MIKE 21C Grid GeneratorChinese.docx
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MIKE 21C Grid GeneratorChinese.docx
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MIKE21CGridGeneratorChinese
MIKE21CGridGenerator–使用者手册
MIKE21CGridGenerator是一个直角正交曲线网格的生成工具,生成后的网格可提供Mike21C模型使用。
如果您是第一次使用GridEditor生成网格,线上帮助里的教程和例子可帮助您快速上手。
使用者手册是依照如下目录编排:
1简介4
1.1开始新的应用5
1.2建立新的网格6
1.3编辑已存在的网格8
1.4网格生成9
1.5参数设定11
2网格11
2.1新网格12
2.2网格合并14
2.3AddGrid增加网格16
2.4网格选项16
2.4.1绘制网格方向Drawgridorientation18
2.4.2编辑网格点EditGridPoints18
2.4.3选择子网格Selectsubgrid18
2.4.4生成边界(GenerateBorder)20
2.4.5网格更新-垂直正交(GridUpdate–Orthogonalisation)21
2.4.6ExtractSubgrid24
2.4.7Resizegrid25
2.4.8AddLandBorder26
2.4.9GridInfo26
2.4.10AddItem27
2.4.11AddItemfromFile28
2.5Item28
2.5.1Item-Active28
2.5.2Item-Save28
2.5.3Item-Clear29
2.5.4Item-Import29
2.5.5Item-Export29
2.5.6Item-Interpolate30
2.5.7Item-Modify30
2.5.8Item-Filter31
2.5.9Item-Colorpalette31
2.5.10Item-Rename32
2.5.11Item-Delete32
2.5.12Item-Properties32
3Polyline32
3.1NewPolyline33
3.2Mergepolyline33
3.3Addpolylinefromfile34
3.4ImportpolylinefromDAT/XYZfile35
3.5Polylineoperations35
3.5.1Extractsubpolyline36
4Bitmaps36
4.1Addingbitmapfilestotheproject36
4.2Bitmapoperations38
5Options38
5.1Plan-ResizeWorkingArea39
5.2Optionsforgrids39
5.3Optionsfordata40
5.4Optionsforpolylines40
5.5Optionsforbitmaps41
5.6OptionsMiscellaneous42
1
简介
MIKE21CGridGenerator是用来生成编辑dfs2,dt2等与DHI软件相关联的二进位数字文件。
这些文件包含模型地形,底床摩擦力等信息。
一些关于GridGeneration的简单的介绍提供如下:
开始一个新的应用(Startinganewapplication)
建立新的网格(Creatingnewgrids)
编辑存在的网格(Modifyingexistinggrids)
网格生成(Orthogonalityofgrids)
设定参数(Setupspecifications)
由下图可看出直线网格和区线网格的不同:
左:
Mike21模型直线网格。
右:
MIKE21C模型曲线网格
和MIKE21矩形网格文件相比,MIKE21C曲线网格还需要一个包含网格位置的2维文件(gridfile),网格文件和格点位置文件都可使用GridGenerator等MIKE21工具生成。
MIKE21CGridGenerator输入文件是一个表现研究区域信息(x,y,z数值及文字注解表示离散点底床高程及相关信息)的背景图,MIKE21CGridGenerator的输出文件是
∙包含网格坐标(x,y)位置的网格文件*.dfs2(or*.dt2)
∙包含网格高程(z)的地形文件*.dfs2(or*.dt2)
在地理信息可获得且模拟需要的区域可使用GridGenerator生成区线网格。
MIKE21C模型地形是以矩阵格式表示,四个地形点定义一个单元,每一个网格表示此单元中的平均底床高度。
因此网格矩阵的维度会相对地形矩阵的维度高一个阶乘。
举例来说地形矩阵有100X100个,相关的曲线网格则有101X101条格线。
详细内容清参考dataitems.
Acurvilineargridisgeneratedtocovertheentiremodelarea,i.e.theareawhereinformationaboutbathymetryisavailableandmodelresultsarerequired.TheMIKE21Cmodelbathymetryisinamatrixformatwitheachvaluerepresentingthemeanbedlevelwithinagridcell.Thefourcornerpointsdefinethegridcells.Thedimensionsofthegridmatrixwill,therefore,beonehigherineachdirectionthanthecorrespondingbathymetrymatrix.Ifforinstancethebathymetrymatrixhasthedimension100x100thecorrespondingcurvilineargridwillhave101x101gridlines.Seealsodescriptionunderdataitems.
1.1开始新的应用
双击m21gg.exe启动MIKE21C的gridgenerator。
在MIKE21CGridGenerator中新增文件,用户需要先定义研究区域的长宽:
如果是在MIKE21CGridGenerator导入其他网格文件或bitmap,但给定一个新的长宽值,导入后图片的长宽会自动被更新。
如果在图片导入后想要更新设定,请参考updatetheplanview。
GridGenerator包含三种不同的属性:
网格,线段,和底图。
其中的操作包含:
∙导入底图作为背景(Importabitmap)
∙生成线段表现底图中表示的岸线(Generatepolylines)
∙基于线条生成网格(Generategridsbasedonpolylines)
∙在网格上添加地形数值(Adddataitems)
如下图所示可以右击鼠标,然后选择options,其中有一些管理理这三个属性的功能选择:
1.2建立新的网格
下面四个步奏建立曲线网格
∙导入地图作为背景图(Bitmapimport)
∙在数据或数据化的地图上建立线段(Polylinecreation)
∙基于多边形生成网格(Gridcreation)
∙基于网格生成数字地图(Datamap)
如下所表示,区线网格可以被定义为四个边界的J,J’,K和K’。
MIKE21C网格和边界都必须是正交的。
使用"NewGrid"可以定义一个新的曲线网格。
定义边界
定义边界可以直接在背景上方使用"NewPolyline",或者用"AddPolylinefromFile"或"ImportPolylinefromDAT/XYZfile导入文件。
导入背景图则使用AddBitmapfromFile。
网格点的编号是根据边界来定义,点(j,k)=(0,0)是左下方边界线段J和线段K相交的地方(j,k)=(jmax,kmax)是在上方右边界J,K线段相交的地方。
在建立新的网格后,网格点可以使用GridUpdate对网格进行正交化。
分配在(j,k)点在内部的正交网格定义为椭圆方程的解。
一般来说,网格可从起始点开始被分为更小的网格,以适当的拟合河流中心的岛屿或沙洲的分流及汇流点。
所有的网格点都是独立正交的,最后小网格会汇集成为一个较大的网格。
网格于汇合前的正交情况
1.3编辑已存在的网格
下面功能提供网格再次被编辑修改:
∙数字地图(Datamaps)可以被导入或导出(importedfrom/exported)为*.dfs2文件
∙网格文件(Gridfiles)可以被导入或导出(importedfrom/exported)为*.dfs2文件
∙子网格文件(Sub-gridfiles)可以被导出或合并(extractedand/ormerged)
∙定义边界的线段(Polylines)可以被导入或导出(importedfrom/exported)
∙子线段(Sub-polylines)可以被导出或合并(extractedand/ormerged)
MIKE21的GridEditor可以应用在修改标准的*.dfs2文件,以及更改数据文件或网格文件。
数据或网格文件都可以被转换为ASCII文件,或是使用Mike21GridEditor输出*.dfs2文件后,再使用MIKE21CGridgenerator生成网格。
同样的,由MIKE21Cgridgenerator生成的文件可以再以MIKE21GridEditor导出ASCII文件。
1.4网格生成
网格生成的理论背景描述如下。
正交曲线网格是由下面的椭圆偏微分方程中得到的:
(1)
这里
x,y代表笛卡尔坐标系
ξ,η曲线网格坐标(逆时针方向系统)
g是重力
权重方程式是計算ξ方向和η方向网格單元長度比例。
权重方程式的关系式可表示為
(2)
这里
(3)
椭圆方程式是以隐式的有限差分法和Stone'sstronglyimplicitprocedure(abbr.SSIP,seeStone,1968)求解。
GridGenerator的输入条件,是邊界線上每一點的坐標值和,每一个网格点的网格权重g。
GridGenerator的输出是网格格線线交叉所产生的点。
在MIKE21CGridGenerator中,网格权重g并沒有明确的標明為输入值,而是基于使用者定义的参数由起始的格点分布计算出。
正交曲线网格的生成是一个反复的过程,其中边界的平滑的权重方程式会不断的作调整,直到计算网格被认定是健全可接受的(生成完整的渐变的正交网格)。
1.5参数设定
为储存M21GridGenerator的设定文件中所有的参数值,到File按下Save或SaveAs然后给定参数文件一个合适的文件名称然后储存,以方便以後使用。
若要开启已经存在的设定文件,到gotoFile选择开启你所需要的文件。
当你开启设定文件准备编辑的时候,如同其他MIKEZERO的编辑器一样,参数文件(TXT格式)是以*.mgg格式储存,参数文件是和其他應用文件相关的。
2网格
关于网格的生成有下面有四个选项,在使用鼠标选择网格并右击后,可以看到这些选项:
∙NewGrid
∙MergeGrid
∙AddGridfromfile
∙Options
另外用鼠标选择相对应的网格再右击,可以选择其他的功能:
∙Operationsoneachgrid
2.1新网格
新的网格必须要四个边界,下面的对话框显示Polyline1,Polyline2,Polyline3,Polyline4。
ResultGrid
If
Border1(J)
Browsetotheselectedpolyline.Thisborderisbetween(j,k)=(0,0)and(jmax,0).
Border2(K’)
Browsetotheselectedpolyline.Thisborderisbetween(j,k)=(jmax,0)and(jmax,kmax).
Border3(J’)
Browsetotheselectedpolyline.Thisborderisbetween(j,k)=(0,kmax)and(jmax,kmax).
Border4(K)
Browsetotheselectedpolyline.Thisborderisbetween(j,k)=(0,0)and(0,kmax).
Interpolation
Thereisoneoptions:
Bilinearinterpolation.Theinterpolationdefinesthetypeoftheinitialgrid,whichwillbegeneratedusingthe"Generate"function.Thisinitialgridisnon-orthogonal(orthogonalisationisperformedlaterin"GridUpdate").
PointsJxK
Pressthe"…"buttontodefinethegridsize:
Generate
Theinitialgridisgeneratedasspecified.Iftheresultgridnameis
Snap
Adjacentpolylinesshouldmatchatthecornerpoints.However,duetoaccuracy,itwillneverbecompletelyfulfilled.Withthe"snap"functionalityanewcommonendpointisdefinedbetweenthetwoendpointswhichweresupposedtobeidentical.
EditPoints
Afterthesizeofthegridhasbeendefined,thegridgeneratorwillautomaticallydistributepointsuniformlyalongthefourborders.Interpolationwilltakeplacebetweenthesepointsfortheinitialgrid.UsingtheEditPointfunctionality,itispossibletomakeanon-uniformpointdistributionalongtheborders.Ateachborderline,usethe"…"buttontoenter"EditPoint"properties.Definecontrolpoints,whicharedistributeddependingontheexistingdistributionofpoints.Use"EditPoints"tomoveallpointsbetweenthecontrolpointsalongthebordergraphically.
2.2网格合并
如果研究区域较为复杂(举例来说:
河流渠道中有一个岛屿),就需要把网格分别分成几个部分。
下图是一个网格生成的例子,河流被分成九个部分。
網格合并的目的是合并两个有在边界上共点的网格。
在两个网格点被合并之前,必须使用NewGrid或是GridUpdate,通常GridUpdate可以改变共同边界的问题,以保证边界两边的网格都是互相一致的。
Thepurposeofthisfunctionistomergetwogridswithidenticalnumbersofpointsalongthecommonborder.Beforethetwogridsaremerged,theymustbepreparedseparatelyusingNewGridand(butnotnecessarilyalso)GridUpdate.Asdiscussedbelow,itisimportantthatthepointsalongthecommonborderbetweenthegridstobejoinedarecoincident.Therefore,thesamepolylineisusuallyappliedforgeneratingeachgrid.Inaddition,thecommonborderisusuallyfixedwhenGridUpdateisappliedforeachofthegridparts.Thiswillensurethatthepointsalongthebordercoincideinbothgrids.
网格的用户对话框如下所示:
Grid1和Grid2包含两个要合并的文件名称。
ResultGrid的输入选项可以选择
原则上来说,共同边界上的点是完全相同的。
实际上点是两个网格互相正交而成的,并不会刚好契合,所以必须让点沿着边界移动。
所谓两个点之间的maxdifference,则是定义可移动范围的最大值,超过这个范围,就会出现报错信息:
如果激活thoroughbordertest选项,共同边界上的两个点便会移动到完全相同的位置。
2.3增加网格
*.dfs2or*.dt2格式的网格文件可以被导入gridgenerator并进行
1.网格修改
2.网格合并
3.在网格中增加选项(例如:
地形)
2.4网格选项
选择网格鼠标右击,会出现下列的选项
下面为各细项的描述
∙Draworientation
∙EditGridpoints
∙SelectSubgrid
∙GenerateBorder
∙GridUpdate(orthogonalisationofthegrid)
∙ExtractSubgrid
∙ResizeGrid
∙AddLandBorder
∙GridInfo
∙AddItem
∙AddItemfromFile
2.4.1绘制网格方向(Drawgridorientation)
MIKE21C的曲线网格方向是根据J-lines和K-lines的方向。
下图的方向设定为上游边界设定J=0,下游边界J=max。
(J,K)=(0,0)位在上游边界(x,y)=(-60,-14)处,(J,K)=(19,0)大约在下游(x,y)=(10,-60)处。
2.4.2编辑网格点(EditGridPoints)
生成网格后,用户可以移动鼠标手动改变点的位置。
这个功能可以帮助模型范围内的网格点对准几个关键性的位置。
2.4.3选择子网格(Selectsubgrid)
再进行下面几项功能之前,必须先选择子网格:
∙选择子网格后使用网格更新(GridUpdate)功能
∙选择子网格使用Operationsondata功能
∙将选择的子网格区域导出(extracted)
如下图点击SelectSubgrid,用户可以用鼠标选择区域。
用户可以使用options来更新网格的呈现方式,以方便选择网格。
2.4.4生成边界(GenerateBorder)
使用这项功能,可以从既有网格中提取线段。
网格(Grid)中需给定将被提取线段的网格名称。
在网格边界(GridBorder)中需给定网格中将被提取线段的边界。
这可以是四个边界中的任一个,但不能是网格边界内部的线段。
因此,网格边界(GridBorder)的设定可以是J,J',K或K',请参考介绍部分(introduction)的说明)
如果完成选择提取边界(ExtractBorderpart)的对话框,可以按"GenBorder"给定起始点和终点(FromandTo)或按下"…"后在图形界面上使用鼠标选取。
储存边界(SavetoBorder)可以在NewGrid对话框中运作,如下图所示:
如果储存的边界是J,那边界便会关联于对话框中的Border1(J),提取出的边界便会被命名为"Polyline1"。
但必须要小心,不要覆盖和其相同名称的文件。
如果没有给定边界名称,举例来说Border1(J)为
2.4.5 网格更新-垂直正交(GridUpdate–Orthogonalisation)
MIKE21C水流模型计算引擎需要正交的曲线网格,因此网格更新(gridupdate)功能会求解一系列的椭圆方程式(ellipticalequations)更新网格使其网格彼此垂直正交。
网格更新的功能通常会和子网格选择功能(SelectionofSubgrids)一并使用,只有被选择的网格才会被更新。
循环计算的终止设定与最大循
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