą:

1 pav. Pagrindinis HEC-RAS langas

18

HEC-RAS pagrindinio lango viršuje yra meniu juosta, kurioje yra sekančios dalys: - File (failas) – darbas su failais; - Edit (redagavimas) – duomenų įvedimas ir redagavimas; - Simulate (modeliuoti) – punktas, skirtas atlikti hidrauliniam skaičiavimams; - View (vaizdas) – įrankių komplektas grafinei informacijai pateikti; - Options (nustatymai) – įdiegimo metu nustatytų parametrų keitimas; - Help (pagalba) – pagalbos sistema. Taip pat šiame lange po meniu juosta yra mygtukų juosta, kurie skirti paleisti dažniausiai naudojamoms meniu juostos komandoms. Hidraulinio modelio kūrimo žingsniai Norint sukurti hidraulinį modelį su HEC-RAS reikia atlikti šiuos pagrindinius žingsnius: - Pradėti naują projektą; - Įvesti geometrinius duomenis; - Įvesti tėkmės duomenis ir pakraštines sąlygas; - Atlikti hidraulinius skaičiavimus; - Peržiūrėti ir atspausdinti rezultatus; Prieš pradedant modeliavimą pirmiausiai reikia nurodyti darbinę byla bei sukurti naujo projekto failo pavadinimą. Tai atliekama pagrindiniame programos lange iš meniu skyriaus File pasirenkant punktą New Project. Atsiradusiame naujo projekto lange (2 pav) pirmiausiai pasirenkamas loginis diskas (Drives) ir byla (Directories), kuriuose norima išsaugoti projekto duomenis. Toliau įvedamas projekto pavadinimas (Title) ir failo vardas (File Name). Failo vardas būtinai turi būti su išplėtimu „.prj”.Tuomet, paspaudus mygtuką OK, atsiranda žinutė su jūsų įvesta informacija. Jeigu manote kad duomenys teisingi – spaudžiate OK, jeigu norite ką nors pakeisti – CANCEL ir būsite grąžinti atgal į naujo projekto langą.

2 pav. Naujo projekto langas

Geometrinių duomenų įvedimas Prieš įvedant geometrinius ir tėkmės duomenis, vartotojas turi pasirinkti vienetų sistemą (anlišką ar metrinę). Tai svarbi ir naudinga programos ypatybė nes Lietuvoje naudojama SI matų sistema ir tokiu būdu atpuola matmenų konvertavimo operacijos. Geometrinius duomenis sudaro tėkmių sistemos jungčių informacija (upių sistemos schemos), susikirtimo vietų duomenys, hidraulinės struktūros (tiltai, pralaidos, užtvankos ir kt.). Geometriniai duomenys yra įvedami pagrindiniame lange iš meniu juostos skyriaus Edit pasirinkus punktą Geometric data. Tuomet atsiranda geometrinių duomenų langas toks kaip parodytas 3 pav.

19

3 pav. Geometrinių duomenų langas Pirmiausiai modeliuotojas nubraižo kanalus ar upes schematiškai. Tai atliekama spaudžiant mygtuką River Reach ir braižant atskiras atšakas nuo aukštupio link žemupio. Kai atšaka nubraižoma, vartotojas paraginamas įvesti upės ar atšakos identifikatorius. Kuomet atšakos yra jungiamos, mazgus programa padaro automatiškai. Vartotojas taip pat paraginamas įvesti kiekvieno mazgo identifikatorių. Kai turima nubraižyta upių schema, vartotojas gali įvesti skerspjūvių ir hidraulinės struktūros duomenis. Paspaudus Cross Section mygtuką atsiranda susikirtimo vietų duomenų redaktoriaus langas (4 pav.).

4 pav. Skersinių pjūvių vietų duomenų redaktoriaus langas Kaip matome, kiekviena sankirta apibūdinama upės pavadinimu, atšakos pavadinimu, upės stotimi ir aprašymu. Upės, upės atšakos, upės stoties identifikatoriai naudojami aprašyti sankirtos vietai upių sistemoje. Upės stoties identifikatorius nebūtinai turi būti tikros stoties atstumas nuo upės atšakų, bet turi turėti skaitinę išraišką. Pagal šiuos numerius rikiuojamos susikirtimo vietos – reikšmės didėja žemupio link.

20

Pagrindiniai duomenys, kuriuos reikia įvesti matomi sankirtų redaktoriaus lange. Papildomas sankirtų savybes galima nurodyti atidarius sankirtų redaktoriaus meniu juostos skyrių Options. Kuomet turime suvestus sankirtų duomenis, galime sudėlioti kitas struktūras – tiltus, vamzdžius ir kt. Suvedus visą geometrinę informaciją, ja reikia išsaugoti diske. Tai atliekama iš meniu skyriaus File pasirinkus punktą Save Geometric Data As. Vartotojas gali įvesti duomenų rinkinio pavadinimą. Geometrinių duomenų failo vardas sukuriamas automatiškai. Po to duomenų išsaugojimui naudojamas punktas Save Geometric Data. Tėkmės duomenų ir pakraštinių sąlygų įvedimas Po geometrinių duomenų įvedimo seka tėkmės duomenų įvedimas. Tai atliekama iš meniu skyriaus Edit pasirinkus punktą Steady Flow Data. Gaunamas nusistovėjusios tėkmės duomenų redaktoriaus langas (5 pav.). Šiuos duomenis sudaro: profilių skaičius, tėkmės duomenys, upės sistemos pakraštinės sąlygos. Vienai atšakai turi būti įvedama bent viena tėkmė. Be to, tėkmė gali būti pakeista bet kurioje upės sistemos vietoje. Tėkmės reikšmės turi būti įvedamos visiems profiliams.

5 pav. Nusistovėjusios tėkmės duomenų redaktoriaus langas skaičiavimams atlikti reikalinga įvesti pakraštinių sąlygų duomenis. Jeigu ruošiamasi analizuoti tėkmę žemiau kritinio lygio, tuomet reikalingos tik žemupio pakraštinės sąlygos. Jeigu tėkmė skaičiuojama virš kritinio lygio, tuomet reikalingos aukštupio pakraštinės sąlygos. Jeigu modeliuotojas ruošiasi atlikti mišrios tėkmės skaičiavimus, tuomet reikia įvertinti ir auštupio ir žemupio pakraštines sąlygas. Šios sąlygos gali būti įvedamos paspaudus Reach Boundary Conditions mygtuką nusistovėjusios tėkmės redaktoriaus lange. Kuomet visos nusistovėjusios tėkmės ir pakraštinių sąlygų reikšmės yra įvestos, jas reikia išsaugoti kietame diske. Tai įvykdoma per nusistovėjusios tėkmės redaktoriaus lango meniu juostos skyrių File, punktą Save File As. Tėkmės duomenys yra išsaugomi atskirame faile. Vartotojui reikia įvesti tik duomenų pavadinimą, o failo vardas yra sukuriamas automatiškai.

21

Hidrauliniai skaičiavimai Kai jau turime suvestus geometrinius ir tėkmės duomenis, galime pradėti hidraulinius skaičiavimus. Kaip jau minėta ankščiau, šioje HEC-RAS versijoje galima atlikti du hidraulinių skaičiavimų tipus – nusistovėjusios tėkmės analizę ir hidraulinio planavimo funkcijas. Šios analizės atliekamos sužadinus vieną iš galimų funkcijų per pagrindinio HEC-RAS lango meniu juostos skyrių Simulate (modeliuoti). Modeliavimo lango pavyzdys parodytas 6 pav.

6 pav. Nusistovėjusios tėkmės analizės langas Kaip parodyta 6 pav., vartotojas tuo pačiu metu užkrauna tam tikrą planą (Plan), pasirenkant geometrinių duomenų eilę (Geometry File) ir tėkmės duomenis (Steady Flow File). Planas gali būti užkraunamas einant į meniu juostą, skyrių File pasirenkant punktą New Plan. Kuomet įvedamas plano pavadinimas ir trumpas identifikavimas (Short ID), reikia pasirinkti tėkmės režimą (Flow Regime). Papildomas funkcijas galima pasirinkti iš meniu juostos punkto Options. Atlikus aukščiau išvardintus veiksmus, spaudžiamas mygtukas Compute. Tuomet programa paima visus suvestus duomenis, surašo į paleidžiamąjį failą ir įvykdo skaičiavimą. Rezultatų peržiūra ir atspausdinimas

Programai baigus skaičiavimus galima pažiūrėti rezultatus. Keletu išvedimo savybių galima pasinaudoti iš pagrindinio lango meniu juostos skyriaus View. Iš čia galima gauti sankirtų brėžinius, profilių brėžinius, debitų kreives, 3D perspektyvinius vaizdus, skersinių pjūvių lenteles (Cross Section Table), kitų vietų lenteles (pvz. Išilginių profilių) bei klaidų, pastabų ir įspėjimų santrauką. Skersinių profilių brėžinio pavyzdys parodytas 7 pav. Vartotojas gali pasirinkti tinkamą upę, atšaką, matavimo postą iš sąrašų langelių (List Boxes) brėžinio viršuje. Taip pat galima pervesti brėžinius pasinaudojant rodyklių mygtukais. Kai kurias braižymo savybes galima pasirinkti iš sankirtų brėžinio lango meniu juostos skyriaus Options. Per skyrių File brėžinius galima pasiųsti į spausdintuvą arba nukopijuoti į buferinę atmintį. Profilių brėžinio pavyzdys pateiktas 8 pav. Čia galioja tos pačios savybės kaip ir sankirtų brėžinio lange. Be to, galima išsirinkti atskiras atšakas profilių braižymui. Perspektyviniame X-Y-Z lange galima nurodyti brėžinio pradinį ir galinį taškus. Brėžinys gali būti įvairiai sukiojamas, kad išgauti tinkamiausią vaizdą.

22

7 pav. Sankirtų brėžinio pavyzdys

8 pav. Profilių brėžinio pavyzdys Taip pat galimas lentelinis išvedimas. Sistemoje yra keletas paruoštų lentelių formų, kurias galima pasirinkti iš meniu juostos skyriaus Table. Taip pat vartotojas gali pasidaryti savo lentelių maketus, nurodydamas kintamuosius, kurie jam reikalingi ir gali išsaugoti lentelių antgalvius vėlesniam naudojimui. Gautos lentelės gali būti spausdinamos arba įrašomos į buferinę atmintį, kad būtų galima jas perkelti į kitą redaktorių.

23

9 pav. Skerspjūvių lentelė Be visų minėtų savybių, HEC-RAS sistema turi naudingą duomenų apsikeitimo galimybę (Import, Export), kurios pagalba duomenis galima importuoti ir eksportuoti į reikalingą formatą. HEC-RAS tai galinga, daug funkcijų turinti sistema, todėl čia yra integruota pagalbos sistema, kuri gali būti pasiekiama per meniu skyrių Help arba F1 klavišo pagalba.

PROGRAMOS FlowMaster NAUDOJIMO ATSKIRŲ OBJEKTŲ MELIORACIJOS SISTEMOSE HIDRAULINIAMS SKAIČIAVIMAMS

GALIMYBĖS

Bendrovė Haestad Methods, Inc., esanti Waterbury (Konektikuto valstija, JAV), nuo 1979 metų kuria specializuotą programinę įrangą hidrologijos ir hidraulikos srityse (detalią informaciją apie bendrovę bei joje sukurtą programinę įrangą galima rasti Internete adresu www.haestad.com). Ši programinė įranga JAV plačiai naudojama, kaip projektavimo priemonė inžinieriams (1998 metų duomenimis, oficialiai Haestad Methods programinė įranga instaliuota daugiau nei 30000 klientų kompanijų, ją naudoja virš 100000 vartotojų). Haestad Methods yra sukūrusi ir platina virš 40 specializuotų programų hidrologijos ir hidraulikos uždaviniams spręsti. Viena iš tokių programų – FlowMaster – gali būti sėkmingai naudojama nustatant atskirų objektų hidraulines charakteristikas (projektuojant naujus

24

hidrotechninius statinius melioracijos sistemose) bei įvertinant minėtų hidraulinių charakteristikų pokyčius dėl potvynių poveikio. Su šia programa 1998 m. buvo supažindinti įvairių institucijų inžinieriai – hidrotechnikai PHARE kursų ,,Personalinių kompiuterių taikymas hidrotechnikoje” metu. FlowMaster yra lengvai naudojama programa, veikianti Windows 95, 98 NT aplinkose, skirta hidrotechnikos inžinieriams projektavimo ar analizės metu atlikti vamzdynų (įvairiausių skerspjūvio formų), griovių, atvirų kanalų, natūralių upių vagų, kitų vandentėkmių hidrauliniams skaičiavimams. FlowMaster programa skaičiuojamas debitas ir slėgis (pasirinktinai) pagal Darsi-Veisbacho, Maningo, Kuterio, Hazeno-Viljamso formules. Suvedus žinomus dydžius, programos pagalba apskaičiuojamas bet kuris ieškomasis dydis.

FlowMaster programa galima apskaičiuoti debito ir slėgio priklausomybes, programos dėka automatiškai nubraižomos kreivės ir skerspjūviai. FlowMaster programa atstoja įvairiausias hidraulinių skaičiavimų lenteles, nomogramas ar ganėtinai nepatogias vartotojui hidraulinių skaičiavimų programas, veikiančias DOS aplinkoje. reikiami sprendiniai gaunami akimirksniu, ir tai leidžia žymiai sutrumpinti hidrauliniams skaičiavimams projektavimo metu sugaištamą laiką.

Darbo su programa FlowMaster pagrindai Programa FlowMaster paleidžiama taip: Start Programs Haestad Methods FlowMaster Atsidariusiame lange galimi keturi pasirinkimai: 1) peržiūrėti mokymosi programas (Tutorials); 2) kurti naują projektą (Create New Project); 3)atidaryti esamą projektą (Open Existing Project); 4) išeiti iš programos (Exit FlowMaster).

Dirbant su FlowMaster pirmą kartą, patartina pirmiausia peržiūrėti mokymosi programas. Pasirinkus Tutorials, paprasčiausiai nuosekliai vykdomos mokymo programoje numatytos komandos. Jei su FlowMaster dirbti nenorima, iš programos išeinama per Exit FlowMaster. Jei su FlowMaster jau buvo dirbama, ir norima pratęsti darbą sukurtuose darbalaukiuose, pasirenkama Open Existing Project, iš pateikiamo sąrašo išsirenkamas reikiamo projekto pavadinimas, spaudžiama Open. Darbas tęsiamas atsidariusiame darblapyje, prisilaikant žemiau pateikiamų nurodymų. Pateiksime darbo programa FlowMaster pagrindus naujo projekto kūrimo pavyzdžiu.

Pasirinkus Create New Project, atsiradusioje lentelėje suteikiamas norimas bylos vardas (File name), nurodoma bylos išsaugojimo vieta, spaudžiama Save.Atsiradusio lentelėje (žr. 1 pav.) iš šešių variantų pasirenkamas norimas skaičiuoti, OK, pasirenkamas skaičiavimo būdas (pagal Darsi-Veisbacho, Maningo, Kuterio, ar Hazeno-Viljamso formules - paprastai, programa pati pasiūlo geriausiai tinkantį būdą), užrašomas darblapį apibūdinantis žodis (pav. 1 ketinis 200) OK. 1 Pasirinkus apvalaus skerspjūvio beslėgį vamzdį (ar kanalą) (Circular Channel), atsiradusiame lange įrašomas darblapio apibūdinimas (pav. nesleg. vamzdis 1). Sekančiame lange (bendrą šio lango vaizdą galima matyti 2 pav.) pasirenkamas ieškomas dydis (Solve for:). Galima ieškoti debito (Discharge), pilno tėkmės tūrio (Full Flow Capacity), pilno tėkmės nuolydžio (Full Flow Slope), tėkmės kanalo gylio (Channel Depth), vamzdžio skersmens (Channel Diameter), pilno tėkmės skersmens (Full Flow Diameter), dugno nuolydžio (Channel Slope), šiurkštumo koeficiento (Manning’s n), pilno tėkmės šiurkštumo koeficiento (Full Flow Manning’s n). Kairėje lango pusėje įvedami skaičiavimo duomenys (kiekviename langelyje spragtelėjus dešinį pelės klavišą galima išsikviesti pagalbą šiuo klausimu Help arba nurodyti šio dydžio savybes (Properties) - matavimo vienetus (Units), tikslumą (Display precision), mažiausią leistiną reikšmę (Minimum allowed value), didžiausią leistiną reikšmę (Maximum allowed value). Dešinėje lango pusėje - skaičiavimo rezultatai. Tai, priklausomai nuo ieškomo dydžio, gali būti: tėkmės skersplotis (Flow Area), šlapias perimetras (Wetted Perimeter), viršaus plotis (Top Width), kritinis gylis (Critical Depth), užpildymo laipsnis (Percent Full), kritinis nuolydis (Critical Slope), tėkmės greitis (Velocity), tėkmės slėgio aukštis (Velocity Head), specifinė energija (Specific Energy), Frudo skaičius (Froude Number), maksimalus debitas (Maximum Discharge).

Įvedus pradinius duomenis (šiurkštumo koeficientas įvedamas pasirenkant skaičiuojamo

1 visos komandos vykdomos klavišo OK paspaudimu, todėl tolimesniame aprašyme tai bus praleidžiama.

25

1 pav. Pagrindinis FlowMaster darbalaukis ir skaičiavimo objekto pasirinkimo langas.

objekto - vamzdžio, griovio - medžiagą), paspaudus klavišą Solve vykdomi skaičiavimai. Gauti rezultatai atskirų reikšmių pavidale pateikiami lango dešinėje pusėje. Jei skaičiavimo metu iškyla kokia nors problema, pasirodo langas su problemos paaiškinimu. Sutvarkius pagal šiuos nurodymus duomenis, skaičiavimas vykdomas dar kartą.

Skaičiavimo rezultatai gali būti pateikiami kitomis formomis. Tam naudojamas klavišas Output..., atsiradusiame lange pasirenkamas rezultatų pateikimo būdas: Print Worksheet - atspausdinti darblapį (toliau - nurodomas darblapio pavadinimas ir įprastu Windows būdu nurodoma spausdinti); ⇒ Calculate Rating Table - sudaryti lentelę (tam atsiradusiame dialogo lange nurodomos atskirų dydžių

mažiausios ir didžiausios ribos, kitimo žingsnis ar intervalas (Increment), lentelės pavadinimas (Output Title). Gaunamą lentelę galima sutvarkyti norima stulpelių išdėstymo tvarka (Reorder...), peržiūrėti lentelės sudarymo duomenis (Revise...), atspausdinti);

⇒ Plot Curves - braižyti kreives (tam atsiradusiame dialogo lange nurodomas paveikslo pavadinimas, grafiko tipas (viena kreive (Single Curve) ar kreivių grupė (Family of Curves), ašių savybės, priklausomų dydžių pavadinimai, mažiausios, didžiausios reikšmės, padidėjimo žingsnis (intervalas);

⇒ Plot Cross Section - braižyti skerspjūvį (tam atsiradusiame dialogo lange nurodomas brėžinio pavadinimas bei mastelis (Scale).

Programos ir projekto pavadinimai

Pagrindinis meniu

Bylą atidaryti

Bylą išsaugoti

Parodyti darblapių sąrašą

Pagalba

Programos atnaujinimas per Internetą

Kalkuliatorius

Spausdinti

Priemonės

Braižyti skerspjūvį

Braižyti kreives

Pateikti lenteles

Sukurti darblapį

Pagrindinės komandos

Darblapių sąrašas

Galimi skaičiavimo objektai

Apvalaus skerspjūvio beslėgiai vamzdžiai

Sudėtingo profilio kanalai, grioviai, upės,

Stačiakampio profilio kanalai

Trikampio profilio kanalai

Trapecinio profilio kanalai

Slėginiai vamzdynai

26

Skaičiavimo rezultatų pateikimui galima naudoti piktogramas, esančias pagrindinio lango komandų eilutėje (žr. 1 pav.). Pasirinkus kitą skaičiavimo objektą, tolimesnio darbo eiga yra panaši, kaip skaičiuojant jau aptartą apvalaus skerspjūvio beslėgio vamzdžio variantą. Toliau aptarsime tik kai kuriuos atskirų objektų skaičiavimo niuansus. Skaičiuojant sudėtingo skerspjūvio kanalus, griovius, upes, papildomai nurodomas vandens paviršiaus pakilimas (Water Surface Elevation) ir pagal pradinius duomenis nubraižomas tėkmės skerspjūvis (Edit Irregular Section) (žr. 3 pav.). Skaičiuojant trikampio ar trapecinio profilio kanalą, papildomai nurodomi dešiniojo šlaito nuolydis (Right Side Slope) ir kairiojo šlaito nuolydis (Left Side Slope). Hidrauliškai skaičiuojant slėginius vamzdžius, papildomai įvedami duomenys apie slėgį pradiniame taške (Pressure at 1), galiniame taške (Pressure at 2) vamzdžio altitudė pradžioje (Elevation at 1) ir gale (Elevation at 2), vamzdyno ilgis, vamzdžių medžiagos absoliutinis šiurkštumas (Absoliute Roughness) (parenkama iš pateikiamo sąrašo), skysčio kinematinis klampumas (Kinematic Viscosity) (parenkamas pagal skysčio temperatūrą), specifinis skysčio svoris (Specific Weight). Darbo metu galima naudotis redagavimo (Edit) priemonėmis Undo (atitaisyti), Cut (iškirpti), Copy (nukopijuoti į laikinąją atmintį (buferį), Paste (įdėti). Naudojant meniu Worksheet komandas, galima sukurti naują darblapį (Create...), atidaryti darblapį (Open...), pateikti rezultatus (Output...), pavadinti darblapį kitu vardu (Rename...), darblapiui priskirti pastabas (Notes...), padaryti darblapio kopiją (Duplicate...) arba jį ištrinti (Delete...). Programos veikimo elementams pakeisti naudojamą meniu Options Global options. Galima pakeisti mato vienetų sistemą (Unit System), klavišų veikimą (Enter Key Behavior), darbo pobūdį (Operating mode), rodyti arba ne priemonių eilutę (Tool Pane), būklės eilutę (Status Pane), nuorodas (Hints), leisti ar ne skaičiuoti automatiškai (Autocalc).

Baigus darbą, jis išsaugomas File Save Project. Darbas su programa baigiamas File Exit FlowMaster.

27

2 pav. Duomenų įvedimo dialogo langas.

3.pav. Sudėtingo skerspjūvio braižymo langas

Trinties koeficientas Nuolydis

Gylis Dugno plotis

Debitas

Ieškomas dydis

Skaičiavimo duomenys

Skaičiavimo rezultatai

Šlapias perimetras Viršaus plotis Kritinis gylis

Kritinis nuolydis Tėkmės greitis

Tėkmės skersplotis

Greičio aukštis Specifinė energija

Frudo skaičius

Pagalba

Uždaryti langą Skaičiuoti

Pateikti rezultatus pasirenkama forma

Komandos

Skaičiuojamo objekto tipas ir skaičiavimo formulė

Pjūvio atstumas nuo kranto

Dugno altitudė pjūvio vietoje

Skerspjūvio sudarymo duomenys Duomenys apie atskirų dugno

atkarpų šiurkštumą

Atkarpos pradžia

Atkarpos pabaiga

Vidutinis dugno atkarpos šiurkštumo koeficientas

Įterpti Taisyti

Ištrinti

Braižomas skerspjūvis