آموزش گام به گام  
استفاده از ModelBuilder برای تحلیل مشکلات زهکشی در زمان رگبار شدید در دانمارک

پس از سیل ناگهانی سال 2011 که بخش زیادی از Copenhagen به زیر آب رفت؛ دولت دانمارک «گروه عملیاتی تغییرات آب و هوایی» را تشکیل داد که نقشه‌های «blue spot» را ایجاد کرد که نواحی مستعد سیل را در طی رگبارهای ناگهانی نشان می‌داد. در این آموزش،  نقشه‌های «blue spot» را با اجرای یک geoprocessing model با استفاده از داده‌های ارتفاع ایجاد شد. این آموزش بر Copenhagen متمرکز است، اما مدل‌ها در هر جایی قابل‌اجرا هستند.

نقشه‌های bluespot

در سال‌های اخیر ترکیب سیستم GPS و تکنولوژی lidar منجر به ساخت مدل‌های دورنما دقیق و با وضوح بالا را شده است. دو شرکت دانمارکی، NIRAS و COWI، راه را برای ایجاد نقشه‌های bluespot از این چنین مدل‌ها هموار کرده‌اند.

bluespot منطقه‌ای است که به احتمال زیاد در رگبار شدید پر یا سرریز شده و ساختارهای شهری در داخل یا نزدیک به آن در خطرند.

یک نقشه bluespot از منطقه کم‌ ارتفاع در بالا نشان ‌داده شده‌ است. این تصویر حاوی اطلاعاتی از آژانس اطلاعات جغرافیایی دانمارک است.

در این آموزش، نقشه‌های bluespot شبیه به نقشه‌های استفاده‌ شده توسط دولت دانمارک را ایجاد خواهید شد.

داده‌ها را از این قسمت دانلود کنید. (حجم: 40 مگابایت)

شروع کار با ArcMap

1. برنامه ArcMap را باز کنید.

اگر برنامه ArcMap را ندارید، می‌توانید آخرین نسخه را از این صفحه دریافت کنید.

2. اگر پنجره ArcMap – Getting Started باز شد، روی Blank Map کلیک کنید و آن را انتخاب کرده و بر روی OK کلیک کنید.

3. در بالای پنجره ArcMap، در منوی اصلی، روی Help کلیک کرده و About ArcMap انتخاب کنید. ​

4. مطمئن شوید از نسخه 10.3 یا بالاتر استفاده می‌کنید.

5. در پنجره About ArcGIS for Desktop روی OK کلیک کنید.

6. در منوی اصلی، روی Customize کلیک کنید و Extensions را انتخاب کنید.

7. در پنجره Extensions تیک Spatial Analyst را فعال کنید و سپس پنجره Extensions را ببندید.

8. به دلخواه، پنجره برنامه ArcMap را maximize کنید.

اتصال پوشه به داده‌های پروژه

1. در سمت راست بالای پنجره برنامه ArcMap، روی زبانه Catalog کلیک کنید.

همچنین، روی منوی اصلی ArcMap، روی Windows کلیک کرده و Catalog را انتخاب کنید.

2. روی گیره Auto Hide کلیک کنید تا پنجره پیش‌فرض Catalog باز بماند.

3. در نوار ابزار پنجره Catalog، روی دکمه Connect to Folder کلیک کنید.

4. در پنجره Connect to Folder، به محل پوشه Cloudburst بروید. (‏برای مثال، Computer > C: > Cloudburst)‏. روی پوشه کلیک کنید تا انتخاب شود و سپس روی OK کلیک کنید.

5. در پنجره Catalog، پوشه Cloudburst را باز کنید.

پوشه Cloudburst دارای یک پوشه، چهار geodatabase و چهار toolbox است.

6. BluespotModels_Metric.tbx باز کنید.

این toolbox دارای دو geoprocessing model است.

مدل اول: Identify Bluespots در منطقه مورد مطالعه Bluespots پیدا می‌کند و ساختمان‌ها را در داخل یا مجاور آن‌ها انتخاب می‌کند. نتایج نشان می‌دهد، در یک سطح بسیار کلی، که سازه‌ها با افزایش خطر سیل در یک رگبار شدید مواجه هستند، این مدل تلاشی برای کمی کردن این ریسک نمی‌کند.

در مدل دوم: Identify Bluespot Fill Up Values همان تحلیل را انجام می‌دهد و همچنین حجم هر bluespot و مساحت حوضه آبریز محلی آن را محاسبه می‌کند (‏حوضه که آب را به آن تخلیه می‌کند)‏. با استفاده از این اطلاعات، مدل محاسبه می‌کند که چه مقدار باران برای پر کردن ظرفیت bluespot لازم است. این مدل امکان رتبه‌بندی ریسک سیل را فراهم می‌کند. سایر عوامل برابر هستند، bluespots که نیاز به بارش کم‌تر برای پر کردن دارند خطر سیل بیشتری را برای ساختمان‌ها ایجاد می‌کنند.

نقشه Gentofte را باز کنید.

1. در پنجره Catalog، پوشه Maps and Layers را باز کنید. برای باز کردن آن روی نوشتار نقشه Gentofte.mxd دوبار کلیک کنید تا باز شود.

2. به دلخواه، پنجره Catalog را باز کنید.

3. در منوی اصلی ArcMap، روی Bookmarks کلیک کرده و Study Area را انتخاب کنید.

ساختمان‌ها در Gentofte municipality به رنگ ارغوانی در آمده‌اند. لایه municipal boundary به رنگ قرمز مشخص می‌شود.

4. در زبانه Ordrup ،bookmark را انتخاب کنید تا بزرگنمایی صورت گیرد.

منطقه مورد مطالعه بسیار توسعه ‌یافته است اما شامل بسیاری از پهنه های آبی، پارک‌ها و فضاهای سبز می‌باشد.

5. به دلخواه، در نوار ابزار Tools، روی ابزار Pan و دکمه‌های Fixed Zoom In و Fixed Zoom Out برای حرکت در اطراف منطقه مورد مطالعه کلیک کنید.

6. زمانی که آماده شدید، از زبانه Study Area ،bookmark انتخاب کنید.

7. در Table of Contents لایه DEM روشن کنید.

مدل رقومی ارتفاع (‏DEM) ‏مقادیر ارتفاع را برای منطقه مورد مطالعه نشان می‌دهد. در Table of Contents، مقادیر ارتفاع را از حداقل 3.23- متر تا حداکثر 56.58 متر می‌بینید. این مقادیر با یک شیب رنگ قهوه‌ای نشان داده می‌شوند. هر چه سایه قهوه‌ای روشن‌تر باشد ارتفاع آن بیشتر است.

8. از زبانه Gentofte Lake ،bookmark را انتخاب کنید.

9. از نوار ابزار Tools، ابزار Identify را انتخاب کنید.

10. روی هر مکان روی نقشه کلیک کنید.

پنجره Identify باز می‌شود و لایه Municipal Boundary، بالاترین لایه در Table of Contents را مشخص می‌کند. این لایه کاربردی نیست. لایه DEM اهمیت دارد.

11. در بالای پنجره Identify، تنظیمات Identify from به DEM تغییر دهید.

12. روی نقشه، بر روی چند مکان در دریاچه  Gentofte Lake کلیک کنید.(‏به دلخواه پنجره Identify را جابجا کنید)‏.

هر جا که کلیک می‌کنید، یک مقدار ارتفاع در لایه DEM وجود دارد. همانطور که بر روی دریاچه کلیک می‌کنید، باید مقادیر ثابتی از 16.82 متر را ببینید زیرا سطح دریاچه تراز ثابت دارد. ​

13. روی چند مکان دیگر در اطراف کناره دریاچه کلیک کنید.

نتایج بسته به محل کلیک شما متفاوت است. اگر بر روی یک ساختمان کلیک کنید، مقدار نشان‌دهنده ارتفاع زمین در آن مکان است. ​

14. پنجره Identify را ببندید و از زبانه bookmark، گزینه Study Area را انتخاب کنید.

نمایش DEM metadata و ویژگی‌های لایه

با ابزارهای ArcGIS hydrology، می‌توانید DEM را برای پیدا کردن bluespots، محاسبه اندازه و حجم آن‌ها، و ترسیم مناطقی که جریان آب را به آن‌ها در یک رگبار کمک می‌کنند، تحلیل کنید.

برای مطالعه موقعیت bluespots در Gentofte، لازم است DEM را تا حد بیشتری نسبت به boundary municipal تحلیل کنیم زیرا برخی از bluespots و حوضه‌های آبریز محلی آن‌ها ممکن است تا حدی در مناطق مجاور قرار داشته باشند. برای اطمینان از اینکه تمام bluespots و حوضه‌های آبریز به درستی شناسایی شده‌اند، DEM برای municipality Gentofte پنج کیلومتری توسعه داده شد.

1. در Table of Contents، روی نام لایه DEM راست کلیک کنید، از گزینه Data و View Item Description را انتخاب نمایید.

تحت عنوان Description، می‌بینید که رزولوشن DEM برابر با 1.6 متر و دقت عمودی 0.05 متر است. این بدان معنی است که هر سلول dataset نشان دهنده 1.6 مترمربع زمین و مقدار ارتفاع هر سلول تا 0.05 متر دقیق است. این داده با قدرت تفکیک بالا توسط lidar جمع ‌آوری شد.

2. item description را ببندید.

3. در Table of Contents، روی نام لایه DEM راست کلیک کرده و Properties را انتخاب  کنید.

4. در پنجره Layer Properties روی زبانه Source کلیک کنید. به پایین به سر تیترSpatial Reference بروید.

5. پنجره Layer Properties را ببندید.

6. در نوار ابزار Standard، برای ذخیره نقشه روی دکمه Save کلیک کنید.

شناسایی bluespots و ساختمان‌های آسیب‌دیده

تاکنون Gentofte study area بررسی شد. در ادامه Identify Bluespots geoprocessing model بررسی و اجرا می‌شود. تحلیل این مدل براساس ابزارهای هیدرولوژي است. سپس مکان‌های bluespots را با مکان‌های ساختمان‌های موجود مقایسه می‌کند و ساختمان‌هایی را که در داخل یا مجاور bluespots قرار دارند انتخاب می‌کند. به طور کلی، این ساختمان‌ها بیشتر در معرض خطر سیل در یک رگبار قرار دارند.

geoprocessing model مجموعه‌ای از داده‌ها و ابزارهای ورودی است که به عنوان یک گردش کار سازمان دهی شده و به صورت یک عملیات واحد اجرا می‌شود.

باز کردن مدل برای ویرایش

مدل‌ها در toolbox ذخیره می‌شوند. شما می‌توانید با ویرایش یا باز کردن آن با یک مدل کار کنید. برای ویرایش این مدل پنجره ModelBuilder را باز کنید. اکنون با مدل تعامل دارید: می‌توانید بسازید، پیکره بندی کنید، مشاهده کنید، آزمایش کنید و اجرا کنید. در زمان باز کردن مدل یک پنجره باز می‌شود که اجازه می‌دهد مدل را به عنوان geoprocessing tool اجرا کنید. سپس، با مدل در پنجره ModelBuilder کار خواهید کرد. ​

​1. به دلخواه، ArcMap را باز و نقشه  Gentofte باز کنید.

اگر می‌خواهید یک صفحه جدید ArcMap را باز کنید، نقشه ممکن است در پنجره ArcMap – Getting Started به عنوان یک نقشه اخیر ظاهر شود.

2. پنجره Catalog را باز کنید. به دلخواه، Cloudburst و BluespotModels_Metric.tbx  را باز کنید.

3. روی مدل Identify Bluespots راست کلیک و Edit را انتخاب کنید.

پنجرهModelBuilder باز می‌شود. داده‌ها و ابزارها در این مدل به صورت اشکال هندسی رنگی نشان داده می‌شوند که به ایجاد جریان کار متصل هستند.

واحد کاری اصلی یک مدل پردازش شده است. یک فرآیند یک مجموعه داده ورودی (‏blue)‏ متصل به یک ابزار (‏yellow)‏ متصل به یک مجموعه داده خروجی (‏green)‏ است. عناصر مدل ورودی و خروجی متغیرها هستند؛ چون می‌توانید properties آن‌ها را باز کرده و pathname آن‌ها را تغییر دهید. ​

4. در بالای پنجره ModelBuilder، روی منوی Windows کلیک کرده و Overview را انتخاب کنید.

 پنجره Overview باز می‌شود و می‌توانید ببینید که چه بخشی از نمودار مدل کامل در پنجره ModelBuilder قابل ‌مشاهده است.​ ​​​​​​می‌توانید پنجره Overview را باز بگذارید، یا اگر می‌خواهید آن را ببندید.

از نظر مفهومی، مدل سه چیز اصلی زیر را انجام می‌دهد:

• bluespots را روی DEM پیدا می‌کند
• ​​​​​​این نتیجه و لایه Buildings را پردازش می‌کند، بنابراین داده‌ها در فرمت مناسب برای ایجاد یک spatial selection هستند. ​
• آن ساختمان‌های روی نقشه که در داخل یا اطراف bluespots قرار دارند را انتخاب می‌کند.

تابع اصلی هر ابزار بر روی مدل مشخص می‌شود. 

برای حرکت در این مدل، می‌توانید از scroll bars و pan یا ابزار zoom در پنجره ModelBuilder استفاده کنید. همچنین می‌توانید مستطیل آبی را در پنجره Overview را جابجا کنید.

تنظیمات عنصر مدل را بازبینی کنید

قبل از اجرای مدل، برخی تنظیمات عناصر مدل که بر رفتار و خروجی آن‌ها تاثیر می‌گذارند، بررسی کنید.

1. در سمت چپ مدل، روی عنصر ورودی DEM راست کلیک کرده و Open را انتخاب کنید.

پنجره DEM مسیر مجموعه داده روی disk را نشان می‌دهد.اگر شما داده‌ها را به C:\ drive  استخراج کنید، مسیر شما با مسیر نشان‌داده‌ شده مطابقت دارد. اگر آن را به مکان دیگری منتقل کنید، مسیر شما متفاوت خواهد بود.

2. برای بستن پنجره DEM روی Cancel کلیک کنید.

عنصر DEM با فلش‌ها به دو ابزار متصل می‌شود: ابزار Fill و ابزار (Fill (2. این‌ها دو نمونه از یک ابزار هستند (‏مدل نیاز دارد که هر کدام نام‌ منحصر به فرد داشته باشد)‏. برچسب‌های خاکستری زیر ابزارها کاری انجام می‌دهند را توصیف می‌کند.

3. روی ابزار Fill راست کلیک کرده و Open را انتخاب کنید.

برای input dataset داده DEM و در کادر output dataset داده SmallSinksFilled انتخاب کنید. مسیر خروجی با یک متغیر درون خطی تنظیم شده‌است: %Output Workspace% (‏که در زیر توضیح داده شده‌ است)‏. متغیر درون خطی به شما اجازه می‌دهد تا یک نام مسیر را یک ‌بار تعریف کرده و آن را در تمام مجموعه داده‌های خروجی در مدل اعمال کنید. اگر تصمیم دارید مسیر خروجی را تغییر دهید، تنها باید یک بار تغییر دهید.

علاوه بر متغیرهای داده ورودی و خروجی، مدل‌ها می‌توانند متغیرهای value نیز داشته باشند. این ها معمولاً پارامترهای ابزاری هستند که اگر مدل را با داده‌های مختلف اجرا کنید ممکن است تغییر کنند. برای مثال، پارامتر Z limit روی ابزار Fill با یک متغیر تنظیم می‌شود تا با یک مقدار مشخص. هر مقدار که (Vertical accuracy (meters تنظیم شده ‌باشد، ابزار از آن استفاده می‌کند. ​

4. برای بستن پنجره Fill روی Cancel کلیک کنید.

5. روی عنصر Output Workspace راست کلیک کرده و Open را انتخاب کنید.

این متغیری است که مسیر خروجی را برای تمام مجموعه داده‌ها در مدل تعریف می‌کند. هر جا که نام آن (%Output Workspace%) ‏به جای نام مسیر استفاده شود، مکان خروجی با نام مسیر ذخیره ‌شده در متغیر جایگزین خواهد شد. اگر نام مسیر را تغییر دهید، برای همه مجموعه داده‌های خروجی که به متغیر ارجاع می‌دهند تغییر می‌کند. ​

6. پنجره Output Workspace را ببندید.

7. عنصر (Vertical accuracy (meters را باز کنید.

این متغیری است که مقدار Z limit را برای ابزار Fill تعریف می‌کند. این مقدار روی 0.05 متر تنظیم شده ‌است که مقدار مناسبی برای توصیف آیتم DEM است. ​

8. پنجره (Vertical accuracy (meters را ببندید.

اگر می‌خواهید این مدل را به عنوان یک ابزار geoprocessing tool اجرا کنید، متغیرها را به عنوان پارامترهای مدل طراحی ‌کنید (‏که با حرف بزرگ P مشخص می‌شوند)

9. پنجره ModelBuilder جابجا کنید تا بتوانید پنجره Catalog را ببینید.

10. بر روی Identify Bluespots راست کلیک و Open را انتخاب کنید.

پنجره ابزار Identify Bluespots با چهار پارامتر باز می‌شود. دقت کنید با متغیرهای موجود در مدلی که با حرف بزرگ P علامت‌گذاری شده‌اند، مطابقت دارند. این‌ها مقادیری هستند که  کاربر می‌تواند قبل از اجرای مدل به عنوان geoprocessing tool تغییر کند. ​

11. برای بستن ابزار روی Cancel کلیک کنید.

12. در پنجره model، روی عنصر DEM راست کلیک کنید.

با چرخش در منوی فرمان Model Parameter عناصر به عنوان پارامترهای مدل تنظیم می‌شوند.

13. برای بستن منوی فرمان در فضای سفید مدل کلیک کنید.

14. عنصر Small Sinks Filled را باز کنید.

متغیرهای داده خروجی دارای نام مشخصه و نام پرونده هستند

15. پنجره Small Sinks Filled را ببندید.

همچنین می‌توانید مقادیر ابزارها و متغیرها را با نگه داشتن موس روی آن‌ها با tool استفاده از ابزار Select ببینید.

16. روی عنصر Small Sinks Filled راست کلیک کنید.

به طور پیش‌فرض، مجموعه داده‌های خروجی، به جز آخرین خروجی مدل، به عنوان Intermediate علامت‌گذاری می‌شوند. Intermediate data داده‌هایی هستند که ​زمانی که نتایج مدل را در اختیار دارید نیازی به آن‌ها ندارید. وقتی شما مدل را به عنوان geoprocessing tool اجرا می‌کنید، Intermediate data به طور خودکار حذف می‌شوند. زمانی که شما مدل را از پنجره ModelBuilder اجرا می‌کنید، می‌توانید Intermediate data را از منوی مدل حذف کنید. ​

Small Sinks Filled dataset برای اضافه شدن به صفحه نمایش علامت‌گذاری نشده است. اگر چنین بود، زمانی که مدل کار خود را به پایان رساند، لایه‌ای به Table of Contents اضافه می‌شد. ​

17. به دلخواه در فضای سفید روی مدل کلیک کنید تا منوی آن بسته شود.

environment settings را بازبینی کنید

جدا از تنظیمات شخصی عناصر، تنظیمات محیطی وجود دارند که در کل مدل اعمال می‌شوند.

1. در بالای پنجره ModelBuilder، روی منوی Model کلیک کرده و Model Properties را انتخاب کنید.

2. در پنجره Identify Bluespots Properties، روی تب Environments کنید.

تنظیمات Environments برای Output Coordinates، Processing Extent، و Raster Analysis ایجاد شده‌اند.

3. بر روی دکمه Values کلیک کنید.

4. در پنجره Environment Settings، روی تیتر Output Coordinates کلیک کنید تا آن را باز کنید.

برای Gentofte data مختصات بر مبنای UTM Zone 32 North based on the ETRS 1989 datum انتخاب شود.

5. برای جمع کردن روی تیتر Output Coordinates کلیک کنید.

6. روی تیتر Processing Extent کلیک کنید تا آن را باز کنید.  

تمام مجموعه داده‌های رستری ایجاد شده توسط مدل، مختصات مرزی نشان ‌داده ‌شده در کادرها را خواهند داشت. ‏

7. برای جمع کردن روی تیتر کلیک کنید.

8. روی تیتر Raster Analysis کلیک کنید تا آن را باز کنید.  

مجموعه داده‌های ​رستری ایجاد شده توسط مدل دارای اندازه سلولی 1.6 متر است. این تنظیم، همراه با تنظیمات  Processing Extent، تضمین می‌کند که تمام مجموعه داده‌های رستری در مدل با سلول‌های spatially coincident همتراز هستند.

قبل از اجرای این مدل با داده‌های ورودی مختلف، باید environment settings را به طور مناسب برای داده‌های خود تغییر دهید. ​

9. پنجره Environment Settings و Identify Bluespots Properties را ببندید.

مدل را اجرا کنید.

مدل را اجرا کنید. هنگامی که مدل به پایان رسید، دو لایه به نقشه Gentofte اضافه خواهد شد: یک لایه از bluespots و یک لایه از ساختمان‌هایی که در داخل یا مجاور bluespots قرار دارند.

1. در نوار ابزار ModelBuilder، روی دکمه Validate Entire Model کلیک کنید.

Validating تایید می‌کند که همه فرایندها آماده اجرا هستند.

یک پردازش مدل می‌تواند در یکی از چهار حالت باشد. 1. اگر یک پردازش آماده اجرا باشد، عناصر آن توسط فلش‌ها متصل شده و با رنگ پر می‌شوند. 2. اگر پردازش برای اجرا آماده نباشد، عناصر و ابزار خروجی سفید هستند. این بدان معنی است که برخی اطلاعات مورد نیاز، مانند ابزار parameter، وجود ندارد. 3. زمانی که یک پردازش در حال اجرا است، ابزار element قرمز است. 4. پس از اجرای یک پردازش، ابزار و عناصر خروجی آن در حالت shadowed قرار می‌گیرند. ​

2. روی دکمه Run کلکیک کنید.

همانطور که مدل اجرا می‌شود، یک پنجره که نشان دهنده روند پیشرفت است نمایان می‌شود . ابزاری که در حال اجرا است، در پنجره ModelBuilder قرمز می‌شود. (‏عملیات Fill چند دقیقه طول می‌کشد.)

زمانی که مدل تکمیل می‌شود، یک پیام روی پنجره روند پیشرفت ظاهر می‌شود.

3. پنجره progress را ببندید.

در پنجره ModelBuilder ، پردازش‌هایی که shadowed هستند، قبلاً اجرا شده‌اند.

4. در نوار ابزار ModelBuilder، روی دکمه Save  کلیک کنید. پنجره ModelBuilder را کوچک کنید.

5. پنجره Catalog باز کنید  و پوشه Cloudburst را کلیک کنید.

6. روی Outputs_Bluespots.gdb راست کلیک کنید و Refresh انتخاب کنید. با کلیک روی +، geodatabase را باز کنید.

داده‌های خروجی طبق آنچه که در مدل variable Workspace Output مشخص شده‌ است، در Outputs_Bluespots.gbd نوشته شده ‌است. دو مجموعه داده مهم Bluespots و BuildingsTouchBS هستند. این به شما نشان می‌دهد که در کجا bluespots وجود دارند و چه ساختمان‌هایی در داخل یا اطراف آن‌ها قرار دارند.

در ArcMap، دو لایه جدید در بالای Table of Contents ظاهر می‌شوند:  Buildings Touching Bluespots و Bluespots

7.اگر دو لایه جدید به طور خودکار به نقشه اضافه نشوند، Bluespots و BuildingsTouchBS را بر روی نقشه از Outputs _ Bluespots .gdb به صفحه بکشید. نام لایه BuildingsTouchBS به Buildings Touching Bluespots تغییر دهید.

نتایج نقشه

نتایج این مدل نشان می‌دهد که بیش از 14000 ساختمان در داخل یا مجاور یک bluespot قرار دارند، که می‌توانید آن را در جدول Buildings Touching Bluespots ببینید. اگر attribute table را برای لایه Buildings باز کنید، خواهید دید که در حدود 31000 ساختمان در Gentofte وجود دارد. این بدان معنی است که تقریبا ۴۰ درصد از ساختمان‌ها در معرض خطر سیل در یک رگبار قرار دارند.​

1. در ArcMap، از زبانه bookmark قسمت Study Area را انتخاب کنید.

2. در پایین Table of Contents، روی لایه Basemap راست کلیک کرده و Remove انتخاب کنید.

3. لایه DEM را حذف کنید.

4. لایه Buildings را خاموش کنید اما آن را حذف نکنید.

5.در نوار ابزار Standard، روی فلش Add Data کلیک کرده و گزینه Add basemap را انتخاب کنید.

6. در پنجره Add basemap، روی Dark Gray Canvas basemap کلیک کنید و Add را انتخاب کنید. پنجره Geographic Coordinate Systems warning بببندید.

7. در Table of Contents بر روی نماد لایه Buildings Touching Bluespots کلیک کنید تا پنجره Symbol Selector باز شود.

8. در پنجره Symbol Selector، قسمت Fill Color را به Yucca Yellow و Outline Width به 0 تغییر دهید. روی OK کلیک کنید.

9. برای لایه Bluespots، قسمت Fill Color را به Steel Blue و Outline Width به 0 تغییر دهید. روی OK کلیک کنید.

10. برای لایه Municipal Boundary، پنجره Symbol Selector را باز کنید و Edit Symbol را انتخاب کنید.

11. در پنجره Symbol Property Editor روی Outline کلیک کنید.

12. در پنجره Symbol Selector به پایین لیست بروید وBoundary, City symbol انتخاب کنید.

13. قسمت color به Gray 10% و Width به 1.5 تغییر دهید و روی OK کلیک کنید.

14. در پنجره Symbol Property Editor و Symbol Selector روی OK کلیک کنید.

15. در Table of Contents لایه Municipal Boundary بالای لایه Buildings Touching Bluespots قرار دهید.

16. در منوی اصلی روی File کلیک و Save As را انتخاب کنید.

17. با عنوان Gentofte Bluespots در پوشه Cloudburst > Maps and Layers ذخیره کنید.

18. پنجره ModelBuilder را بازیابی و مدل را ذخیره کنید.

19. پنجره ModelBuilder را ببندید.

یک نگاه اجمالی به نقشه نشان می‌دهد که ساختمان‌های در تماس با bluespots در سراسر منطقه Gentofte واقع شده‌اند و در هیچ منطقه خاصی متمرکز نشده اند. به خاطر داشته باشید که سیل ممکن است انواع دیگر زیرساخت‌ها و نیز ساختمان‌ها را تحت‌تاثیر قرار دهد. ممکن است بخواهید چند مجموعه داده را از ResourceData geodatabase اضافه کنید، مانند جاده‌ها و راه آهن، تا ببینید آن‌ها در ارتباط با bluespots کجا قرار دارند. ​

شناسایی مدل Identify Bluespots سطوح ریسک را برای ساختمان‌ها ارزیابی نمی‌کند. با این حال، همه bluespots خطر یکسانی ندارند. سرعت پر شدن و سرریز شدن bluespot در یک رگبار شدید به عمق، مساحت و اندازه حوضه آبریز بستگی دارد. ​

در ادامه نسخه پیچیده تری از این مدل را اجرا خواهید کرد که برآورد می‌کند چه مقدار بارش در هر bluespot خواهد شد. این اطلاعات به شما کمک خواهند کرد تا تخمین بهتری از ریسک ساختمان‌ها داشته باشید.

ارزیابی خطر سیل در ساختمان‌ها

قبلاً یک مدل برای شناسایی bluespots اجرا ‌کردید. این مدل نه تنها bluespots روی یک DEM را شناسایی می‌کند، بلکه میزان بارش مورد نیاز برای پر کردن لکه‌های bluespot در یک رگبار را نیز محاسبه می‌کند. این دانش به شما این امکان را می‌دهد که تخمین بهتری از خطر سیل داشته باشید: یک ساختمان واقع در bluespot که به سرعت پر می‌شود در معرض خطر بیشتری نسبت به یک ساختمان در bluespot که به آرامی پر می‌شود قرار دارد. ​

در یک رگبار شدید، نفوذ، تبخیر و نفوذ آب به خاک صفر در نظر گرفته می‌شود. حداکثر ظرفیت سیستم‌های فاضلاب دانمارک در مناطق مسکونی حدود 40 میلیمتر بارش در روز است. با در نظر گرفتن تمرکز بر روی 1 ساعت بارش و فرض این که ظرفیت روزانه را می توان واقعا در عرض 1 ساعت کنترل کرد، بنابراین مقدار برای Au را می توان به 40 تنظیم کرد. رواناب مازاد (‏Ao) ‏تا پس از پر شدن bluespots، یک فاکتور در معادله نخواهد بود. بنابراین، برای محاسبه مقدار پر کردن، این فرمول می‌تواند به P = 40+ Q یا Q = 40mm در ساعت ساده شود. اگر 90 میلی متر باران در یک ساعت ببارد، سیستم فاضلاب 40 میلی متر را حمل خواهد کرد، در حالی که 50 میلی متر به داخل bluespot که آن را به طور کامل یا بخشی پر می‌کند جاری خواهد شد. اگر bluespot تا نقطه ریزش خود پر شود، رواناب (‏Ao) ‏وارد چاله پایین‌ دست بعدی، دریاچه، رودخانه یا دریا خواهد شد. ​

در حالی که این مدل ارزیابی بهتری از ریسک ارایه می‌دهد، هنوز شاخص‌های زیادی را از بین می‌برد. به عنوان مثال، سهم رواناب مازاد bluespots پایین ‌دست در نظر گرفته نمی‌شود. ارتفاع پایه ساختمان‌ها نیز در bluespots نیست. به عنوان مثال، اگر یک ساختمان در نزدیکی کف یک bluespot قرار گرفته باشد، ممکن است قبل از پر شدن bluespot تا ظرفیت پر شود. عوامل ساختاری مانند اینکه آیا ساختمان‌ها دارای زیربنا یا پی مرتفع هستند نیز در نظر گرفته نمی‌شوند. ​

مدل برای ویرایش باز کنید

1. ArcMap و نقشه Gentofte را باز کنید.

2. پنجره Catalog را باز کنید.​ پوشه ​Cloudburst و BluespotModels_Metric.tbx را باز کنید.

3. روی مدل  Identify Bluespot Fill Up Values راست کلیک کنید و Edit انتخاب کنید.

این مدل در پنجره ModelBuilder باز کنید. شما تنها می‌توانید بخشی از مدل را ببینید.

4. بالای پنجره ModelBuilder و منوی Windows را باز کنید و Overview را انتخاب کنید.

یک پنجره Overview باز کنید و می‌توانید ببینید که چه بخشی از نمودار مدل کامل در پنجره ModelBuilder مدل قابل مشاهده است.

پس از bluespots، حجم و حوضه‌های آبخیز آن‌ها را محاسبه می‌کند. سپس از این اطلاعات برای تعیین میزان بارش مورد نیاز برای پر کردن هر bluespot استفاده می‌کند.

تابع اصلی هر ابزار بر روی مدل مشخص می‌شود. برای تفکیک دقیق‌تر جریان کار، overview مدل را ببینید.

برای حرکت در این مدل، می‌توانید از scroll bars و یا ابزار pan و zoom در پنجره ModelBuilder استفاده کنید.

مدل را اجرا کنید.

1. در نوار ابزار ModelBuilder، روی دکمه Validate Entire Model کلیک کنید.

2. روی دکمه Run کلیک کنید.

زمانی که مدل اجرا می‌شود، یک پنجره پیشرفت روند نشان می‌دهد. وقتی مدل انجام می‌شود، یک پیام روی پنجره روند پیشرفت ظاهر می‌شود. ​

​3. پنجره روند پیشرفت را ببندید.

4. روی نوار ابزار ModelBuilder، روی دکمه Save کلیک کنید. پنجره ModelBuilder را کوچک کنید.

5. پنجره Catalog را باز کنید و پوشه Cloudburst را باز کنید.

داده‌های خروجی در Outputs_BluespotsFillUp.gdb  نوشته شده اند.

6. روی Outputs_BluespotsFillUp.gdb راست کلیک کنید و Refresh را انتخاب کنید.

در ArcMap، سه لایه جدید نیز به نقشه Gentofte اضافه شدند: یک لایه bluespots، یک لایه از ساختمان‌های در تماس با bluespots و یک لایه از bluespots که با ساختمان‌ها تماس دارند.

7. اگر لایه‌های جدید به طور خودکار به نقشه اضافه نشده اند، آن‌ها را از Outputs _ BluespotsFillUp.gdb اضافه کنید. نام مجموعه داده‌ها به شرح زیر است:

• BSPolyDissolved
• BuildingsTouchBS
• BSTouchBuildings
•  

نتایج نقشه

1. در ArcMap، از زبانه bookmark قسمت Study Area را بزرگنمایی کنید.

2.  attribute table برای لایه Bluespots Touching Buildings باز کنید.

Volume field شامل حجم هر bluespot (‏به مترمکعب) ‏است. فیلد FillUp شامل میزان بارندگی (‏به میلی متر) ‏است که برای پر کردن هر bluespot در یک رگبار لازم است.

3. فیلد FillUp صعودی مرتب کنید.

به طور کلی، هر چه مقدار fill up کم‌تر باشد، ریسک بیشتر است. Bluespots با مقادیر fill up بسیار کم معمولاً کوچک و کم‌عمق هستند. ممکن بود با چنان سرعتی به bluespot پایین‌دست بعدی سرازیر شوند که توجه به آن‌ها مشکل باشد. ​

4. statistics فیلد FillUp را ببنید.

پنجره Statistics حداقل و حداکثر مقادیر را نشان می‌دهد. در نمودار Frequency Distribution، می‌توانید ببینید که تقریباً تمام مقادیر fill – up در انتهای پایین دامنه قرار دارند. ​

5. پنجره Statistics و attribute table را ببندید.

6. در Table of Contents لایه‌های زیر را حذف کنید:

 Basemap, DEM, Buildings, و  Bluespots.

7. لایه Buildings Touching Bluespots خاموش کنید.

8. Light Gray Canvas basemap را اضافه کنید. پنجره Geographic Coordinate Systems warning را ببندید.

9. لایه Municipal Boundary بالای Bluespots Touching Buildings قرار دهید.

10. پنجره Symbol Selector برای لایه Municipal Boundary باز کنید و روی Edit Symbol کلیک کنید.

11. قسمت symbol outline به  Boundary, City symbol و قسمت color به Gray 60% و width به 1.5 تغییر دهید.

برچسب‌های fill – up values تا 40 میلیمتر تنظیم شده‌اند تا ظرفیت سیستم فاضلاب در نظر گرفته شود. (‏به عبارت دیگر، مقادیر mm 20 – 0 در فیلد FillUp وقتی برچسب گذاری ‌شود، به عنوان 40 mm برچسب زده خواهد شد) ‏همچنین می‌توانید یک فیلد را به لایه Bluespots Touching Buildings اضافه کنید و مقادیر آن را به [‏ FillUp ]‏ + 40 محاسبه کنید. ​

16. در پنجره Layer Properties روی OK‌ کلیک کنید.

در طی رگبار Copenhagen در 2011 ، 136 میلی متر باران طی 1.5 ساعت بارید. این برابر با حدود 90 میلیمتر در یک ساعت است. اگر رویداد قابل‌مقایسه‌ای دوباره رخ دهد، bluespots در دو یا سه گروه ریسک بالا (‏قرمز، نارنجی تیره، نارنجی) ‏پر خواهند شد. ​

17. لایه Buildings Touching Bluespots بالای Bluespots Touching Buildings قرار دهید و روشن کنید.

18. symbol را تغییر دهید. قسمت outline width به 0 و fill color به رنگ پیش فرض یا رنگی دیگر تغییر دهید.

19. در بخش‌های مختلف نقشه برای مقایسه ساختمان‌ها و bluespots بزرگنمایی کنید.

چندین منطقه را خواهید دید که مستعد سیل هستند. همچنین مناطقی را خواهید دید که در آن ساختمان‌ وجود دارند اما هیچ آبی وجود ندارد. در واقع در این مناطق bluespots وجود دارند اما نمادین نیستند چون fill – up values آن‌ها بیش از 140میلیمتر تنظیم شده‌ است. بسیار بعید است که این bluespots حتی در یک رگبار هم طغیان کنند

محاسبات فرض می‌کنند که تمام bluespots خالی هستند اما همیشه این طور نیست. برخی از bluespots، پهنه‌های آبی دائمی مانند دریاچه Gentofte هستند. ​

20. Study Area bookmark بزرگ کنید.

21. نقشه را به اسم Gentofte Bluespots Fill Up در پوشه  Cloudburst > Maps and Layers ذخیره کنید.

مشاهده آموزش‌های دیگر