Napady

Jak nástroj Slope funguje – ArcGIS Pro | Dokumentace

Za léta projektování vodovodních a kanalizačních sítí komunikujete s mnoha lidmi: se zákazníky, architekty, projektanty, montéry, projektanty dalších úseků. A nejčastější odborná otázka zní:

— S jakým sklonem by měla být kanalizace položena?
Odpověď na tuto otázku musí být samozřejmě zdůvodněna. No, základ se nejlépe hledá v regulační dokumentaci. Uvnitř budov se téměř vždy používají trubky malého průměru, pro vnitřní sítě použijeme SNiP.
Ustanovení 18.2 SNiP 2.04.01-85* „Vnitřní zásobování vodou a kanalizace budov“ uvádí:

„. nehodnocené úseky potrubí o průměru 40-50 mm by měly být položeny se sklonem 0,03 a o průměru 85 a 100 mm – se sklonem 0,02.“

Pro vnější kanalizaci se používají větší průměry potrubí a mají své vlastní normy. Ustanovení 2.41 SNiP 2.04.03-85 „Skanalizace. Externí sítě a struktury“ říká následující:

„Nejmenší sklony potrubí pro všechny kanalizační systémy by měly být brány pro potrubí o průměrech: 150 mm – 0,008, 200 mm – 0,007.“

Obvykle po tichém poslechu řádků z SNiP po telefonu se instalátoři ptají na druhou nejčastější otázku:

– No, jestli opravdu potřebujete zmenšit svah?
No, SNiP má k tomuto tématu několik výhrad. U vnitřního zásobování vodou hovoříme o „neměřených úsecích“ potrubí. Ve stejném odstavci 18.2 SNiP 2.04.01-85* je vzorec:

„Výpočet kanalizačních potrubí by měl být proveden přiřazením rychlosti pohybu tekutiny V, m/s a vyplnění H/d tak, aby byla podmínka splněna

zde K = 0,5 – pro potrubí z plastových a skleněných trubek;

К = 0,6 – pro potrubí z jiných materiálů

Rychlost pohybu kapaliny v tomto případě musí být alespoň 0,7 m/s a plnění potrubí musí být alespoň 0,3.“ Tedy teoreticky, pokud počítáte průtok odpadní vody, pak plnění a popř. kontrolou rychlosti odvodnění můžete získat jiný výsledek.
Můžete také použít základní dílo A.A. Lukinse. a Lukinykh N.A. „Tabulky pro hydraulický výpočet kanalizačních potrubí a sifonů podle vzorce A.A. Pavlovský“. Mimochodem, tyto stoly jsou svými velkými průměry vhodné i pro vnější kanalizační sítě.
Nicméně pro trubky 150-200 mm pro vnější kanalizační sítě má SNiP 2.04.03-85 přímou klauzuli:

„V závislosti na místních podmínkách, s patřičným zdůvodněním pro jednotlivé úseky sítě, je povoleno akceptovat sklony pro potrubí o průměrech: 200 mm – 0,005, 150 mm – 0,007.“

To znamená, že s odůvodněním „je to opravdu nutné“ a velkou touhou můžete ušetřit až 2 milimetry sklonu na metr pro trubky o průměru 200 mm.
Nezapomeňte, že kromě minimálního sklonu existuje také maximální sklon pro pokládku kanalizačního potrubí. Podle článku 18.3 SNiP 2.04.01-85*

„Největší sklon potrubí by neměl překročit 0,15 (s výjimkou odboček ze zařízení o délce do 1,5 m).“

To znamená, že sklon je 15 centimetrů na metr. Při překročení tohoto úhlu při montáži může dojít k zanesení kanalizačního potrubí. Nebo, zjednodušeně řečeno, voda rychle odejde, ale vše ostatní zůstane.
Dodržujte pravidla, pánové.

Přečtěte si více
Koberce | Druhy podlahových krytin | Tarkett

Další užitečné informace:

Vždy u nás můžete získat bezplatnou konzultaci:

  • Instalace Rehau
  • Kanalizační systém chatové obce
  • VZU obce
  • Chatové vesnice – design
  • Svahy potrubí
  • Obecný spínač světla a zátěže
  • Elektrické ohřívače vody
  • Oběhové čerpadlo pro vytápění
  • Posilovací čerpadlo pro topný systém
  • Regulátor tlaku ve vodovodním systému
  • Zpětný ventil ve vodovodním systému
  • Tlaková zkouška topného systému
  • Tepelné výpočty domů a bytů
  • Přepěťová ochrana
  • Proč potřebujete projekt elektro?
  • Elektrický panel v bytě
  • Umístění zásuvek v koupelně
  • Zásobování vodou pro chatovou obec
  • ventilace kanalizace
  • Hloubka instalace kanalizace
  • Zásobování požární vodou
  • Typy topných systémů
  • Potrubí pro zásobování vodou a topení
  • Downspouts
  • Projekt „zdarma“.
  • Fáze návrhu
  • Výběr topných radiátorů
  • Přívod vody v bytě
  • Hraniční komunikace
  • Zásobování požární vodou
  • Výběr podlahového vytápění
  • Polypropylenové, polyetylénové trubky
  • T-kus a rozdělovací systém
  • Design bouřkového odtoku
  • Instalace vodovodního potrubí
  • Návrh vytápění venkovského domu
  • Větrání průmyslové budovy
  • Projektování kanalizačního systému pro venkovský dům
  • Schválení Mosenergonadzor
Vyplňte přihlášku

Zavoláme Vám zpět a poradíme
Vaše data jsou v bezpečí a nebudou předána třetím stranám

Kontakty

Moskva,
Krasnobogatyrskaya 2
Tel: + 7 499 6772176

Nástroj Sklon určuje sklon v každé buňce rastrového povrchu. Čím nižší je hodnota sklonu, tím plošší je zemský povrch; Čím vyšší je hodnota sklonu, tím strmější jsou svahy na povrchu.

Poznámka:

Nástroj Možnosti povrchu nyní lépe vypočítá sklon a je doporučeno jej používat místo nástroje Sklon. Nástroj Slope přizpůsobí rovinu 9 místním buňkám, ale rovina málokdy dobře zprostředkuje krajinu a může maskovat nebo zveličovat přirozené změny v ní. Nástroj Možnosti povrchu přizpůsobí povrch okolí buněk spíše než rovině, což vede k přesnějšímu přizpůsobení terénu.

Nástroj Sklon vždy používá k výpočtu hodnoty okno buněk 3×3, zatímco nástroj Možnosti povrchu umožňuje použít okno o velikosti od 3×3 do 15×15 buněk. Velká velikost okna je vhodná pro data o nadmořské výšce s vysokým rozlišením, protože umožňuje zachytit povrchové procesy ve vhodném měřítku. Nástroj Možnosti povrchu také poskytuje možnost použít adaptivní okno k vyhodnocení místní variability terénu a nalezení optimální velikosti okolí pro každou buňku. Tato varianta je vhodná pro jednotný terén, který je přerušován vodními toky, silnicemi nebo prudkými spády svahů.

Můžete pokračovat v používání tradičního přístupu nástroje Slope, pokud potřebujete, aby nové výsledky přesně odpovídaly výsledkům předchozích běhů nástroje, nebo pokud je pro vás rychlost nástroje důležitější než přesnost algoritmu.

Rastr výstupního sklonu lze vypočítat ve dvou různých jednotkách, stupních nebo procentech („procentní nárůst“). Procento stoupání lze lépe porozumět, pokud si to představíte jako stoupání dělené kilometry (klesání) vynásobené 100. Uvažujme trojúhelník B na obrázku níže. Když je úhel 45 stupňů, stoupání se rovná běhu (klesání) a procento stoupání je 100 procent. Když se úhel sklonu blíží vertikále (90 stupňů), jako v trojúhelníku C, procentuální nárůst má tendenci k nekonečnu.

Přečtěte si více
Jak správně vyvrtat kov a vyříznout velký otvor - DEVON

Nástroj Slope nejčastěji pracuje se sadou údajů o nadmořské výšce, jak je znázorněno na následujících obrázcích. Strmější svahy jsou na výstupním rastru sklonu vyznačeny tmavší hnědou barvou.

Nástroj lze také použít s jinými typy spojitých dat, jako je populace, k detekci náhlých změn hodnoty.

Výpočetní metody a okrajový efekt

Pro výpočet sklonu jsou k dispozici dvě metody. Pomocí parametru Metoda můžete zvolit Rovinnou nebo Geodetickou metodu výpočtu.

U planární metody se sklon měří jako maximální poměr změny hodnot buňky a jejího bezprostředního okolí. Výpočet se provádí na promítnuté rovině pomocí 2D kartézského souřadnicového systému. Hodnota sklonu se vypočítá pomocí odhadu konečného rozdílu třetího řádu.

Podle geodetické metody budou výpočty prováděny v 3D kartézském souřadnicovém systému s přihlédnutím k tvaru zemského povrchu v podobě elipsoidu. Hodnota sklonu se vypočítá změřením úhlu mezi topografickým povrchem a základním údajem.

Rovinné a geodetické výpočty se provádějí pomocí sousedství buněk 3 x 3 (plovoucí okno). Pokud je pro každé okolí zpracovaná (středová) buňka NoData, výstupní hodnota bude NoData. Pro výpočty je také nutné, aby alespoň sedm okolních buněk mělo platné hodnoty. Pokud má platné hodnoty méně než sedm buněk, neprovede se žádný výpočet a výstupní hodnota zpracovávané buňky je NoData.

Buňky v nejvzdálenějších řádcích a sloupcích výstupního rastru budou nastaveny na NoData. K tomu dochází, protože buňky nemají dostatek sousedů podél hranice vstupní datové sady.

Planární metoda

Sklon se vypočítá jako rychlost změny (delta) povrchu v horizontálním (dz/dx) a vertikálním (dz/dy) směru od centrální buňky ke každé sousední buňce. Základní algoritmus používaný pro výpočet sklonu je:

slope_radians = ATAN ( √ ([dz/dx]2 + [dz/dy]2) )

Sklon se obvykle měří ve stupních pomocí následujícího algoritmu:

slope_degrees = ATAN ( √ ([dz/dx]2 + [dz/dy]2) ) * 57.29578
Poznámka:

Zde zobrazená hodnota, 57,29578, je zkrácenou verzí výsledku operace 180/pi.

Algoritmus sklonu lze také interpretovat následovně:

slope_degrees = ATAN (rise_run) * 57.29578
rise_run = √ ([dz/dx]2 + [dz/dy]2]

Horizontální a vertikální delty jsou určeny hodnotami centrální buňky a jejích osmi sousedních buněk. Sousední buňky jsou označeny písmeny od a na i, zatímco dopis e označuje buňku, pro kterou se počítá sklon.

Stupeň změny ve směru x pro buňku ‚e‚ se vypočítá pomocí následujícího algoritmu:

[dz/dx] = ((c + 2f + i)*4/wght1 - (a + 2d + g)*4/wght2) / (8 * x_cellsize)
  • , kde: hmotnost 1 и hmotnost 2 jsou vodorovně vážený počet platných buněk. Pokud například:
    • c, f и i mít správné hodnoty, hmotnost 1 = (1+2*1+1) = 4.
    • i je NoData, hmotnost 1 = (1+2*1+0) = 3.
    • f je NoData, hmotnost 1 = (1+2*0+1) = 2.

    Podobná logika platí i pro hmotnost 2, kromě toho, že sousední lokality jsou a, d и g.

    Stupeň změny ve směru y pro buňku ‚e‚ se vypočítá pomocí následujícího algoritmu:

    [dz/dy] = ((g + 2h + i)*4/wght3 - (a + 2b + c)*4/wght4) / (8 * y_cellsize)
    • , kde: hmotnost 3 и hmotnost 4 mají stejný koncept jako ve výpočtu [dz/dx].

    Příklad výpočtu sklonu v rovině

    Jako příklad bude vypočtena hodnota sklonu centrální buňky posuvného okna.

    Stupeň změny pro centrální buňku ‚eve směru x:

    [dz/dx] = ((c + 2f + i)*4/wght1 - (a + 2d + g)*4/wght2) / (8 * x_cellsize) = ((50 + 60 + 10)*4/(1+2+1) - (50 + 60 + 8)*4/(1+2+1)) / (8 * 5) = (120 - 118) / 40 = 0.05

    Stupeň změny pro centrální buňku ‚eve směru y:

    [dz/dy] = ((g + 2h + i)*4/wght3 - (a + 2b + c)*4/wght4) / (8 * y_cellsize) = ((8 + 20 + 10)*4/(1+2+1) - (50 + 90 + 50)*4/(1+2+1)) / (8 * 5) = (38 - 190 ) / 40 = -3.8

    Vzhledem ke stupni změny ve směru x a y je sklon pro středovou buňku e vypočítané pomocí následujícího algoritmu:

    rise_run = √ ([dz/dx]2 + [dz/dy]2) = √ ((0.05)2 + (-3.8)2) = √ (0.0025 + 14.44) = 3.80032
    slope_degrees = ATAN (rise_run) * 57.29578 = ATAN (3.80032) * 57.29578 = 1.31349 * 57.29578 = 75.25762

    Hodnota sklonu celého čísla pro buňku ‚eje 75 stupňů.

    Geodetická metoda

    V geodetické metodě je sklon povrchu měřen v geocentrickém 3D souřadnicovém systému — také nazývaném Earth Centered, Earth Fixed (ECEF) souřadnicový systém — s přihlédnutím k elipsoidnímu tvaru Země. Projekce souboru dat nemá vliv na výsledky výpočtu. To používá jednotky z vstupního rastru, pokud jsou specifikovány v prostorové referenci. Pokud prostorový odkaz vstupních dat neobsahuje hodnotu z, musíte ji zadat pomocí parametru z-unit. Geodetická metoda dává přesnější výsledek než rovinná metoda.

    Převod geodetických souřadnic

    Souřadnicový systém ECEF je 3D pravotočivý kartézský souřadnicový systém se středem Země jako počátkem, ve kterém je jakékoli umístění reprezentováno souřadnicemi x, yaz. Obrázek níže ukazuje příklad cílového umístění (T) vyjádřeného v geocentrických souřadnicích.

    Geodetické výpočty využívají souřadnice x, y, z, které se počítají na základě geodetických souřadnic (zeměpisná šířka φ, zeměpisná délka λ, výška h). Pokud je souřadnicovým systémem vstupního plošného rastru promítnutý souřadnicový systém, je rastr nejprve přepromítnut do geografického souřadnicového systému, ve kterém má každé místo geodetické souřadnice, a poté je transformován do souřadnicového systému ECEF. Výška h (hodnota z) je elipsoidní výška založená na povrchu elipsoidu. Viz obrázek níže.

    Pro převod geodetických souřadnic (zeměpisná šířka φ, zeměpisná délka λ, výška h) na souřadnice ECEF se používají následující vzorce:

    X = (N(φ)+h)cosφcosλ
    Y = (N(φ)+h)cosφsinλ
    Z = (b2/a2*N(φ)+h)sinφ
    • , kde:
      • N(φ) = a 2 / √(a 2 cosφ 2 +b 2 hříchuφ 2)
      • φ = zeměpisná šířka
      • λ = zeměpisná délka
      • h = elipsoidní výška
      • a = hlavní poloosa elipsoidu
      • b = vedlejší vedlejší osa elipsoidu

      Elipsoidní výška h v následujících vzorcích je uvedena v metrech. Pokud jsou jednotky z vstupního rastru specifikovány v jakýchkoli jiných jednotkách, budou interně převedeny na metry.

      Výpočet sklonu

      Geodetický sklon je úhel mezi topografickým povrchem a povrchem elipsoidu. Jakýkoli povrch rovnoběžný s povrchem elipsoidu má sklon 0. Pro výpočet sklonu v každém místě se kolem zpracovávané buňky vytvoří pomocí nejmenších čtverců rovina sousedství buněk 3 x 3. Nejlepší přizpůsobení nejmenšími čtverci minimalizuje součet čtverců rozdílu (dzi) mezi skutečným a přizpůsobeným z-skóre. Příklad je uveden na obrázku níže.

      Zde je rovina reprezentována jako z = Ax + By + C. Pro každý střed buňky dzi je rozdíl mezi skutečným z-skóre a přizpůsobeným.

      Nejlepšího lícování roviny je dosaženo, když ∑ 9 i = 1dzi 2 je minimum.

      Po přizpůsobení roviny se vypočítá normála k povrchu v místě buňky. Ve stejném místě se vypočítá normála elipsoidu, kolmá k rovině tečné k povrchu elipsoidu.

      Sklon ve stupních se vypočítá z úhlu mezi normálou k elipsoidu a normálou k topografickému povrchu, který je zde označen jako β. Podle výše uvedeného obrázku je úhel α geodetický sklon, který odpovídá úhlu β podle zákona podobné geometrie.

      Pro výpočet procentuálního sklonu použijte následující vzorec:

      Slope_PercentRise = ATAN(β) * 100%

      Mám použít nástroj Možnosti povrchu?

      Pokud je hodnota vstupního rastru vysoké rozlišení s velikostí buňky menší než několik metrů nebo je částečně zašuměná, měli byste použít nástroj Možnosti povrchu a možnost uživatelem definované vzdálenosti sousedství než průměrné okolí 3 x 3, které nástroj používá. Použití větší blízkosti může minimalizovat účinek hlučných povrchů. Použití většího okolí může také lépe reprezentovat formy krajiny a povrchové charakteristiky než použití povrchů s vysokým rozlišením.

      Využití grafického procesoru (GPU).

      Při použití geodetické metody se výrazně zlepší výkon nástroje při použití určitých modelů grafických procesorů. Další informace o tom, jak je tento mechanismus podporován, konfigurován a povolen, najdete v tématu Práce s GPU s Spatial Analyst.

      Reference

      Marcin Ligas a Piotr Banasik, 2011. Převod mezi kartézskými a geodetickými souřadnicemi na rotačním elipsoidu řešením soustavy nelineárních rovnic (GEODÉZIE A KARTOGRAFIE), sv. 60, č. 2, 2011, str. 145-159

      B. Hofmann-Wellenhof, H. Lichtenegger a J. Collins, 2001. GPS – teorie a praxe. Oddíl 10.2.1. p. 282.

      David Eberly 1999. Prokládání dat metodou nejmenších čtverců (Geometric Tools, LLC), pp. 3.

      Související sekce

      • Přehled skupiny nástrojů Plocha
      • zaujatost
      • Parametry povrchu

Napsat komentář

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *

Back to top button