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HydroPol2D Case Builder

O HydroPol2D Case Builder prepara um caso de modelagem completo, pronto para rodar, a partir de dados globais públicos. Você escolhe uma cidade ou uma bacia. O Builder delimita a área do modelo, baixa e alinha os mapas, prepara a chuva e o clima e verifica o caso antes da simulação. Ele gera casos para o HydroPol2D-MATLAB e para o HydroPol2D-Python, o motor do modelo dentro do HydroPol2D Studio.

Esta seção descreve o Case Builder 0.1.0, a primeira versão licenciada (uma versão de teste), para Macs com Apple silicon e para Windows (64 bits). A interface do Case Builder está em inglês, então os nomes de abas, botões, campos e mensagens aparecem aqui em inglês, como na tela.

Licença

O Case Builder é um produto proprietário. Para obter uma licença, escreva para Marcus N. Gomes Jr. em marcusnobrega.engcivil@gmail.com. A página Instalação e licença explica os passos.

O Case Builder do primeiro uso a um caso pronto para rodar: o código de licença, os dados públicos que ele baixa, as quatro etapas Escolha a área, Prévia, Prepare e Verifique, a pasta do caso e onde o caso roda

Figura 1. O caminho pelo Case Builder. Os dados públicos alimentam a prévia e o caso completo. A pasta do caso roda no HydroPol2D MATLAB ou no HydroPol2D Studio.

O que ele prepara​

EtapaO que o Builder faz
Área do modeloTrês formas de escolhê-la. Urban Basin: uma cidade e todas as bacias que drenam para ela. Catchment: um exutório e a bacia a montante dele. Urban Area Only: a área urbanizada e uma faixa ao redor dela.
Prévia do custoAntes de qualquer download grande, mostra a área, o número de células da grade, os dados a baixar e o tamanho dos resultados salvos.
Terreno e riosTerreno na resolução do modelo, condicionado para o escoamento com o HydroBathyDEM, com larguras e profundidades dos rios.
MapasCobertura do solo, textura do solo, profundidade até a rocha, água subterrânea e umidade do solo iniciais e índice de área foliar.
Chuva e climaUm produto de chuva por caso (IMERG, ERA5, MSWEP ou AORC) e o clima do ERA5.
ContornosExutórios com escoamento crítico por padrão. Vazões de entrada dos rios (GloFAS) e níveis costeiros (GTSM) onde se aplicam.
VerificaçãoUma verificação prévia dos arquivos, grades, datas, unidades e entradas obrigatórias.
SimulaçãoGera o caso para MATLAB, Python ou ambos, e pode iniciar a simulação e mostrar o andamento.

Um caso aprovado na verificação prévia está completo e consistente. Isso, sozinho, não mostra que o modelo é preciso em um lugar novo. A calibração e a comparação com observações continuam necessárias.

Fontes de dados​

VariávelFonte
Limite da cidadeGHSL Urban Centre Database R2024A
Bacias e riosHydroBASINS v1c (nível 12) e HydroRIVERS v1.0
TerrenoFABDEM v1.2, ou o seu próprio DEM
Geometria dos riosHydroBathyDEM
Cobertura do soloESA WorldCover
Textura do soloClasses de textura USDA do OpenLandMap
Profundidade até a rochaShangguan et al. (2017)
Água subterrânea inicialProfundidade global do lençol freático de Fan et al.
Umidade inicial do soloERA5-Land
ClimaERA5
Índice de área foliarMODIS MCD15A3H
ChuvaIMERG, ERA5, MSWEP ou AORC (Estados Unidos), escolhido por caso

Não é preciso ter conta no Google Earth Engine. Algumas fontes exigem uma conta gratuita em seu nome. A página Fontes de dados e contas lista essas fontes.

Como ele se relaciona com o Studio e o MATLAB​

  • No HydroPol2D Studio, o assistente New model usa as etapas de preparação do Builder para criar um modelo a partir de um local no mapa. Veja Montando um modelo. Se você tem o Studio, não precisa também do Builder.
  • O Builder independente acrescenta o conjunto completo de opções: os três tipos de área do modelo, a prévia do custo, o relatório da verificação prévia e as simulações em MATLAB.
  • Com o HydroPol2D-MATLAB, o Builder gera um caso MATLAB com um script run_case.m que o executa. Veja o fluxo de construção do modelo para entender como o Builder, os modelos e a calibração trabalham juntos.

Como usar​

  • um app local que abre no seu navegador, com as páginas Prepare a case, Check a case e Python and command line,
  • uma linha de comando, para montagens por script e repetidas.

Nesta seção​

  1. Instalação e licença: baixar, instalar e digitar o código de licença.
  2. Escolher a área do modelo: Urban Basin, Urban Area Only e Catchment.
  3. Configurações do caso: grade, datas, chuva, processos, rios, saídas e pastas.
  4. Prévia e custo: o mapa do domínio e o tamanho do caso antes de qualquer download.
  5. Preparar um caso: a montagem completa e o que fica na pasta do caso.
  6. Fontes de dados e contas: Copernicus, NASA Earthdata e MSWEP.
  7. Verificar um caso: a verificação prévia.
  8. Rodar o caso: no HydroPol2D MATLAB ou no HydroPol2D Studio.
  9. Linha de comando: os mesmos casos a partir de um terminal.
  10. Solução de problemas: mensagens que podem aparecer e o que fazer.

Limites atuais​

  • A versão 0.1.0 é uma versão de teste para Macs com Apple silicon e Windows (64 bits).
  • O app não baixa o HydroPol2D Python. Rode os casos Python no HydroPol2D Studio.
  • A chuva do MSWEP exige aprovação prévia da GloH2O.
  • A chuva do AORC cobre só os Estados Unidos contíguos. Os níveis costeiros do GTSM terminam em 2024.
  • O albedo é um valor único (0,25) na versão atual.
  • Redes de drenagem, reservatórios e calibração de eventos não são adicionados automaticamente.