Как выудить в точки рельеф из SRTM или AW3D30

Иногда данных о рельефе территории исследования так мало, что приходится прибегать к помощи космических технологий. Точность у этой информации, прямо скажем, не ахти, особенно на  застроенных или лесистых территориях, но уж что есть —  дарёному коню, как говорится. Знаю, уже есть алгоритмы, которые с помощью нейросетей умеют удалять с этих массивов дома и небольшие лесочки, но пока не встречал их в открытом доступе, пригодном к тому же для использования неквалифицированному пользователю.

Конечной целью предполагается получение CSV файла вида X, Y, Z.  Потребуется следующий инструментарий:

1. QGIS
2. Плагины к нему:
• Какой-нибудь плагин для подгрузки подложек типа QuickMapServices. Ну или загрузить их вручную через XYZ Connections.
• SRTM-Downloader
• Point sampling tool
3. Аккаунты как минимум на одном из сайтов с рельефом со спутников:
• https://search.earthdata.nasa.gov/ - регистрация по ссылке https://urs.earthdata.nasa.gov//users/new
  
• https://www.eorc.jaxa.jp/ALOS/a/en/dataset/aw3d30/aw3d30_e.htm - регистрация по ссылке https://www.eorc.jaxa.jp/ALOS/a/en/dataset/aw3d30/registration.htm

Сразу предупрежу, что выудить данные с японского сайта — тот еще квест, но в детали вдаваться не буду. В сети есть инструкции. С NASA возни гораздо меньше, особенно если вам повезло и SRTM-Downloader работает как надо.

Итак, алгоритм следующий:

1. В QGIS любым известным способом открываем картографическую подложку. Это не обязательно, но как правило сильно облегчает работу.
2. Создаем временный слой типа Polygon. Рисуем в нем полигон по контуру территории, для которой нам нужен рельеф. Зуммируемся так, чтоб нарисованный полигон занимал большую часть экрана (Zoom to Layer).
3. С помощью строенного в QGIS инструмента Vector/Random points in polygons генерируем достаточное количество точек в пределах нарисованного в предыдущем пункте полигона. При этом создается новый временный слой с точками.
4. С помощью SRTM-Downloader скачиваем растры с рельефом для области, показанной на экране. Для чего жмём последовательно Set Canvas Extend и Download. Для данных ALOS придется скачивать данные через сайт и подгружать в QGIS вручную.
5. Запускаем Point sampling tool, указываем слой с точками из пункта 3 в качестве Layer containing sampling points, а в качестве Layers with fields/bands to get values from — растры (можно указать сразу несколько) из пункта 4. Тут важно отметить, что точки и растры должны быть в одной системе координат (WGS 84 -  EPSG 4326 в случае если мы работаем с SRTM). 
6. На выходе получаем векторный слой с точками с атрибутами в виде значений рельефа. Если область интереса попадает сразу на несколько растров, то столбцов с атрибутами будет несколько. Надеюсь, не надо рассказывать, как из нескольких столбцов получить один — это можно сделать как через Field Calculator в самом QGIS, так и в Excel или любом другом табличном редакторе.
7. Пересохраняем полученный точечный слой в виде CSV, не забывая выбрать нужную нам систему координат (если не выбирать, то по умолчанию  координаты будут представлены в виде градусов) и указать, что GEOMETRY сохраняется в виде AS_XY.

Аналитический расчет барражного эффекта

Давно чесались руки реализовать в электронных таблицах расчет, представленный в монографии В.И. Сологаева «Фильтрационные расчеты и компьютерное моделирование при защите от подтопления в городском строительстве» и реализованный в Ansdimat.
Наконец-то появилось на это время. Расчет доступен на Google Drive. Редактировать, разумеется, нельзя. Но можно скачивать и использовать в свое удовольствие.

Processing Modflow 8 бесплатно

К слову сказать, с июля этого года компания Simcore начала бесплатно раздавать Processing Modflow 8. В дополнение к уже давно бесплатной Processing Modflow 7. А версию 5.3 так и вовсе найти почти невозможно.

Шаблон обработки кустовой откачки в Excel

Вообще автоматически обрабатывать откачки в Excel довольно проблематично. В моем шаблоне сделана довольно кривая попытка, но она нормально работает только на рисованных откачках и, очевидно, сбоит на реальных. В качестве исходных данных там использована как-раз таки «рисованная» по такому случаю в Modflow откачка.

Скачать его можно по ссылке: Gdrive.

Processing MODFLOW — почему не считается модель

Опытные коллеги конечно же об этом знают, а вот начинающим будет полезно знать, что найти причину ошибки можно двумя путями:

1. При запуске модели на счет (Models/MODLFOW (Run Simulation)/Run...) надо поставить галочку у пункта Check Model Data. Запустить счет, а потом в простом текстовом редакторе посмотреть содержимое файла CHECK.LIS, который появится в каталоге с моделью.
2. Некоторые неочевидные ошибки проверка из предыдущего пункта к сожалению пропускает. Тогда придется после неудачного запуска модели на счет воспользоваться «тяжелой артиллерией» — открыть файл output.dat (опять же в простом текстовом редакторе). В нем хранится вся служебная информация о последнем запуске, в т.ч. и ошибки. Файл пишется последовательно по мере выполнения MODFLOW, поэтому указание на ошибку чаще всего надо искать в самом конце файла. 

Кстати, похожие инструменты доступны и в других препроцессорах. 

Про художества

Ну что, как я и говорил в своей недавней записи СП 446.1325800.2019 ИГИ для строительства, эксперты дочитали сей документ до пункта 5.9.6.2 и начали требовать с изыскателей кустовые откачки. Ну разумеется, не далече как вчера имел три задушевных беседы с разными потенциальными заказчиками, которые в дополнение к гидропрогнозу слёзно упрашивали «нарисовать» им кустовую откачку. Пришлось огорчить — я не умею этого делать, да и не хочу. И ведь кто-то им нарисует ведь.
Меня регулярно об этом просят, просто вчера прям три запроса в один день — вот это уже редкость.

Отчеты в редактируемом формате

Довольно долгое время я передвал заказчикам отчеты исключительно в формате “doc”. Мне казалось, что это удобно — в случае чего там самостоятельно смогут добавить титульный лист или подправить что-нибудь в тексте по-мелочи. Все было отлично, пока сразу две организации независимо друг от друга за весьма короткий промежуток времени не подставили меня перед экспертами, переиначив втихаря мои выводы на фактичекски противоположные. Покумекав, я решил, что теперь только формат “pdf” — мой единственный друг. Пришлось поступиться некоторыми удобствами — оформлять титульные листы приходится самостоятельно и с мелкими правками воевать тоже.
Потом я и вовсе отказался от MSO в пользу LibreOffice и если заказчик вдруг просит текст отчета в т.н. «редактируемом формате» (хотя и “pdf” вполне себе редактируемый), то отдаю ему “docx” без формления (рамочек, штампа — которые из LibreOffice в этот формат нормально все-равно не сохраняются).
Для копирования в свои отчеты клиентам этого будет достаточно, а вот для переделки выводов придется покорячиться. В копилку к известной мудрости не передавать заказчикам предварительные результаты — не отдавать им отчеты в «легко фальсифицируемом формате».

О подольско-мячковском водоупоре

Привалило мне на дня «счастье»: один из ключевых клиентов застрял в экспертизе с классическими замечаниями:

1. Где откачки?
2. Где прогноз?

Ну, с откачками они еще долго вошкаться будут. Надо что-то с прогнозом делать. Часто я даю предварительные результаты расчетов даже без откачек (знаю, что так делать нельзя, но фильтрационные свойства четвертичных отложений, с которыми я обычно работаю, более или менее однородны и я редко ошибаюсь более чем на половину порядка) — потом в случае чего можно и пересчитать. Однако тут даже я немного опешил. Представьте себе ситуацию: 

1. Объект в районе подмосковного Троицка
2. 50 м до реки (урез на 153 мБс)
3. Еще в 400 м от реки режимная скважина местного водозабора, уровень воды там около 154 мБс
4. В разведочных скважинах на объекте сверху лежит четвертичка (пески, гравий, но чаще суглинки), под ней сильно разрушенный мячковский известняк с глинистым заполнителем, еще ниже — просто сильно нарушенный известняк уже без заполнителя. 
5. И теперь самая мякотка: уровень в скважинах — 157-158 мБс. Нехилый такой градиент в подольско-мячковском горизонте (0,1 при проводимости около 1000 м²/сут) — при таких скоростях фильтрации там вода должна шелестеть, если ухо к земле приложить.

В общем, с прогнозом пока решили погодить, т.к. надо сперва понять — не являются ли эти разрушенные известняки с глинистым заполнителем локальным водоупором. Потому что если не являются, то я вообще не представляю, как такое вообще может быть. Программа, которую я использую для создания концептуальных моделей, даже не смогла переварить такой объём воды, который надо впихнуть в модель, дабы создать такой градиент — при задании инфильтрации в 10 м/сут (даже думать не хочу, сколько это мм в год) она просто упала и решила больше не вставать.

Так то там в реальности должно быть два уровня — в четвертичке и в карбоне. Однако второй профукали при бурении. Ну о качестве гидрогеологических наблюдений при инженерных изысканиях можно говорить только хорошее, либо ничего. Ничего и не скажу.

Ну а разобраться тут помогут только откачки и без них тут даже предварительные расчеты делать бестолку.