Preprocessor Janet - Bundesanstalt für Wasserbau

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Preprocessor Janet
Benutzerhandbuch
zur Janet-Version 1.5
smile consult GmbH
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Benutzerhandbuch
zur Janet Version 1.5
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Hannover, 13.11.2002
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Christoph Lippert
1
Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1–1
1.1 Vorwort . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1–1
1.2 Systemvoraussetzungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1–2
1.3 Starten von CD . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1–2
1.4 Installation der Software mit einem Installationsprogramm . . . . . . 1–3
1.4.1 Änderung der Arbeitsspeicherzuteilung für Janet (optional) . . . 1–4
1.4.2 Änderung der Startoptionen von Janet (optional) . . . . . . . . . . . . 1–5
1.5 Manuelle Installation der Software . . . . . . . . . . . . . .
1–5
1.5.1 Änderung der Arbeitsspeicherzuteilung für Janet (optional) . . . 1–6
1.5.2 Änderung der Startoptionen von Janet (optional) . . . . . . . . . . . . 1–7
1.6 Vereinbarungen für die Notation im Anwenderhandbuch . . . . . . . 1–8
2
Die Benutzeroberfläche . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2–9
2.1 Die Hauptansicht . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2–9
2.2 Die Hauptmenüleiste . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2–10
2.3 Die Werkzeugleiste . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2–11
2.4 Zeichenfläche für die Darstellung der Gitternetze .
2–11
2.5 Übersichtsfenster . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2–11
2.6 Einstellung des Bearbeitungslayers und der digitalen Modelle . . 2–12
2.7 Auswahl der Modulfenster von Janet . . . . . . . . . . . .
2–13
2.8 Modulfenster mit den Bearbeitungsoptionen eines Moduls . . . . . 2–13
3
2.9 Anzeige des eingestellten Bearbeitungsmodus . . .
2–13
2.10 Fortschrittsanzeige . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2–14
Das Layerkonzept
von Janet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3–15
3.1 Die Layerebenen von Janet . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3–15
3.2 Die Gitternetzlayer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.2.1 Erstellen eines neuen Gitternetzlayers . . . . .
3.2.2 Laden eines Gitternetzlayers . . . . . . . . . . . . . .
3.2.3 Speichern eines Gitternetzlayers . . . . . . . . . .
3.2.4 Laden und Speichern im TELEMAC-Format .
3–16
3–17
3–18
3–19
3–20
3.3 Bearbeitungslayer und Digitale Modelle . . . . . . . . .
3.3.1 Setzen des Bearbeitungslayers . . . . . . . . . . . .
3.3.2 Das Digitale Geländemodell . . . . . . . . . . . . . . .
3.3.3 Das Digitale Rauhigkeitsmodell . . . . . . . . . . . .
3–22
3–22
3–23
3–24
3.4 Verwaltung der Gitternetzlayer . . . . . . . . . . . . . . . . .
3–25
3.5 Speichern und Laden des Bearbeitungsstatus . . .
3–27
3.6 Der Maskierungspolygonlayer . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3–28
3.6.1 Editieren des Maskierungspolygonlayers . . .
3–28
3.6.2 Löscher des vorhandenen Maskierungspolygonlayers . . . . . . . 3–29
3.6.3 Laden und Speichern des Maskierungspolygonlayers . . . . . . . 3–29
Inhaltsverzeichnis
ii
3.6.4 Bearbeiten der Maskierungspolygone . . . . . .
3–30
3.6.5 Änderung der Darstellung der Maskierungspolygone . . . . . . . . 3–31
4
Die Darstellung der
Gitternetzlayer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4–32
4.1 Konzeption der Gitternetzdarstellung . . . . . . . . . . .
4.1.1 Darstellung der Gitternetzlayer . . . . . . . . . . . .
4.1.2 Darstellung eines einzelnen Gitternetzlayers
4–32
4–32
4–33
4.2 Die Zoomfunktionalität der Zeichenfläche . . . . . . . .
4.2.1 Zoomen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.2.2 Verschieben des gewählten Zoombereichs .
4–34
4–34
4–35
4.3 Zoomen im Übersichtsfenster . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.3.1 Zoomen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.3.2 Verschieben des gewählten Zoombereichs .
4–36
4–36
4–36
4.4 Darstellungsoptionen der Gitternetzlayer . . . . . . . .
4–36
4.5 Ändern der Darstellungsoptionen . . . . . . . . . . . . . . .
4–37
4.6 Eingabedialog für erweiterte Darstellungsoptionen
4–39
4.6.1 Allgemeine Einstellungen . . . . . . . . . . . . . . . . .
4–40
4.6.2 Einstellungen für den Layer . . . . . . . . . . . . . . .
4–40
4.6.3 Darstellungsoptionen für die Knotendarstellung . . . . . . . . . . . . 4–41
4.6.4 Darstellungsoptionen für Strukturpolygone . .
4–44
4.6.5 Darstellungsoptionen für Elemente . . . . . . . . .
4–45
4.6.6 Isoliniendarstellung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4–47
4.6.7 Isoflächendarstellung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4–48
4.6.8 Darstellungsoptionen für schattierte Oberflächen . . . . . . . . . . . 4–49
4.6.9 Darstellungsoptionen für das Zeichnen des Gitternetzrandes . 4–50
4.6.10 Darstellungsoptionen für die Visualisierung von UnTRIM-Gitternetzen
4–50
4.6.11 Darstellungsoption für das Zeichnen einer Voronoi–Zerlegung 4–52
5
4.7 Speichern und Laden der Darstellungsoptionen . .
4–53
4.8 Erstellen von Screenshots der Gitternetzansicht . .
4–54
Finite-Elemente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.1 Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5–55
5–55
5.2 Triangulierungsalgorithmen von Janet . . . . . . . . . . .
5–55
5.2.1 Konvexe Vermaschung von Punktdaten ohne Strukturkanten 5–56
5.2.2 Konvexe Vermaschung von Punktdaten mit Strukturkanten . . 5–56
5.2.3 Triangulierung von Punktdaten mit Randpolygon und Strukturkanten .
5–57
5.3 Kriteriengestützte automatisierte Gitternetzgenerierung . . . . . . . 5–57
5.3.1 Erzeugen eines Startgitternetzes . . . . . . . . . .
5–57
5.3.2 Starten des automatisierten Gittergenerierungsprozesses . . . 5–60
Inhaltsverzeichnis
iii
6
UnTRIM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6.1 Erzeugung von UnTRIM–konformen Gitternetzen
6–62
6–62
6.2 Optimierungsalgorithmen für UnTRIM . . . . . . . . . . .
6–63
6.2.1 Laplace-Glättungsalgorithmus für UnTRIM . .
6–63
6.2.2 Auflösen grosser Innenpatches für UnTRIM .
6–64
6.2.3 Löschen von 3er- und 4er-Patches für UnTRIM . . . . . . . . . . . . . 6–65
6.2.4 Auflösen von 2er–Patches am Rand für UnTRIM . . . . . . . . . . . 6–65
6.3 UnTRIM-konforme Viereckselemente . . . . . . . . . . .
6–66
6.3.1 Zusammenfügen von Dreiecken zu UnTRIM-konformen
Viereckselementen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6–66
6.3.2 Teilen von nicht UnTRIM-konformen Vierecken . . . . . . . . . . . . . 6–67
7
8
9
Finite-Differenzen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7–68
7.1 Erzeugung von Finite-Differenzen-Gittern . . . . . . .
7–68
7.2 Erzeugen eines TRIM-Gitters . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7.2.1 Eingabe der Gitter-Parameter . . . . . . . . . . . . .
7.2.2 Vorschau des TRIM-Gitters . . . . . . . . . . . . . . .
7.2.3 Export des TRIM-Gitters . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7–69
7–69
7–70
7–70
7.3 Erzeugen eines regulären Gitters . . . . . . . . . . . . . . .
7.3.1 Vorschaufunktionalität des regulären Gitters
7.3.2 Export des regulären Gitters . . . . . . . . . . . . . .
7–71
7–71
7–72
Randgenerierungs-Modul . . . . . . . . . . . . . . . .
8–73
8.1 Das Randgenerierung-Modul . . . . . . . . . . . . . . . . . .
8–73
8.2 Semi–automatische Randbestimmung . . . . . . . . . .
8–74
8.3 Generierung von Randpolygonen . . . . . . . . . . . . . .
8–75
System–Editor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
9–76
9.1 Das Editieren der Gitternetze mit dem System-Editor . . . . . . . . . 9–76
9.2 Einstellung eines Bearbeitungsmodus . . . . . . . . . .
9.2.1 Knoten–Editiermodi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
9.2.2 Element–Editiermodi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
9.2.3 Modellspezifische Editiermodi . . . . . . . . . . . . .
9–77
9–77
9–77
9–77
9.3 Maustastenbelegung für das manuelle Bearbeiten
9–78
9.4 Ausführen von Bearbeitungsprozessen . . . . . . . . .
9–78
9.4.1 Maskierung von Gitternetzelementen bei automatisierten Prozessen .
9–78
9.5 Bearbeitungsmodus “Knoten einfügen” . . . . . . . . . .
9.5.1 Manuelles Bearbeiten mit linker Maustaste . .
9.5.2 Bearbeitungsprozesse . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
9–82
9–82
9–82
9.6 Bearbeitungsmodus “Knoten auf Elementkante einfügen” . . . . . 9–82
9–82
9–83
Inhaltsverzeichnis
iv
9.7 Bearbeitungsmodus “Knoten löschen” . . . . . . . . . .
9–83
9–83
9–83
9.8 Bearbeitungsmodus “Knoten verschieben” . . . . . .
9–84
9–84
9–86
9.9 Bearbeitungsmodus “Tiefenwert eines Knotens ändern” . . . . . . . 9–86
9–86
9–86
9.10 Bearbeitungsmodus “Dreieck erzeugen” . . . . . . .
9.10.1 Manuelles Bearbeiten mit linker Maustaste
9.10.2 Bearbeitungsprozesse . . . . . . . . . . . . . . . . . .
9–87
9–87
9–87
9.11 Bearbeitungsmodus “Element löschen” . . . . . . . .
9.11.1 Manuelles Bearbeiten mit linker Maustaste .
9–88
9–88
9–88
9.12 Bearbeitungsmodus “Elemente innerhalb eines Polygons löschen”
9–88
9–88
9–89
9.13 Bearbeitungsmodus “Tauschen von Dreieckskanten” . . . . . . . . 9–89
9–89
9–89
9.14 Bearbeitungsmodus “Element aktivieren/deaktivieren” . . . . . . . 9–89
9–90
9–90
9.15 Bearbeitungsmodus “Viereck erzeugen” . . . . . . . .
9–90
9–90
9–91
9.16 Bearbeitungsmodus “Dreiecke zu Vierecken zusammen– fügen”9–91
9–91
9–91
9.17 Bearbeitungsmodus “Viereck zu Dreiecken teilen”
9–91
9–91
9–92
9.18 Bearbeitungsmodus “UnTRIM-konforme Vierecke erzeugen” . 9–92
9–92
9–93
10
9.19 Bearbeitungsmodus “Randkennung verändern” .
9–93
9–93
9–93
9.20 Gitternetz-Information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
9–94
Polygon-Editor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
10.1 Aufruf des Polygon-Editors . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
10–96
10–96
10.2 Bearbeitungsmodi für das Editieren von Polygonen . . . . . . . . 10–96
10.2.1 Polygon-Editiermodi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
10–97
Inhaltsverzeichnis
v
10.3 Bearbeitungsmodus “Polygon mit neuen Knoten erzeugen“
10–97
10–97
10–99
10.4 Bearbeitungsmodus “Polygon erzeugen, Knoten fangen” . . . 10–99
10–99
10–99
10.5 Bearbeitungsmodus “Polygone zusammenfügen”
10–99
10–99
10–100
10.6 Bearbeitungsmodus “Polygon trennen” . . . . . . . .
10–100
10–100
10–100
10.7 Bearbeitungsmodus “Polygon löschen, Knoten erhalten” . . 10–100
10–100
10–100
10.8 Bearbeitungsmodus “Polygon und Knoten löschen” . . . . . . 10–100
10–100
10–101
10.9 Bearbeitungsmodus “Knoten löschen” . . . . . . . . .
10–101
10–101
10–101
10.10 Bearbeitungsmodus “Knoten aus Polygon löschen” . . . . . 10–101
10–101
10.10.2 Bearbeitungsprozesse . . . . . . . . . . . . . . . . .
10–101
10.11 Bearbeitungsmodus “Neuen Knoten in Polygon einfügen” 10–101
10–101
10–102
10.12 Bearbeitungsmodus “Polygon um bestehenden Knoten erweitern”
10–102
10–102
10–102
10.13 Bearbeitungsmodus “Orientierung des Polygons ändern”
10–102
10–102
10–102
10.14 Bearbeitungsmodus “Knotennumerierung geschlossener Polygone
ändern” . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
10–102
10–102
10–103
10.15 Bearbeitungsmodus “Polygontyp ändern” . . . . .
10–103
10–103
10–103
10.16 Bearbeitungsmodus “Polygonbezeichnung ändern” . . . . . 10–103
10–103
10–104
10.17 Bearbeitungsmodus “Polygone verschneiden” .
10–104
10–104
10–104
Inhaltsverzeichnis
vi
10.18 Bearbeitungsmodus “Polygon verschieben” . . .
10–104
10–104
10–105
10.19 Bearbeitungsmodus “Knoten verschieben” . . . .
10–105
10–105
10–105
10.20 Bearbeitungsmodus “Tiefenwerte aller Polygonknoten setzen” . . .
10–105
10–105
10–106
10.21 Bearbeitungsmodus “Tiefenwert eines Knotens ändern” . . 10–106
10–106
10–106
11
10.22 Bearbeitungsmodus “Polygon selektieren” . . . .
10–106
10–106
10–106
10.23 Polygonoperationen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
10.23.1 Randpolygone generieren . . . . . . . . . . . . . .
10.23.2 Polygone verschneiden . . . . . . . . . . . . . . . .
10.23.3 Polygone kopieren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
10–106
10–107
10–107
10–107
10.24 Polygonverfeinerung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
10.24.1 Verfeinerungskriterien . . . . . . . . . . . . . . . . . .
10–107
10–109
10.25 Polygonvergröberung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
10–110
Teilnetze . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
11–112
11.1 Das Modul zur Erstellung und Bearbeitung von Teilnetzen . . 11–112
12
11.2 Trennen und Zusammenfügen von Gitternetzen .
11.2.1 Trennen des Gitternetzes . . . . . . . . . . . . . . . .
11.2.2 Anfügen des Teilgitternetzes . . . . . . . . . . . . .
11.2.3 Trennen und Zusammenfügen von Gitternetzen mit
Strukturpolygonen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
11–113
11–114
11–115
11.3 Trennen und Zusammenfügen von Punktmengen
11–117
11.4 Verschmelzen von Gitternetzen . . . . . . . . . . . . . . .
11–117
Gitternetzoptimierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
11–116
12–120
12.1 Optimierungsalgorithmen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
12–120
12.2 Laplace–Glättungsalgorithmus . . . . . . . . . . . . . . . .
12.2.1 Maskierung von Knoten . . . . . . . . . . . . . . . . .
12–120
12–121
12.3 Auflösen von 4er–Patches . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
12–121
12.4 Auflösen grosser Innenpatches . . . . . . . . . . . . . . .
12–121
12.5 Auflösen von 2er–Patches am Rand . . . . . . . . . . .
12–122
Inhaltsverzeichnis
vii
13
14
Gitternetzverfeinerung . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
13–123
13.1 Optionen der Gitternetzverfeinerung . . . . . . . . . . .
13–123
13.2 Kriteriengestützte Gitternetzverfeinerung . . . . . . .
13.2.1 Verfeinerungskriterien . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
13.2.2 Durchführung einer Gitternetzverfeinerung .
13.2.3 Erstellung einer Fehlerfunktion . . . . . . . . . . .
13–124
13–126
13–129
13–131
13.3 Rasterverfeinerung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
13.3.1 Durchführung einer Rasterverfeinerung . . .
13–132
13–133
Differenzen- und Volumenanalyse . . . . . . . .
14–135
14.1 Die Modulseite für die Differenzen- und Volumenanalyse . . 14–135
14.1.1 Erzeugen eines Differenzengitters . . . . . . . .
14–136
14.2 Volumenberechnung eines Differenzengitters . . .
14.2.1 Durchführung einer Volumenanalyse . . . . . .
14–136
14–137
Inhaltsverzeichnis
viii
Einleitung
ÔÔÔÔÔ
ÔÔÔÔÔ
ÔÔÔÔÔ
ÔÔÔÔÔ
1
ÔÔÔÔÔ
ÔÔÔÔÔ
1.1 Vorwort
Software
Der Präprozessor Janet ist ein Werkzeug zur Erzeugung von
Berechnungsgittern für unterschiedliche numerische Verfahren.
Besondere Unterstützung erfahren die numerischen Verfahren
UnTRIM, Telemac und TRIM.
Die Software ist vollständig in der Programmiersprache Java
implementiert. Die plattformneutrale Implementierung stellt sicher,
dass Janet auf allen Betriebssystemen einsetzbar ist, für die eine
Java-Laufzeitumgebung verfügbar ist. Derzeit ist eine solche
Laufzeitumgebung für alle gängigen Betriebssysteme vorhanden.
Methoden der Gittergenerierung
Der Präprozessor setzt sich aus verschiedenen Modulen zusammen. Die Module unterstützen den gesamten Prozess der Erstellung von Berechnungsgittern. Neben der Möglichkeit einer manuellen Erstellung und Nachbearbeitung von Gitternetzen, wurde das
Hauptaugenmerk auf die weitgehende Automatisierung desGittergenerierungsprozesses gerichtet. Über kriteriengesteuerte Bearbeitungsprozesse wird so die Erstellung von reproduzierbaren
Gitternetzen ermöglicht.
Die im Präprozessor zugrunde gelegten Datenstrukturen sind so
allgemein gehalten, dass sie sich für die Generierung von Dreiecks-,
Vierecks- oder aber auch hybrider Gitternetze eignen.
Einen kurzen Überblick über die grundlegenden Module von Janet
vermittelt die nachstehende Aufstellung:
Der Polygon-Editor ist ein Werkzeug zur Erstellung und Bearbeitung
von Randpolygonen, linienhaften Bauwerksgeometrien, Bruchkanten und anderen linienhaften Strukturen.
Der System-Editor dient der manuellen (mausgesteuerten) sowie
der automatisierten Erstellung und Bearbeitung von Gitternetzen.
Das Verfeinerungsmodul ermöglicht die kriteriengesteuerte Verfeinerung von Gitternetzen.
ą1.1 Vorwort, Fortsetzung
Das Optimierungsmodul ermöglicht die Verbesserung von Elementgeometrien und -konfigurationen.
Das Analysemodul ist ein Hilfsmittel bei der Einschätzung der
Gitterqualität auf der Basis von Tiefendifferenzen oder Formparametern.
Visualisierung von Gitternetzen
Zur Visualisierung von Gitternetzen verfügt Janet über zahlreiche
Darstellungsoptionen. Sie reichen von der schlichten Visualisierung
geometrischer Objekte über die flächenhafte Darstellung (Isoflächenplots) bis hin zu weiterführenden Optionen (Schummerung,
etc.).
1.2 Systemvoraussetzungen
Der Präprozessor Janet wurde (bzw. wird) vollständig in der
Programmiersprache Java entwickelt und kann somit als
plattformunabhängig angesehen werden. Eine Einschränkung der
Plattformunabhängigkeit ist lediglich darin gegeben, daß für ein
Betriebssystem eine Java–Virtuelle–Maschine in der Version des
JDK 1.2 oder höher zur Verfügung stehen muß. Aktuell wird das JDK
1.2 (Stand Ende 2000) von nachfolgend aufgeführten Plattformen
unterstützt:
H
Microsoft Windows95, 98,XP, NT und 2000
H
Sun Solaris
H
HP–UX 11.X,
H
Linux
H
MacOS X
H
SGI IRIX
H
DEC Alpha.
Die vorliegende Version ist lauffähig mit einem Minimum von 64MB
Arbeitsspeicher. Die Größe der zu bearbeitenden Gitternetze wird
nur vom zur Verfügung stehenden Arbeitsspeicher limitiert.
1.3 Starten von CD
Die Software wird auf CD ausgeliefert und ist für das Betriebssystem
Windows unmittelbar von der CD ausführbar. In dem Hauptverzeichnissen kann ein Batch–File aufgerufen werden, welcher die
notwendigen Pfadeinstellungen für die virtuelle Maschine (ist auf
der CD für das Betriebssystem Windows vorhanden) von Java
vornimmt und den Präprozessor Janet startet.
Start unter Windows 95/98/NT/2000
Ausführen des Batch–Files janet.bat im Hauptverzeichnis der
CD.
Einleitung
Anwenderhandbuch
1–2
ą1.3 Starten
von CD, Fortsetzung
1.4 Installation der Software mit einem Installationsprogramm
Für die Installation der Software auf der Festplatte befindet sich auf
der Installations-CD eine HTML-Seite, die weitere Instruktionen für
die Installation des Präprozessors bereitstellt.
Die HTML-Seite “install.html” der CD wird mit einem Standardbrowser (Netscape, Internet Explorer, etc.) aufgerufen und stellt sich dem
Anwender wie folgt dar:
Aufruf der Installationsseiten für unterschiedliche Plattformen
Abbildung 1-1.
Hilfsseite zur Installation der Software
Zur Installation des Präprozessors Janet mit dem auf der CD
bereitgestellten Installationsprogramm folgen Sie bitte den bereitgestellten Links für das jeweilige Betriebssystem.
Abbildung 1-2.
Windows
Beispiel: Installationshinweise für das Betriebssystem
Nach dem erfolgreichen Kopieren der Installationsdatei von Janet
auf die Festplatte muss diese gestartet werden. Das Starten erfolgt
entweder über den Dateimanager des entsprechenden Betriebsystems oder aber in einer Shell.
Einleitung
Anwenderhandbuch
1–3
ą1.4 Installation der Software mit einem Installationsprogramm, Fortsetzung
Der Anwender wird im Weiteren durch das Installationsprogramm
geführt. Nach der Eingabe eines Zielverzeichnisses wird in einem
nachfolgenden Schritt erfragt, an welcher Stelle eine Verknüpfung
zu der Software erstellt werden soll (auf dem Desktop, etc.).
Abbildung 1-3.
Hinweis
Änderung der Installationseinstellungen
Die Eingabedialoge beim Installationsprozess sind derzeit ausschliesslich in englischer Sprache verfügbar.
Über die vom Installationprogramm erstellte Verknüpfung kann die
Software nach erfolgreicher Installation gestartet werden.
Abbildung 1-4. Beispiel: Auf dem Windows-Desktop erzeugte Verknüpfung zum Präprozessor Janet
1.4.1 Änderung der Arbeitsspeicherzuteilung für Janet
(optional)
Eine Änderung der Arbeitsspeichereinteilung kann dann notwendig
werden, wenn umfangreiche Projekte mit grossen Punktmengen
bzw. Gitternetze mit einer hohen Anzahl von Elementen mit Janet
bearbeitet werden sollen.
Die Voreinstellung für die Arbeitsspeicherzuteilung der Software
wurde in dem Installationprogramm auf eine Größe von 128MB
vorkonfiguriert. Diese Voreinstellung kann jedoch vom Anwender
modifiziert werden. Gehen Sie dazu wie folgt vor:
1. Öffnen Sie zunächst die Datei Janet.lax aus dem Janet–Installationsverzeichnis in einem Texteditor.
2. Suchen
Sie
die
Zeile
lax.nl.java.option.ja va.heap.size.max = 131072000.
3. Ersetzen Sie die Einstellung 131072000 (=128 MB * 1024
*1000) durch den Ihnen zur Verfügung stehenden Hauptspeicher (Angabe der Grösse in Bytes!)
Einleitung
Anwenderhandbuch
1–4
ą1.4 Installation der Software mit einem Installationsprogramm, Fortsetzung
1.4.2 Änderung der Startoptionen von Janet (optional)
Der Präprozessor Janet verfügt über unterschiedliche Startoptionen, die beim Aufruf der Software berücksichtigt werden. Die
Modifikation dieser Startoptionen ist optional, in der Voreinstellung
wird Janet ohne zusätzliche Startoptionen ausgeführt. Folgende
Startoptionen sind möglich:
1. Aufruf ohne Startoptionen
Das Startverzeichnis für den Dateiauswahldialog wird aus der
Konfigurationsdatei eingelesen, die für jeden Benutzer nach
dem erstmaligen Start von Janet angelegt wird. In der Konfigurationsdatei wird beim Beenden des Programmes das zuletzt bei
einer Dateioperation eingestellte Verzeichnis automatisch abgelegt.
2. Aufruf mit einem Startverzeichnis
Das Startverzeichnis für den Dateiauswahldialog wird dem Programm als Argument übermittelt. Beim Öffnen einer Datei wird
stets das angegebene Verzeichnis im Dateiauswahldialog gesetzt.
Änderung der Zeile
lax.command.line.args=
in der Datei Janet.lax aus dem Installationsverzeichnis der
Software (vergleiche auch Abschnitt 1.4.2). Tragen Sie den absoluten Verzeichnispfad in die Zeile ein.
Beispiel:
lax.command.line.args=e://testfiles
3. Aufruf mit einem gespeicherten Bearbeitungsstatus
Der Präprozessor kann mit der Dateiangabe für einen Bearbeitungsstatus (siehe Kapitel 3.5) aufgerufen werden. Die angegebene Datei wird dann unmittelbar beim Start der Software geladen.
Änderung der Zeile
lax.command.line.args=
in der Datei Janet.lax aus dem Installationsverzeichnis der
Software (vergleiche auch Abschnitt 1.4.2). Tragen Sie den absoluten Dateipfad in die Zeile ein.
Beispiel:
lax.command.line.args=e://testfiles/test.prj
1.5 Manuelle Installation der Software
Für die manuelle Installation der Software besteht auf der bereits im
vorangegangenen Abschitt vorgestellten HTML-Seite die Möglichkeit, eine Archiv-Datei auf die lokale Festplatte zu kopieren. Die
Archiv-Datei enthält sämtliche von der Software Janet benötigten
Klassen, Bibliotheken und Ressource-Dateien, jedoch keine JavaLaufzeitumgebung. Sofern eine derartige Laufzeitumgebung noch
nicht auf dem Rechner eingerichtet ist, muss diese vor der
Installation von Janet auf dem System eingespielt werden. Die
Software ist kostenfrei für unterschiedliche Betriebssysteme unter
http://java.sun.com
Einleitung
Anwenderhandbuch
1–5
ą1.5 Manuelle Installation der Software, Fortsetzung
zu finden und wird mit einem Installationsprogramm ausgeliefert.
Nach erfolgreicher Installation der Java-Laufzeitumgebung kann
die Archiv-Datei der Präprozessor-Software in einem beliebigen
Verzeichnis entpackt werden.
Speichern der
Archiv-Dateien auf
der Festplatte
Abbildung 1-5.
Hilfsseite zur Installation der Software
Abschliessend muss die Batch-Datei janet.bat für das Betriebssystem Windows bzw. das Shell-Skript janet.sh für die Linux- und
Unix-Plattformen modifiziert werden. Die Anpassung erfolgt mit
einem beliebigen Texteditor.
In dem ausführbaren Skript müssen die Umgebungsvariablen für
das Installationsverzeichnis von Java und für das Verzeichnis von
Janet aktualisiert werden. Hierzu sind die Umgebungsvariablen
JDK_PATH und JANET_PATH mit den entsprechenden Pfaden zu
versehen. Für die Plattform Windows könnte eine mögliche
Variablenbelegung wie folgt aussehen:
set JDK_PATH=d:\\jdk1.3.1
set JANET_PATH=e:\\janet
Nach der Modifikation der Batch-Datei bzw. des Shell-Skriptes,
kann die Software über diese ausführbare Datei gestartet werden.
1.5.1 Änderung der Arbeitsspeicherzuteilung für Janet
(optional)
Eine Änderung der Arbeitsspeichereinteilung kann dann notwendig
werden, wenn umfangreiche Projekte mit grossen Punktmengen
bzw. Gitternetze mit einer hohen Anzahl von Elementen mit Janet
bearbeitet werden sollen.
Die Voreinstellung für die Arbeitsspeicherzuteilung der Software
wurde in den Skripten (janet.bat oder janet.sh) auf eine
Einleitung
Anwenderhandbuch
1–6
ą1.5 Manuelle Installation der Software, Fortsetzung
Größe von 128MB vorkonfiguriert. Diese Voreinstellung kann
jedoch vom Anwender modifiziert werden. Ändern Sie die Zeile
java –Xmx128M de.smile.gui.janet.JanetGui
des Startskriptes, indem sie den Wert 128M durch den Ihnen zur
Verfügung stehenden Hauptspeicher (in Megabyte) ersetzen.
1.5.2 Änderung der Startoptionen von Janet (optional)
Der Präprozessor Janet verfügt über unterschiedliche Startoptionen, die beim Aufruf der Software berücksichtigt werden. Die
Modifikation dieser Startoptionen ist optional, in der Voreinstellung
wird Janet ohne zusätzliche Startoptionen ausgeführt. Folgende
Startoptionen sind möglich und können im Startskript (janet.bat
oder janet.sh) eingestellt werden:
1. Aufruf ohne Startoptionen
Das Startverzeichnis für den Dateiauswahldialog wird aus der
Konfigurationsdatei eingelesen, die für jeden Benutzer nach
dem erstmaligen Start von Janet angelegt wird. In der Konfigurationsdatei wird beim Beenden des Programmes das zuletzt bei
einer Dateioperation eingestellte Verzeichnis automatisch abgelegt.
2. Aufruf mit einem Startverzeichnis
Das Startverzeichnis für den Dateiauswahldialog wird dem Programm als Argument übermittelt. Beim Öffnen einer Datei wird
stets das angegebene Verzeichnis im Dateiauswahldialog gesetzt.
Änderung der Zeile
Tragen Sie den absoluten Verzeichnispfad als Argument in die
Zeile ein. Beispiel:
java –Xmx128M de.smile.gui.janet.JanetGui e://testfiles
3. Aufruf mit einem gespeicherten Bearbeitungsstatus
Der Präprozessor kann mit der Dateiangabe für einen Bearbeitungsstatus (siehe Kapitel 3.5) aufgerufen werden. Die angegebene Datei wird dann unmittelbar beim Start der Software geladen.
Änderung der Zeile
Tragen Sie den absoluten Dateipfad für den gespeicherten Bearbeitungsstatus als Argument in die Zeile ein. Beispiel:
java –mx128M de.smile.gui.janet.JanetGui e://testfiles/
test.prj
Einleitung
Anwenderhandbuch
1–7
ą1.6 Vereinbarungen für die Notation im Anwenderhandbuch
1.6 Vereinbarungen für die Notation im Anwenderhandbuch
Menüs der Benutzeroberfläche werden im Handbuchtext durch
eckige Klammern und einer Courierschriftart kenntlich gemacht.
[Ansicht] – Menü “Ansicht” der Hauptmenüleiste
Ist ein Menü über Untermenüs zu erreichen, wird der Zusammenhang zwischen der Menühierarchie durch einen Pfeil gekennzeichnet:
[Ansicht] → [Zoom] – Untermenü “Zoom” im Menü “Ansicht”.
Einleitung
Anwenderhandbuch
1–8
Die Benutzeroberfläche
ÔÔÔÔÔ
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2
ÔÔÔÔÔ
ÔÔÔÔÔ
2.1 Die Hauptansicht
In diesem Kapitel soll ein grundlegender Überblick über die
Bedienungselemente der Benutzeroberfläche von Janet gegeben
werden. Der Aufgabenbereich der einzelnen Elemente wird kurz
umrissen und es erfolgt ein Verweis auf diejenigen Kapitel, die sich
detailliert mit der Funktionalität der Bedienungselemente beschäftigen.
Nach dem Programmstart stellt sich der Preprocessor Janet mit
nachfolgender Ansicht Abbildung 2-1) auf dem Bildschirm dar.
Die markierten Bereiche werden im folgenden als
1. Hauptmenüleiste
2. Werkzeugleiste
3. Zeichenfläche für die Darstellung der Gitternetze
4. Übersichtsfenster zur Darstellung des gesamten Gebietsbereiches
5. Einstellung des Bearbeitungslayers, Festlegung der Layer des
Digitalen Geländemodells und Auswahl des Maskierungslayers
6. Auswahl der Modulfenster von Janet
7. Modulfenster mit den Bearbeitungsoptionen des gewählten Moduls
8. Anzeige des gewählten Editiermodus zur interaktiven Gitternetzbearbeitung auf der Zeichenfläche
9. Fortschrittsanzeige
bezeichnet.
ą2.1 Die Hauptansicht, Fortsetzung
1
2
6
4
5
7
3
8
9
Abbildung 2-1.
Die Hauptansicht des Preprocessors Janet
2.2 Die Hauptmenüleiste
Das Menü [Datei] (vergleiche Abbildung 2-2) beinhaltet alle
Dateioperationen. Hierunter fallen das Laden und Speichern von
Gitternetzen, Maskierungspolygonen sowie der Darstellungsoptionen für die Zeichenfläche und für das Übersichtsfenster. Im Menü
[Layer] werden Optionen zur Verwaltung von Gitternetzlayern
gegeben. Eine ausführliche Darstellung des Layerkonzepts von
Janet, sowie das Erstellen und die Verwaltung von Layern erfolgt im
Kapitel 3.1.
Abbildung 2-2.
Die Hauptmenüleiste
Im Menü [Ansicht] kann ein Dialogfenster zur Änderung der
Darstellungsoptionen für die Anzeige der Gitternetze auf der
Zeichenfläche aufgerufen, sowie wesentliche Zoomeinstellungen
ausgeführt werden. Die in Janet integrierten Darstellungsoptionen
und deren Einstellung werden im Kapitel 4.4 erläutert. Ist eine
Isolinien- oder Isoflächendarstellung gewählt, kann über einen
Menüpunkt dieses Menüs ein externes Fenster mit einer Legende
aufgerufen werden.
Unter dem Menüpunkt [Hilfe] ist die Online–Hilfe von Janet z. Zt.
noch nicht verfügbar.
Das Menü [Versionsinfo] beinhaltet Menüpunkte, welche
Auskunft über Änderungen der einzelnen Versionen des Preproces-
Benutzeroberfläche
Anwenderhandbuch
2–10
ą2.2 Die Hauptmenüleiste, Fortsetzung
sor, neuer Features der aktuellen Version sowie über bekannte
Fehler geben.
2.3 Die Werkzeugleiste
Die Werkzeugleiste bietet die Möglichkeit, den Zoommodus (siehe
auch Kapitel 4.2) aufzurufen. Weiterhin beinhaltet die Leiste
“Shortcuts” zum Aufruf der externen Fenster für die Änderung der
Darstellungsoptionen der Zeichenfläche und einer Legende für die
Isolinien– bzw. Isoflächendarstellung (Kapitel 4.6.6), welche auch
über das Menü [Ansicht] aufgerufen werden können.
2.4 Zeichenfläche für die Darstellung der Gitternetze
Auf der Zeichenfläche werden die einzelnen Gitternetzlayer unter
Berücksichtigung der gewählten Darstellungsoptionen (siehe Kapitel 4.1) angezeigt. Interaktiv kann mit der Maus der sichtbare
Ausschnitt der Darstellung verändert werden, so daß eine Detailansicht (zoom) der Gitternetze ermöglicht wird. Diese Detailansicht
lässt sich zudem interaktiv mit der Maus verschieben (panning).
Weiterhin erfolgt auf der Zeichenfläche das manuelle Editieren der
Gitternetze mit der Maus. Für das interaktive Editieren stehen
zahlreiche Bearbeitungsmodi zur Modifikation von Knoten, Elementen sowie Strukturpolygonen zur Verfügung. Die Beschreibung der
Module “System–Editor” und “Polygon–Editor” geben eine genaue
Übersicht über die Editier–Modi von Janet.
2.5 Übersichtsfenster
Das Übersichtsfenster ermöglicht den Überblick über das Gesamtgebiet aller geladenen Gitternetzlayer.
Abbildung 2-3. Zeichenfläche und Übersichtsfenster mit hervorgehobenem Zoombereich
Benutzeroberfläche
Anwenderhandbuch
2–11
ą2.5 Übersichtsfenster, Fortsetzung
Die auf der Zeichenfläche eingestellte Detailansicht (zoom) wird im
Übersichtsfenster durch eine rechteckige Markierung hervorgehoben.
Im Übersichtsfenster kann die Detailansicht der Zeichenfläche
verändert werden. Mit der Maus kann ein neuer Zoombereich
definiert oder der vorhandene Bereich verschoben werden. Das
Kapitel 4.3 gibt Auskunft über die möglichen Mausaktionen im
Übersichtsfenster.
2.6 Einstellung des Bearbeitungslayers und der digitalen Modelle
In diesem Abschnitt der Benutzeroberfläche wird der aktuell zu
bearbeitende Gitternetzlayer eingestellt. Sämtliche Bearbeitungsaktionen beziehen sich stets auf den gewählten Bearbeitungslayer.
Über das “Digitale Geländemodell” wird ein Layer als Referenztopographie ausgewählt. Dieser Layer dient fortan zur Interpolation von
Tiefenwerten. Mit einem “Digitalen Rauhigkeitsmodell” können
Bodenrauhigkeiten in den Modellierungsprozess einbezogen werden.
Kapitel 3.1 liefert eine ausführliche Darstellung des Layerkonzepts
von Janet.
Abbildung 2-4.
ler Modelle
Auswahl des Bearbeitungslayers sowie weiterer digita-
Der Preprocessor Janet bietet die Möglichkeit die integrierten
Algorithmen auf Teilbereiche des Modellgebiets zu beschränken.
Für diese Option besitzt Janet einen Maskierungspolygonlayer,
dessen Editiermöglichkeit in der nachfolgenden Auswahlbox eingestellt werden kann.
Abbildung 2-5.
Benutzeroberfläche
Auswahlbox für Operationen des Maskierungslayers
Anwenderhandbuch
2–12
ą2.6 Einstellung des Bearbeitungslayers und der digitalen Modelle, Fortsetzung
2.7 Auswahl der Modulfenster von Janet
Über eine Schaltflächenleiste können die einzelnen Modulfenster
von Janet aufgerufen werden. In dieser Version stehen insgesamt
13 Modulfenster zur Verfügung, die im Bildschirmbereich unterhalb
der Auswahlleiste eingeblendet werden.
Abbildung 2-6.
Auswahlleiste der Modulfenster
2.8 Modulfenster mit den Bearbeitungsoptionen eines Moduls
Die Bearbeitungsoptionen des über die Auswählleiste angewählten
Moduls werden in einem separatem Bildschirmbereich angezeigt.
Abbildung 2-7.
Editor”
Beispiel: Bildschirmdarstellung des Moduls “Polygon–
2.9 Anzeige des eingestellten Bearbeitungsmodus
Im linken Teil der Statuszeile wird der aktuell eingestellte Bearbeitungsmodus für das mausgesteuerte Editieren auf der Zeichenfläche angezeigt.
Benutzeroberfläche
Anwenderhandbuch
2–13
ą2.9 Anzeige des eingestellten Bearbeitungsmodus, Fortsetzung
Abbildung 2-8.
Anzeige des eingestellten Bearbeitungsmodus
2.10 Fortschrittsanzeige
Die Fortschrittsanzeige gibt Auskunft über den Verlauf von gestarten Prozessen. Es wird einerseits eine Textdarstellung des aktuell
durchgeführten Bearbeitungsschrittes ausgegeben, weiterhin der
Fortschritt in einer Prozentskala dargestellt.
Abbildung 2-9.
Benutzeroberfläche
Ansicht der Fortschrittsanzeige
Anwenderhandbuch
2–14
ÔÔÔÔÔ
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3
ÔÔÔÔÔ
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Das Layerkonzept
von Janet
3.1 Die Layerebenen von Janet
Der Preprocessor Janet unterscheidet verschiedene Layerebenen:
H
Maskierungspolygonlayer
H
ein oder mehrere Layer mit Punktdaten, Gitternetzen und/
oder Strukturpolygonen. Diese Layer umfassen das Modellgitternetz, das Digitale Geländemodell, etc.
Gitternetzlayer 1
Gitternetzlayer 2
Gitternetzlayer 3
Gitternetzlayer n
Abbildung 3-1.
Layerebenen des Preprocessors Janet
Eine typische Aufteilung der Layer besteht aus einem Modellgitter,
welches das zu erstellende Gitternetz für ein numerisches Verfahren darstellt und ein digitales Geländemodell für die Interpolation
von Tiefenwerten als weiteren Gitternetzlayer.
Modellgitternetz
Digitales Geländemodell
Abbildung 3-2.
Typische Layeranordnung
ą3.1 Die Layerebenen von Janet, Fortsetzung
Weiterhin können Informationen über Bodenrauhigkeiten in einem
“Digitalen Rauhigkeitsmodell” erfasst und in den Gitternetzgenerierungsprozess eingebunden werden.
Bauwerksbegrenzungen werden in der vorliegenden Version als
erzwungene Elementkanten über Strukturpolygone im Modellgitternetzlayer berücksichtigt. In einer zukünftigen Version ist die
Vorhaltung von Bauwerksgeometrien in einem “Digitalen Bauwerksmodell” vorgesehen, welches als eigenständiger Layer in den
Prozess der Modellgitternetzerstellung eingeht.
Neben diesen Modellen sollen weitere digitale Modelle für einen
automatisierten Modellgitternetzerstellungsprozess berücksichtigt
werden. Beispielhaft seien hier digitale Modelle zur Erfassung von
Fehler- oder Dichteverteilungen aufgeführt.
Modellgitternetz
Digitales Bauwerksmodell
Digitales Rauhheitenmodell
Digitales Fehlermodell
Digitales Dichtemodell
Abbildung 3-3.
Erweiterte Layeranordnung des Preprocessors Janet
3.2 Die Gitternetzlayer
Janet ermöglicht die gleichzeitige Verwaltung einer beliebigen
Anzahl von Gitternetzlayern. Ein einzelner Layer umfaßt die
grundlegenden Gitternetzelemente
H
Knotendaten
H
Strukturpolygone
H
Elemente (Dreiecke, Vierecke oder n-Ecke in beliebiger Kombination)
Die einzelnen Elemente werden in Listen verwaltet, die Listen der
Elemente und Strukturpolygone müssen jedoch nicht zwangsläufig
mit Objekten belegt sein.
Hinweis
Knotendaten und Strukturpolygone können importiert, bearbeitet
und exportiert werden, ohne eine Elementzerlegung erzeugt zu
haben.
Den einzelnen Netzobjekten Knoten, Strukturpolygon und Element
werden im Modell von Janet intern folgende Informationen zugeordnet:
Layerkonzept 3
Anwenderhandbuch
3–16
ą3.2 Die Gitternetzlayer, Fortsetzung
Knotendaten:
H
Koordinaten x, y, z (optional noch ein skalarer oder vektorieller Wert)
H
Knotennummer
H
Statusinformation: Belegung einzelner Bits zur Kennzeichnung des Knotens als Randpunkt, Strukturpolygonpunkt, etc.
Freie Bits sind vorhanden und sollen zukünfitig zur Gruppenbildung von Knotendaten verwendet werden.
Strukturpolygone:
H
Liste mit Verweise auf Punktdaten der Punktliste
H
Polygonnummer
H
Typbezeichnung des Polygons
H
Bezeichnung
Elemente:
H
Liste mit Verweisen auf Knoten der Knotenliste in der Reihenfolge einer positiven Orientierung (positiver Flächeninhalt)
H
Liste mit Verweisen auf benachbarte Elemente
H
Statusinformation: Belegung einzelner Bits für das Setzen der
Randkennung einzelner Kanten, Kennzeichnung einer Kante
als Randkante, etc.
H
Center-Punkt des Elements (für das Verfahren UnTRIM)
3.2.1 Erstellen eines neuen Gitternetzlayers
Das Erstellen eines neuen Gitternetzlayers erfolgt über das Menü
[Layer] → [Neuer Layer] oder über die Shortcut-Leiste.
Abbildung 3-4.
Shortcut zum Erzeugen eines neuen Layers.
Sind bereits weitere Gitternetzlayer in Janet eingeladen, werden die
minimalen und maximalen x- und y-Koordianten dieser Gitternetzlayer für den neuen Layer übernommen. Besteht noch kein weiterer
Layer müssen die umschreibenden Koordinaten des neu zu
erzeugenden Layers über einen Eingabedialog vom Nutzer angegegeben werden.
Layerkonzept 3
Anwenderhandbuch
3–17
Abbildung 3-5. Eingabedialog zur Festlegung der minimalen und maximalen Koordinaten des neuen Layers
3.2.2 Laden eines Gitternetzlayers
Der Import von Punktdaten, Strukturpolygonen und/oder bestehenden Gitternetzen als neuer Layer erfolgt über das Menü [Datei]
→ [Layer laden] oder über die Shortcutleiste des Hauptfensters
(vgl. Abbildung 3-4). Im daraufhin erscheinenden Dialogfenster
wird zunächst ein Dateifilter für das gewünschte Dateiformat
gesetzt, anschließend die zu öffnende Datei ausgewählt und nach
der Bestätigung durch den [open]–Button geladen.
gewählte Datei
Setzen des Dateiformats
durch Wahl eines Dateifilters
Abbildung 3-6. Dialogfenster zum Setzen des Dateiformats und Auswahl der zu ladenden Datei
Hinweis
Das Dialogfenster zum Öffnen einer Datei bietet einen Dateifilter
[All files (*.*)] zum Betrachten aller Dateien und Unterverzeichnisse im aktuellen Verzeichnis. Dieser Filter ermöglicht
keine automatische Formaterkennung, das Dateiformat muß somit stets explizit angegeben werden!
In dieser Version sind folgende Datei–Formate zum Importieren von
Daten in einen Gitternetzlayer realisiert:
Layerkonzept 3
Anwenderhandbuch
3–18
Formate mit Punkt-, Polygon- und Elementdaten
H
Janet–Binär–Format
Formate mit Punkt- und Elementdaten
H
Ticad–ASCII–Format einer system.dat
H
Telemac-Binär-Format (Big- und Little-Endian)
H
UnTRIM-ASCII-Format
Formate mit Polygondaten
H
insel.dat–Format in der Version der BAW AK
H
Polygon-Format des Programms TRIANGLE
H
Polygon-Format für Linienstrukturen der BAW AK (.gkk)
H
ESRI-GENERATE-Polygonformat
Formate mit Punktdaten
H
Im- und Export–Format für Punktdaten: Ascii–Datei mit Tripeldaten (x y z). Es ist weder eine Angabe der Anzahl der
Punkte noch eine Dateiendekennung (”–1” o.ä.) notwendig.
3.2.3 Speichern eines Gitternetzlayers
Das Speichern eines Layers erfolgt über das Menü [Datei] →
[Layer
speichern], [Datei] → [Layer
speichern
unter...] oder über die Shortcutleiste des Hauptfensters (vgl.
Abbildung 3-4). Bei der Option [Layer speichern] wird der
Gitternetzlayer mit dem vorhandenen Dateinamen und Dateifilter
gespeichert, die Option [Layer speichern unter...] erlaubt
hingegen die Auswahl des Dateifilters und die Änderung des
Dateinamens in einem Dialogfenster.
In dieser Version sind folgende Datei–Formate für den Export von
Daten realisiert:
Formate mit Punkt-, Polygon- und Elementdaten
H
Janet–Binär–Format
Formate mit Punkt- und Elementdaten
H
Ticad–ASCII–Format einer system.dat
H
Telemac-Binär-Format
H
UnTRIM-ASCII-Format
Formate mit Polygondaten
H
Formate mit Punktdaten
H
Layerkonzept 3
Im- und Export–Format für Punktdaten: Ascii–Datei mit Tripeldaten (x y z). Es ist weder eine Angabe der Anzahl der
Punkte noch eine Dateiendung (”–1” o.ä.) notwendig.
Anwenderhandbuch
3–19
3.2.4 Laden und Speichern im TELEMAC-Format
Gegenüber der allgemeinen Vorgehensweise beim Laden und
Speichern von Gitternetzen bietet Janet für Dateioperationen in das
Format des HN-Verfahrens TELEMAC weitergehende Einstellungsmöglichkeiten.
Laden von binären TELEMAC-Dateien
Janet erlaubt die gezielte Auswahl der in einer Telemac-Datei
gespeicherten Variablen beim Import der Daten in den Preprocessor. Nach dem Öffnen einer TELEMAC-Binär-Datei über das
Dateiauswahldialogfenster werden alle Variablen dieser Datei
aufgelistet und können vom Anwender einzeln angewählt werden.
Abbildung 3-7.
Dialogfenster zur Auswahl der zu ladenden Variablen
Für jede der ausgewählten Variablen wird ein einzelner Gitternetzlayer erzeugt, wobei die Variablenwerte den Knoten des Gitternetzlayers als z-Werte zugewiesen werden.
Speichern von binären TELEMAC-Dateien
Mit dem Preprocessor Janet wird der Export eines Gitternetzes in
das TELEMAC-Binär-Format für die Telemac-internen Variablen
“BOTTOM” und “BOTTOM FRICTION” (optional) ermöglicht. Das zu
speichernde Gitternetz wird im Hauptfenster als Bearbeitungslayer
eingestellt (siehe auch 3.3.1) und enthält die Knoten mit den
zugehörigen Tiefenwerten (Variable “BOTTOM”). Die Rauhigkeitswerte (Variable “BOTTOM FRICTION”) werden aus einem Digitalen
Rauhigkeitsmodell interpoliert, welches ebenfalls im Hauptfenster
eingestellt wird (siehe auch 3.3.3). Aus diesen Informationen wird
die Telemac-Datei von Janet erzeugt. Darüberhinaus erlaubt der
Layerkonzept 3
Anwenderhandbuch
3–20
Preprocessor das Erzeugen und die Modifikation einer Telemac–
Randbedingungsdatei.
Der Export erfordert vom Anwender weitergehnde Eingaben, die in
einzelnen Dialogfenstern vorgenommen werden. Der Ablauf stellt
sich wie folgt dar:
1. Auswahl des Dateinamens der Telemac-Binärdatei
Der Dateiname, das Zielverzeichnis und der TELEMAC-Dateifilter
werden zunächst in einem Dateiauswahldialogfenster eingegeben
bzw. ausgewählt.
2. Schreiben der Telemac-Randbedingungsdatei
Die Modifikation der Randbedingungsdatei erfolgt daraufhin in
einem seperaten Dialogfenster in tabellarischer Form.
Abbildung 3-8.
Tabelle zum Editieren der Randbedingungsdatei
Der Editor ermöglicht zum Einen das Ändern einzelner Werte der
Randbedingungsdatei durch Eingabe dieser Werte in die entsprechenden Tabellenzellen. Weiterhin verfügt Janet über die Möglichkeit, mit Hilfe von Maskierungspolygonen eine beliebige Anzahl von
Werten in einer Spalte in einem Arbeitsschritt zu editieren. Als
Voraussetzung für diese Bearbeitungsoption müssen vor dem
Speichern in das TELEMAC-Format Maskierungspolygone (siehe
auch Kapitel 3.6) erstellt werden, die Randknoten umschliessen,
deren Randbedingungstypen in der Randbedingungsdatei verändert werden sollen.
Layerkonzept 3
Anwenderhandbuch
3–21
Abbildung 3-9.
tenabschnitts
Maskierungspolygon für das Editieren eines Randkno-
Im Fensterbereich “Bearbeitungsoptionen” wird das automatisierte
Verändern von Randknotenabschnitten durchgeführt. Hierzu wird
aus den Listboxen ein Maskierungspolygon über dessen Polygonbezeichnung ausgewählt, die zu ändernde Tabellenspalte gewählt
und ein zu setzender Wert eingegeben. Durch Betätigung der
Schaltfläche [setzen] werden die Spaltenwerte aller Randknoten
modifiziert, die innerhalb des ausgewählten Maskierungspolygons
liegen.
3. Auswahl der Variablen
Als letzter Schritt können die zu speichernden Variablen “BOTTOM”
sowie optional “BOTTOM FRICTION” (wenn ein Rauhigkeitslayer
eingestellt wurde) vom Anwender ausgewählt und die Telemac-Binärdatei auf das Speichermedien geschrieben werden.
Abbildung 3-10.
Dialogfenster für das Speichern im Telemac-Format
3.3 Bearbeitungslayer und Digitale Modelle
3.3.1 Setzen des Bearbeitungslayers
Innerhalb der Gitternetzlayerebenen kann ein Layer als Bearbeitungslayer gesetzt werden. Der Bearbeitungslayer ist in der Regel
Layerkonzept 3
Anwenderhandbuch
3–22
ą3.3 Bearbeitungslayer und Digitale Modelle, Fortsetzung
identisch mit dem zu erstellenden Modellgitternetz. Alle Bearbeitungsaktionen, welche manuell oder als Start von Bearbeitungsprozessen ausgeführt werden, beziehen sich fortan auf diesen Layer.
Der Bearbeitungslayer wird im folgenden auch als “aktiver Layer”
bezeichnet.
Die Einstellung des Bearbeitungslayer erfolgt im Hauptfenster durch
Auswahl eines Layers aus der Auswahlbox [Bearbeitungs layer].
Abbildung 3-11.
Auswahl des Bearbeitungslayers
Ein Layer wird über seine Layerbeschreibung in der Auswahlbox
repräsentiert. Darüberhinaus wird die Auswahlbox nach der Anwahl
eines Layers mit einem “ToolTip” initialisiert, welcher den absoluten
Dateipfad des Layers erhält.
Abbildung 3-12.
Layer
Einblendung des absoluten Dateipfades für den
3.3.2 Das Digitale Geländemodell
Ein Layer wird als digitales Geländemodell festgelegt und dient der
Interpolation von Tiefenwerten. Dieser Layer wird explizit in der
Auswahlbox [Digitales Geländemodell] gesetzt.
Abbildung 3-13. Ansicht der Auswahlboxen für den Bearbeitungslayer
und des digitalen Geländemodells
Derzeit ist lediglich die lineare Interpolation über die Benutzeroberfläche zugänglich, weitere Interpolationsmethoden, wie natürliche
Nachbarschaftsinterpolation (Sibson) und Shepard–Interpolation,
sind in Vorbereitung.
Layerkonzept 3
Anwenderhandbuch
3–23
3.3.3 Das Digitale Rauhigkeitsmodell
Der Preprocessor Janet ermöglicht die Erstellung von digitalen
Rauhigkeitsmodellen und deren Integration in den Generierungs–
prozess von Modellgittern. In Analogie zu den vorangegangenen
Abschnitten wird der Layer des Digitalen Rauhigkeitsmodell im
Hauptfenster über eine Auswahlbox eingestellt.
Abbildung 3-14. Auswahlbox für den Layer des Digitalen Rauhigkeitsmodells und den Typ des Modells
Neben der Auswahl des Layers, erfolgt in diesem Fensterbereich
die Einstellung des Typs eines Rauhigkeitsmodells. Janet ermöglicht unterschiedliche Strukturen zur Erstellung eines Digitalen
Rauhigkeitsmodells:
1. Digitales Rauhigkeitsmodell aus Polygonen
Die Bodenrauhigkeiten liegen in Form von Flächennutzungspolygonen vor. Jedes Polygon repräsentiert die Flächennutzung der
umschliessenden Gebietsfläche durch eine konstante Bodenrauhigkeit. Eine vollständige und disjunkte Abdeckung des Untersuchungsgebietes durch Flächennutzungspolygone ist diesbezüglich
erforderlich.
Jedem Polygon ist somit ein konstanter Rauhigkeitswert als z-Wert
der Polygonknoten zuzuweisen, was mit dem Bearbeitungsmodus
des Polygoneditors:
Tiefenwerte (z) aller Polygonknoten setzen:
komfortabel durchgeführt werden kann. Eine Interpolation von
Zwischenwerten an beliebigen Punkten erfolgt als Punkt-In-Polygon-Test, wobei die interpolierte Bodenrauhigkeit als die Rauhigkeit
desjenigen Polygons ermittelt wird, in welches der Punkt hineinfällt.
Die Auswahl dieses Typs wird mit der Einstellung [Polygone] für
den Rauhigkeitslayertyp vorgenommen.
2. Digitales Rauhigkeitsmodell als Gitternetz
Layerkonzept 3
Anwenderhandbuch
3–24
Die Bodenrauhigkeiten liegen als Datentripel an diskreten Punkten
vor, die für die Interpolation von Zwischenwerten zu einem
Dreiecksgitternetz vermascht werden müssen.
3.4 Verwaltung der Gitternetzlayer
Die Layerverwaltung von Janet unterstützt die folgenden Operationen:
1. Erzeugen und Löschen von Gitternetzlayern
2. Ändern der Reihenfolge der Gitternetzlayer
3. Vergabe einer Kurzbeschreibungen für einen Layer, die diesen
in den Oberflächenkomponenten repräsentiert
Ausgeführt werden diese Operationen über das Menü [Layer] der
Hauptmenüleiste.
Abbildung 3-15.
Menüpunkt für die Layerverwaltung
Neuer Layer
Über den Menüpunkt [Neuer Layer] wird ein neuer Layer
erzeugt und der Layerliste hinzugefügt. Der Layer enthält zunächst
keine Gitternetzobjekte.
Layer löschen
Mit dem Menüpunkt [Layer löschen] wird der aktuell gesetzte
Bearbeitungslayer entfernt. Die Reihenfolge der darauffolgenden
Gitternetzlayer bleibt erhalten.
Layerbeschreibung ändern
Die Kurzbeschreibung eines Layers dient der Repräsentation der
Ebene in den Oberflächenkomponenten. Standardmäßig werden
die Bezeichnungen “Layer 1”, “Layer 2”, etc. vergeben. Eine
individuelle Anpassung der Beschreibung erleichtert die Auswahl
des gewünschten Layers in den Auswahlboxen.
Abbildung 3-16.
Beispiel: individuell angepasste Layerbeschreibung
Über den Menüpunkt [Layerbeschreibung ändern] kann die
Kurzbeschreibung eines Layers verändert werden. Es erscheint ein
Dialogfeld, in welches die Beschreibung eingegeben werden kann.
Layerkonzept 3
Anwenderhandbuch
3–25
ą3.4 Verwaltung der Gitternetzlayer, Fortsetzung
Abbildung 3-17.
Eingabe einer Layerbezeichnung
Layerliste bearbeiten
Das Bearbeiten der Reihenfolge aller Layer erfolgt innerhalb eines
Dialogfensters, welches über den Menüpunkt [Layerliste
bearbeiten] aufgerufen werden kann.
Innerhalb des Fenster (siehe Abbildung 3-14) wird eine Liste aller
erstellten Layer angezeigt. Mit der Maus kann ein einzelner Layer
angewählt werden. Die Auswahl wird durch den farbig hinterlegten
Schriftzug angezeigt.
Abbildung 3-18.
Ausgewählter Listeneintrag
Ein ausgewählter Listeneintrag lässt sich daraufhin über die
Schaltfläche [Layer löschen] aus der Liste entfernen und seine
Beschreibung kann über den Button [Bezeichnung ändern]
verändert werden.
Die Position des ausgewählten Layers innerhalb der Liste wird über
die Schaltflächen
gesteuert. Ein Layer kann mit den Pfeiltasten in der Layerliste nach
oben bzw. nach unten verschoben werden.
Layerkonzept 3
Anwenderhandbuch
3–26
ą3.4 Verwaltung der Gitternetzlayer, Fortsetzung
Abbildung 3-19.
Dialogfenster zum Bearbeiten der Layerliste
3.5 Speichern und Laden des Bearbeitungsstatus
In den vorangegangenen Kapiteln wurde dargestellt, wie eine
Layerhierarchie bestehend aus einzelnen Layern mit unterschiedlicher Funktion für die Modellerstellung (z.B. Digitales Geländemodell, Rauhigkeitslayer, Modellgitter) in Janet eingeladen und verwaltet werden kann. Diese vom Anwender erzeugte Layerhierarchie,
zusammen mit eventuell veränderten Darstellungsoptionen einzelner Gitternetzlayer (siehe auch Kapitel 4.4), wird im folgenden
Bearbeitungsstatus genannt. Ein derartiger Bearbeitungsstatus
kann mit dem Preprocessor auf einfache Weise gespeichert und
nach erneutem Start der Software automatisch wiederhergestellt
werden. Hierzu dienen die Programmoptionen [Bearbeitungs tatus laden] und [Bearbeitungsstatus speichern],
welche über die Werkzeugleiste ausgeführt werden können:
Abbildung 3-20. Schaltflächen für das Laden und das Speichern des
Bearbeitungsstatus
Beim Speichern des Bearbeitungsstatus wird eine ASCII-Datei
erzeugt, in der Pfade und Einstellungen in Textform abgelegt
werden. Folgende Informationen werden gespeichert:
Layerkonzept 3
H
Pfadangaben zu allen geladenen Layern und die verwendeten Dateifilter.
H
Pfadangaben zu dem Maskierungslayer und dem dafür verwendeten Dateifilter.
H
Beschreibungen aller Layer für deren Repräsentation auf der
Benutzeroberfläche.
H
Reihenfolge der Layer in der Layerliste und die Auswahl einzelner Layer als Bearbeitungslayer, als Digitales Geländemodell und für den Rauhigkeitslayer.
Anwenderhandbuch
3–27
ą3.5 Speichern und Laden des Bearbeitungsstatus, Fortsetzung
H
Darstellungsoptionen aller Layer für die Zeichenfläche und
das Übersichtsfenster in jeweils einzelnen Dateien für jeden
Layer.
H
Zoomstatus.
Ab der Version 1.5 des Preprocessors werden beim Speichern des
Bearbeitungsstatus auch automatisch die Änderungen der einzelnen Layer mit den eingestellten Dateinamen und Dateifiltern
gespeichert.
Der zuletzt gespeicherte Bearbeitungsstatus wird in der benutzerspezifischen Konfigurationsdatei von Janet vermerkt und dem
Anwender nach dem Neustart von Janet beim Laden eines
Bearbeitungsstatus angeboten. Mit dem Laden eines Bearbeitungsstatus werden die zuvor aufgelisteten Informationen wiederhergestellt.
3.6 Der Maskierungspolygonlayer
Der Maskierungspolygonlayer ermöglicht die benutzergesteuerte
Definition und Verwaltung einer beliebigen Anzahl an Maskierungspolygonen. Maskierungspolygone können für unterschiedliche
Aufgaben verwendet werden:
H
Beschränkung des Wirkungsbereiches von Bearbeitungsprozessen in den Gitternetzlayern auf Teilgebiete inner– oder außerhalb von Maskierungspolygonen (siehe auch Kapitel 9.4.1)
Abbildung 3-21. Beispiel: Bereichsweises Verfeinern mit Hilfe eines Maskierungspolygones
H
Verwendung der Maskierungspolygone beim Erzeugen von
Teilgitternetzen (Kapitel 11.1)
H
Verwendung der Maskierungspolygone beim Erzeugen einer
Telemac-Randbedingungsdatei (Kapitel 3.2.4)
3.6.1 Editieren des Maskierungspolygonlayers
Um die Maskierungspoylgone bearbeiten zu können, ist zunächst
die Schaltfläche [Maskierungslayer editieren] zu aktivieren:
Layerkonzept 3
Anwenderhandbuch
3–28
ą3.6 Der Maskierungspolygonlayer, Fortsetzung
Abbildung 3-22. Schaltfläche zur Aktivierung des Editiermodus für die
Maskierungspolygone
Nach der Aktivierung des Editiermodus werden auf der Benutzeroberfläche die Schaltflächen zum Erzeugen eines neuen Maskierungspolygonlayers sowie die Buttons zum Laden und Speichern
der Maskierungspolygone freigeschaltet und können vom Nutzer
angewählt werden.
Weiterhin werden alle Module von Janet gesperrt und es steht
lediglich das Modulfenster des Polygon-Editors für die Bearbeitung
der Maskierungspolygone zur Verfügung.
Abbildung 3-23. Ansicht der Benutzeroberfläche für das Editieren der
Maskierungspolygone
Zur visuellen Unterstützung des Umschaltens in den Editiermodus
für die Maskierungspolygone werden die Koordinatenachsen der
Zeichenfläche farblich verändert.
3.6.2 Löscher des vorhandenen Maskierungspolygonlayers
Mit der Schaltfläche
wird ein neuer Maskierungspolygonlayer erzeugt. Sämtliche auf
dem aktuellen Maskierungslayer vorhandenen Polygone werden
gelöscht.
3.6.3 Laden und Speichern des Maskierungspolygonlayers
Die Lade- und Speicheroperationen eines Maskierungspolygonlayers erfolgt über die Schaltflächen
Layerkonzept 3
Anwenderhandbuch
3–29
Die Dateioperationen erfolgen in Analogie zu dem Laden und
Speichern der Gitternetzlayer aus den Kapiteln 3.2.2 und 3.2.3. Als
Dateifilter stehen folgende Formate zur Verfügung:
H
H
Polygon-Format des Programms TRIANGLE
H
Polygon-Format für Linienstrukturen der BAW AK (.gkk)
H
ESRI-GENERATE-Polygonformat
H
Janet–ASCII–Polygonformat (für die Kompatibilität zu den Janet Versionen 1.3 und früher)
3.6.4 Bearbeiten der Maskierungspolygone
Zum Editieren der einzelnen Polygone des Maskierungspolygonlayers stehen sämtliche Bearbeitungsmodi des Polygoneditors zur
Verfügung. Mit Hilfe des Polygoneditors können umfangreiche
manuelle und algorithmische Modifikationen der Maskierungspolygone vorgenommen werden. Ein Überblick über die in Janet
integrierte Editierfunktionalität gibt nachfolgende Auflistung der
Bearbeitungsmodi:
Polygon mit neuen Knoten erzeugen:
Polygone zusammenfügen:
Polygone trennen:
Polygon löschen, Knoten erhalten:
Polygon und Knoten löschen:
Knoten löschen:
Knoten aus Polygon löschen:
Neuen Knoten in Polygon einfügen:
Polygon um bestehenden Knoten erweitern:
Orientierung des Polygons ändern:
Knotennumerierung geschlossener Polygone ändern:
Polygontyp ändern:
Polygonbezeichnung ändern:
Polygone verschneiden:
Polygon verschieben:
Knoten verschieben:
Tiefenwerte aller Polygonknoten setzen:
Tiefenwert eines Knoten ändern:
Polygon selektieren:
Layerkonzept 3
Anwenderhandbuch
3–30
Eine detaillierte Beschreibung der Funktionalität des Polygoneditors ist dem Kapitel 10.1 zu entnehmen.
3.6.5 Änderung der Darstellung der Maskierungspolygone
Die Darstellung der Maskierungspolygone auf der Zeichenfläche
kann durch den Anwender geändert werden. Beispielhaft können
die Farben der Polygone, das Einblenden der Polygonknoten, etc.
den Anforderungen der bearbeitetenden Aufgabenstellung angepasst werden. Das Vorgehen zur Änderung der Darstellungsoptionen ist dem nachfolgenden Kapitel (Abschnitt 4.5) zu entnehmen.
Layerkonzept 3
Anwenderhandbuch
3–31
Die Darstellung der
Gitternetzlayer
ÔÔÔÔÔ
ÔÔÔÔÔ
ÔÔÔÔÔ
ÔÔÔÔÔ
4
ÔÔÔÔÔ
ÔÔÔÔÔ
4.1 Konzeption der Gitternetzdarstellung
4.1.1 Darstellung der Gitternetzlayer
Die Darstellung der Gitternetzlayer erfolgt auf der Zeichenfläche des
Hauptfensters. Alle verwalteten Gitternetzlayer werden in der
Reihenfolge ihrer Erstellung auf der Zeichenfläche abgebildet. Ein
Gitternetzlayer wird zunächst vollständig auf der Darstellungsfläche
gezeichnet, bevor der nächste Gitternetzlayer über diese Darstellung gezeichnet wird. Einzelne Layer können ausgeblendet werden,
um das Zeichnen dieser Gitternetzschichten zu unterbinden.
Die Darstellungsfläche ist mit einer Zoomfunktionalität versehen, so
daß der angezeigte Ausschnitt beliebig verändert werden kann. Die
Veränderung des sichtbaren Ausschnitts bezieht sich stets gemeinsam auf alle Gitternetzlayer.
Das “Hineinzoomen” ist für eine beliebige Zoomtiefe möglich,
jedoch verhindert ein interner Objekt–Clipping–Mechanismus bei zu
großer Tiefe unter Umständen die Darstellung einzelner Netzelemente. Der Clipping–Mechanismus prüft vor dem Zeichnen eines
Netzelementes, ob dieses vollständig im maximal zulässigen
Zeichenbereich liegt. Abbildung 4-1 illustriert schematisch diesen
maximalen Zeichenbereich, welcher über die eigentliche Zeichenfläche der Hauptansicht hinausgeht.
ą4.1 Konzeption der Gitternetzdarstellung, Fortsetzung
Maximaler Zeichenbereich
gezeichnete
Kante
Zeichenfläche
der Hauptansicht
nicht
gezeichnete
Kante
Abbildung 4-1. Objekt–Clipping–Mechanismus mit maximal festgelegtem Zeichenbereich
Der Clipping–Mechanismus ermöglicht eine beschleunigte Grafikausgabe (besonders bei höherer Zoomtiefe), kann jedoch zur Folge
haben, daß Netzobjekte, die teilweise auf der Zeichenfläche der
Hauptansicht zu sehen wären (vergleiche Abbildung 4-1), nicht
dargestellt werden.
Kapitel 4.2 beschäftigt sich im Weiteren mit der Bedienung der
Zoomfunktionalität von Janet.
4.1.2 Darstellung eines einzelnen Gitternetzlayers
Der FE–Präprozessor Janet bietet vielfältige Optionen für die
Darstellung der Gitternetzlayer. Neben einer schlichten Visualisierung der einzelnen Netzelemente werden weitergehende linien–
und flächenhafte Darstellungsmöglichkeiten angeboten. Diese
Visualisierungsoptionen werden als Darstellungsschichten aufgefasst und in einer festgelegten Reihenfolge übereinander gezeichnet. Die Darstellungsreihenfolge beim Zeichnen stellt sich im
Einzelnen wie folgt dar:
1. Isoflächendarstellung
zuerst
2. Schattierte Oberfläche
3. Elemente
4. UnTRIM–Optionen
5. Voronoi–Zerlegung
6. Strukturpolygone
7. Einfärbung der Randkanten
Darstellungsreihenfolge
8. Kantenkennung
9. Isoliniendarstellung
10. Punktdarstellung
11. Koordinaten
werte
Abbildung 4-2.
Darstellung 4
als Zahlen-
zuletzt
Reihenfolge beim Zeichnen der Darstellungsschichten
Anwenderhandbuch
4–33
ą4.1 Konzeption der Gitternetzdarstellung, Fortsetzung
Die Darstellungsweise der einzelnen Schichten kann vom Anwender modifiziert werden. Jedem Gitternetzlayer sind aus diesem
Grund Darstellungsoptionen zugeordnet, in denen das Ein– und
Ausblenden von Darstellungsschichten, die Änderung von Farben,
etc. vorgenommen werden kann. Kapitel 4.7 erläutert die Anpassung der Darstellungsoptionen eines Layers in Janet.
4.2 Die Zoomfunktionalität der Zeichenfläche
4.2.1 Zoomen
Voraussetzung für die Veränderung des sichtbaren Ausschnitts ist
die Einstellung des Bearbeitungsmodus “Zoom”. Das Aktivieren
dieses Modus erfolgt entweder über den Menüpunkt [Ansicht] →
[Zoom] → [Modus setzen] oder den Shortcut
der Werkzeugleiste.
Hinweis
Seit der Version 1.0.3 kann die Zoomfunktionalität auch über die
Kombination der Taste
[Shift] + linke Maustaste
auf der Zeichenfläche durchgeführt werden, ohne den Zoommodus
explizit einzustellen.
In der Statusleiste wird fortan der eingestellte Modus in Textform
angezeigt. Die Betrachtung eines Teilbereichs der Gitternetzlayer
(”hineinzoomen”) wird nun mit der linken Maustaste auf der
Zeichenfläche vorgenommen, indem ein rechteckiger Ausschnitt
auf der Darstellungsfläche definiert wird. Durch Drücken der linken
Maustaste wird ein Eckpunkt des Zoombereichs festgelegt, daraufhin wird bei gedrückt gehaltener Maustaste ein rechteckiger
Ausschnitt aufgezogen. Das Lösen der Maustaste bewirkt die
Aktualisierung der Darstellung auf der Zeichenfläche, wobei der
gewählte Ausschnitt flächenfüllend auf der Zeichenfläche dargestellt wird.
Weitere Anzeigeoptionen im Zoommodus werden über ein Popup–
Menü ermöglicht, welches nach der Betätigung der rechten
Maustaste auf der Zeichenfläche erscheint (Abbildung 4-3).
Darstellung 4
Anwenderhandbuch
4–34
ą4.2 Die Zoomfunktionalität der Zeichenfläche, Fortsetzung
Abbildung 4-3.
dus
Popupmenü für weitere Anzeigeoptionen im Zoommo-
Der Menüpunkt [gesamtes Gebiet darstellen] bewirkt das
Verlassen einer Detailansicht und skaliert die Darstellung auf die
minimale und maximale Koordinatenausdehnung aller Gitternetzlayer (”Herauszoomen”).
Die Untermenüs [Zoombereich vergrößern] und [Zoombereich verkleinern] bieten die Möglichkeit den sichtbaren
Bereich prozentual (in Bezug auf den aktuell sichtbaren Auschnitt)
zu erweitern oder zu verringern.
Das Auffinden von Netzobjekten mit besonderen Eigenschaften ist
exemplarisch unter den Menüpunkten
[Zoom auf Knoten] → [Knotennummer]
[Zoom auf Element] → [Elementnummer]
[Zoom auf Element] → [mit minimaler Fläche]
[Zoom auf Element] → [mit maximaler Fläche]
[Zoom auf Element] → [mit Winkel > 90deg]
realisert. Weitere Anzeigeoptionen werden in den nächsten Versionen folgen.
4.2.2 Verschieben des gewählten Zoombereichs
Neben dem “Hinein– und Hinauszoomen” bietet Janet die Möglichkeit den gewählten Zoombereich auf der Zeichenfläche interaktiv zu
verschieben. Hierzu müssen die Taste
[Alt] und die linke Maustaste
gedrückt gehalten werden. Das Bewegen des Mauszeigers bewirkt
die Verschiebung des sichtbaren Ausschnitts. Nach dem Loslassen
der Maustaste wird die Gitternetzdarstellung vollständig auf den
verschobenen Bereich aktualisiert.
Darstellung 4
Anwenderhandbuch
4–35
ą4.2 Die Zoomfunktionalität der Zeichenfläche, Fortsetzung
Hinweis
Das Verschieben kann in jedem beliebigen Modus mit dem oben
beschriebenen Vorgehen durchgeführt werden, ohne explizit den
Zoommodus einzustellen.
4.3 Zoomen im Übersichtsfenster
Die auf der Zeichenfläche dargestellte Detailansicht kann alternativ
über das Übersichtsfenster eingestellt werden. Auch das Übersichtsfenster unterstützt die Funktionalität zum Zoomen und der
Verschiebung des Zoombereichs.
4.3.1 Zoomen
In Analogie zum Vorgehen beim Zoomen auf der Zeichenfläche wird
ein rechteckiger Ausschnitt mit der linken Maustaste im Übersichtsfenster definiert. Durch Drücken der linken Maustaste wird ein
Eckpunkt des Zoombereichs festgelegt, daraufhin wird bei gedrückt
gehaltener Maustaste ein rechteckiger Ausschnitt aufgezogen. Das
Lösen der Maustaste bewirkt die Markierung des gewählten
Bereichs im Übersichtsfenster sowie die Aktualisierung der Darstellung auf der Zeichenfläche, wobei der gewählte Ausschnitt flächenfüllend auf der Zeichenfläche dargestellt wird.
4.3.2 Verschieben des gewählten Zoombereichs
Das Verschieben des Zoombereichs wird im Übersichtsfenster mit
der rechten Maustaste vorgenommen. Bei gedrückt gehaltener
Maustaste wird das Rechteck des Zoomausschnitts an die gewünschte Position gezogen. Nach dem Loslassen der Maustaste
wird die Darstellung auf der Zeichenfläche mit den geänderten
Einstellungen aktualisiert.
4.4 Darstellungsoptionen der Gitternetzlayer
Der Präprozessor Janet verwaltet für jeden Gitternetzlayer “eigene”
Darstellungsoptionen. Somit ist es möglich, die Anzeige eines
Layers an die Erfordernisse des Anwenders anzupassen. Neben
dem Ein- und Ausblenden einzelner Darstellungsschichten innerhalb eines Gitternetzlayers umfassen die Darstellungsoptionen die
Wahl von Farben, die Formatierung von Textausgaben und die
Modifikation der Isolinen– und Isoflächendarstellung.
Sämtliche Darstellungsoptionen stehen nicht allein auf der Zeichenfläche zur individuellen Anpassung der Visualisierung zur Verfügung, sondern auch die Darstellung im Übersichtsfenster kann
unabhängig von den Einstellungen auf der Zeichenfläche gewählt
werden!
Darstellung 4
Anwenderhandbuch
4–36
ą4.4 Darstellungsoptionen der Gitternetzlayer, Fortsetzung
Abbildung 4-4. Beispiel: getrennte Anpassung der Darstellungsoptionen auf der Zeichenfläche und im Übersichtsfenster
4.5 Ändern der Darstellungsoptionen
Die Darstellungsoptionen für die Zeichenfläche von Janet werden
über das Modul “2D Visualisierung” modifiziert. Aufgerufen wird das
Modul über die Modulauswahlleiste des Präprozessors
(Abbildung 4-5).
Über das Modulfenster können allgemeine Einstellungen, wie das
Ein- und Ausblenden von Gitternetzlinien, Passkreuzen und eines
Maßstabes vorgenommen werden. Darüberhinaus wird für den
Maskierungslayer sowie jeden geladenen Layer ein Eintrag auf der
Editierfläche erzeugt. Der Eintrag besteht aus Auswahlboxen, über
die die Darstellung des Layers ein- bzw. ausgeschaltet werden
kann. Wurde ein Layer als sichtbar eingestellt, werden weitere
Einstellungsmöglichkeiten, wie beispielsweise die Anzeige von
Knoten, Elementen und Polygonen angeboten.
Verändert werden die Einstellungen mit der Maus durch An- bzw.
Abwahl der Selektionen in den Auswahlboxen. Die Änderung der
Einstellung wird nicht unmittelbar auf der Zeichenfläche aktualisiert,
sondern muss explizit über die Schaltfläche [Darstellung
aktualisieren] übernommen werden. Sollen Änderungen, die
nach dem letzten Aktualisieren vorgenommen wurden, verworfen
werden, so kann dieses über die Option [Änderungen zurücknehmen] erfolgen.
Darstellung 4
Anwenderhandbuch
4–37
ą4.5 Ändern der Darstellungsoptionen, Fortsetzung
Abbildung 4-5.
Das Modul “2D Visualisierung”
Über das vorgestellte Modulfenster können wesentliche Darstellungseinstellungen effizient modifiziert werden. Der Präprozessor
Janet verfügt darüberhinaus jedoch über eine Vielzahl weitergehender Optionen zur Gitternetzvisualisierung, die in einem separaten
Dialogfenster editiert werden können. Geöffnet wird dieses Fenster
über die Schaltfläche [Erweiterte Einstellungen].
Darstellung 4
Anwenderhandbuch
4–38
ą4.6 Eingabedialog für erweiterte Darstellungsoptionen
4.6 Eingabedialog für erweiterte Darstellungsoptionen
Die nachfolgende Abbildung zeigt die Ansicht des Dialogfensters
zur Modifikationen der erweiterten Darstellungsoptionen.
Abbildung 4-6.
Dialogfenster zur Einstellung der Darstellungsoptionen
Über die Auswahlliste im linken Fensterbereich wird der Layer
ausgewählt, dessen Eigenschaften modifiziert werden sollen. Als
mögliche Optionen können “Allgemeine Einstellungen”, der Maskierungslayer sowie die erzeugten Gitternetze angewählt werden.
Abbildung 4-7.
Auswahlbox zur Wahl eines Layers
Weiterhin ist das Dialogfenster in mehrere Unterseiten unterteilt, die
thematisch geordnet sind. Auf die einzelnen Seiten kann durch Wahl
des entsprechenden Reiters im unteren Teil des Fenster gewechselt
werden.
Abbildung 4-8.
Reiter für die Wahl der Unterseiten
In Abhängigkeit des gewählten Layers wird die Auswahl der
Unterseiten durch Sperren der Reiter beschränkt. Beispielsweise
sind für den Maskierungslayer nur die Unterseiten “Knoten” und
Darstellung 4
Anwenderhandbuch
4–39
ą4.6 Eingabedialog für erweiterte Darstellungsoptionen, Fortsetzung
“Strukturpolygone” verfügbar, da auf einem Maskierungslayer
lediglich Polygone erzeugt werden können.
Die auf den Unterseiten vorgenommenen Änderungen werden erst
nach Betätigung der Schaltfläche [Darstellung aktualisieren] an die Zeichenfläche weitergeleitet. Nach Wahl der Schaltfläche [Änderungen zurücknehmen] können zudem sämtliche
Modifikationen, die nach dem letztmaligen Aktualisieren vorgenommen wurden, verworfen werden.
Das Speichern und Laden der Einstellungen kann über die
Schaltflächen [Einstellungen laden] und [Einstellun gen speichern] durchgeführt werden. Das Kapitel 4.7 beschreibt das Vorgehen zur Sicherung von Darstellungseinstellungen.
Über [Fenster schliessen] wird das Dialogfenster geschlossen. Die nach dem letztmaligen Aktualisieren der Darstellung
vorgenommenen Änderungen bleiben jedoch erhalten und sind
nach dem erneuten Öffnen des Fensters verfügbar.
Die nachfolgenden Abschnitte geben einen detaillierten Einblick in
die Visualisierungsoptionen, die auf den einzelnen Unterseiten
modifiziert werden können.
4.6.1 Allgemeine Einstellungen
Auf dieser Unterseite kann die Darstellung des Längenmaßstabs,
der Gitternetzlinien sowie der Passkreuze eingestellt werden. Die
Berechnung des Abstandes von Gitternetzlinien und Passkreuzen
erfolgt automatisch und wird dem jeweiligen Zoombereich der
Darstellung angepasst.
Abbildung 4-9.
Allgemeine Einstellungen
4.6.2 Einstellungen für den Layer
Die Darstellung des gesamten Layers kann über die Option dieser
Unterseite ein- bzw. ausgeschaltet werden.
Abbildung 4-10.
Darstellung 4
Anzeige des Layers
Anwenderhandbuch
4–40
4.6.3 Darstellungsoptionen für die Knotendarstellung
Alle notwendigen Einstellungen für die Darstellung von Knoten
werden auf dieser Seite getroffen. Die Visualisierung der Knoten
kann in Grösse (als Angabe in Pixel) und in der Farbe verändert
werden. Weiterhin ist die alphanumerische Darstellung von Koordinaten– und Tiefenwerten möglich. Die Einstellung dieser Darstellungsoption bewirkt die Anzeige für alle Knoten auf der Zeichenfläche. Die Lesbarkeit wird somit unter Umständen erst bei höherer
Zoomtiefe gewährleistet.
Abbildung 4-11.
Darstellungsoptionen für Knoten
Mit der Option “Knoten nach Tiefe einfärben” wird die Möglichkeit
geboten, die Tiefenverteilung an den Knoten zu visualisieren.
Abbildung 4-12.
Darstellung 4
Beispiel: Knoten nach ihrem Tiefenwert einfärben
Anwenderhandbuch
4–41
Die Darstellung erfolgt auf der Basis einer benutzerdefinierten
Farbpalette, deren Erstellung in dem nachfolgenden Abschnitt
erläutert wird. Die Darstellungsfarbe eines Knotens wird anhand
seiner Tiefe linear aus dieser Farbpalette interpoliert.
Erstellung einer Farbpalette mit dem Farbpaletten-Editor
Eine Farbpalette ordnet unterschiedlichen z–Werten linksseitige
und rechtsseitige Farbwerte zu. Die Unterscheidung in links– und
rechtsseitige Farbwerte ermöglicht die Erzeugung von “Farbsprüngen” im Farbverlauf der Palette. Der Farbverlauf einer Palette wird
im oberen Bereich des Farbpaletten–Editors dargestellt:
Farbverlauf
Farb- und z-Wert–Editor
Abbildung 4-13.
Bereiche des Farbpaletten-Editors
Im unteren Bereich des Editors befindet sich eine tabellarische
Auflistung der z–Werte mit den zugeordneten Farben sowie
Schaltleisten zum Löschen von Paletteneinträgen und dem Laden
und Speichern der gesamten Farbpalette.
Ändern des z–Wertes eines Paletteneintrags
Das Ändern eines z–Wertes erfolgt unmittelbar in der Tabellenspalte
“z” durch Eingabe eines neuen z–Wertes. Der vom Anwender
geänderte Wert wird unmittelbar in der Ansicht des Farbverlaufs
aktualisiert.
Abbildung 4-14.
Änderung eines z–Wertes
Ändern der Farben eines Paletteneintrags
Ein Mausclick in die Tabellenspalten “linke Farbe” oder “rechte
Farbe” öffnet einen Farbauswahldialog, in der ein neuer Farbwert
ausgewählt werden kann.
Darstellung 4
Anwenderhandbuch
4–42
Abbildung 4-15.
Farbauswahldialog und aktualisierter Farbverlauf
Die neu gewählte Farbe wird unmittelbar in dem Farbverlauf
aktualisiert.
Erzeugen eines neuen Farbpaletteneintrags
Das Erzeugen eines neuen Farbpaletteneintrags erfolgt mit der
Maus unmittelbar im Farbverlauf. An der Position eines Mausclicks
auf dem Farbbalken wird ein neuer Paletteneintrag erzeugt und
sowohl dem Farbverlauf als auch der Tabellenansicht hinzugefügt.
Abbildung 4-16.
Erzeugen eines neuen Farbpaletteneintrags
Der z-Wert und die Farben werden linear aus dem bestehenden
Farbverlauf an der Stelle des Mauszeigers interpoliert und können,
wie in den vorangegangenen Kapiteln beschrieben, modifiziert
werden.
Löschen eines Farbpaletteneintrags
Für das Löschen eines Paletteneintrags muss eine Zeile in der
Tabellenansicht des Editors selektiert sein. Die Betätigung der
Schaltfläche [Farbpalettenwert löschen] entfernt diesen
Eintrag aus der Palette.
Darstellung 4
Anwenderhandbuch
4–43
Abbildung 4-17.
Löschen eines Farbpalettenwertes
Laden und Speichern einer Farbpalette
Über die Schaltfläche [Farbpalette speichern] und [Farbpalette laden] wird die aktuelle Palette als Datei geschrieben
bzw. eine gespeicherte Palette eingelesen.
Synchronisieren von Farbpaletten
Seit der Version 1.5 des Präprozessors wird die Synchronisation
von Farbpaletten unterstützt. Mit dem Synchronisieren von Farbpaletten ist der Austausch von Einstellungen zwischen den Farbpaletten der Knoten-, Isolinien- und Isoflächendarstellung möglich.
Dieser Austausch ist innerhalb der Farbpaletten des bearbeitetenden Layers als auch layerübergreifend möglich.
Abbildung 4-18.
Synchronisieren von Farbpaletten
Eine Synchronisation mit den Einstellungen der Farbpalette für das
Einfärben von Knotentiefen bewirkt das Kopieren deren Farbpaletteneinträge in die der Isolinien– und Isoflächendarstellung. Die dort
vorhandenen Paletten werden überschrieben.
4.6.4 Darstellungsoptionen für Strukturpolygone
Auf dieser Unterseite werden die Visualisierungsoptionen von
Strukturpolygonen verändert. Strukturpolygone können allgemein
in einer gewählten Farbe angezeigt oder zusätzlich nach Polygontypen (gemäß des INSEL.dat–Formats der Bundesanstalt für Wasserbau AK) eingefärbt werden.
Darstellung 4
Anwenderhandbuch
4–44
Weiterhin bietet Janet die Möglichkeit, Polygonknoten für jedes
Polygon getrennt zu numerieren, die Anfangs– und Endknoten der
Polygone hervorzuheben, sowie eine benutzerdefinierte Polygonbezeichnung darzustellen.
Die Kantenlängen der Polygonsegmente werden über die Option
Polygonkantenlängen anzeigen alphanumerisch auf der Zeichenfläche angezeigt.
Abbildung 4-19.
Darstellungsoptionen für Strukturpolygone
Abbildung 4-20.
Beispiel: Darstellung von Strukturpolygonen
4.6.5 Darstellungsoptionen für Elemente
Diese Rubrik enthält neben den Optionen für die Umrißdarstellung
von Dreieckselementen, die Möglichkeit Elementnummern und
weitere für die Gitternetzerstellung relevanten Elementparameter
anzuzeigen.
Als eine verfahrensspezifische Visualisierungsoption wird die
Darstellung einer Randkennung (gemäß Ticad) auf dieser Seite
ermöglicht.
Darstellung 4
Anwenderhandbuch
4–45
Weiterhin können die Elementflächen, Innenwinkel, Shapeparameter, Kantenlängen sowie Kantensteigungen der Elemente als
weitergehende Darstellungsoptionen ausgewählt werden.
Abbildung 4-21.
Darstellung 4
Darstellungsoptionen für Elemente
Anwenderhandbuch
4–46
4.6.6 Isoliniendarstellung
Für die Darstellung von Isolinien ist zum einen die Definition einer
Farbpalette und zum anderen die Festlegung eines Zeichenintervalls unter Angabe des Abstandes der Isolinien erforderlich.
Die Erzeugung einer Farbpalette erfolgt mit dem auf dieser
Eingabeseite integrierten Farbpaletten-Editor. Das Vorgehen zur
Erstellung einer Farbpalette wurde bereits im Abschnitt 4.6.3
beschrieben.
Abbildung 4-22.
Darstellungsoptionen der Visualisierung von Isolinien
Für die Einstellung des Zeichenbereichs ist die Angabe des minimal
und maximal darzustellenden z-Wertes und der Abstand der
Isolinien erforderlich. Ausserhalb der eingegebenen extremalen
z-Werte werden keine Isolinien gezeichnet.
Analog zu der Erstellung einer Farbpalette wird auch bei der
Einstellung des Darstellungsintervalls die Möglichkeit einer Synchronisation zwischen den Intervallen der unterschiedlichen Visualisierungsoptionen (Isolinien, Isoflächen und Punkte nach Tiefenwerten einfärben) angeboten.
Als Hilfsfunktionalität für die Wahl des Zeichenintervalls können die
extremalen z-Werte des aktuellen Layers, aller aktuellen Layer
sowie aller sichtbaren Layer im Gesamtgebiet oder auf den
Zoombereich beschränkt, gesucht werden. Hierzu ist in der
Auswahlbox des Fensterbereichs “Extremale z-Werte” die entsprechende Option auszuwählen. Über den Button [suchen] werden
die z-Werte ermittelt und ausgegeben.
Darstellung 4
Anwenderhandbuch
4–47
Abbildung 4-23.
Suchen von extremalen z-Werten
Abbildung 4-24.
Beispiel: Isoliniendarstellung
Für die Isoliniendarstellung kann eine Legende in einem separaten
Bildschirmfenster angezeigt werden. Die Legende wird über die
Option “Legende anzeigen” eingeblendet.
4.6.7 Isoflächendarstellung
Die Einstellung der Parameter für die Isoflächendarstellung wird auf
der gleichnamigen Seite des Dialogfensters vorgenommen. Die
Eingabe der Parameter erfolgt in Analogie zur Darstellung von
Isolinien aus dem vorangegangenen Kapitel.
Abbildung 4-25.
Beispiel: Isoflächendarstellung
Bereiche ausserhalb des eingestellten Zeichenintervalls werden
derzeit in der Hintergrundfarbe der Zeichenfläche gezeichnet.
Darstellung 4
Anwenderhandbuch
4–48
Abbildung 4-26.
Beispiel: Beschränkung des Zeichenintervals
Die flächenhafte Darstellung von Viereckselementen wird vom
Präprozessor Janet unterstützt. Die Nichtlinearität im Tiefenverlauf
innerhalb eines Viereckselementes erfordert weitergehende Visualisierungstrategien zur Darstellung eines Farbverlaufes. In Janet
wird ein Viereck für die flächenhafte Visualisierung durch vier
Teildreiecke approximiert, für die jeweils ein linearer Farbverlauf
gezeichnet werden kann.
Abbildung 4-27.
ten
Beispiel: Isoflächendarstellung von Viereckselemen-
4.6.8 Darstellungsoptionen für schattierte Oberflächen
Die Änderung dieser Visualisierungsoption erfolgt unter der Unterseite “Relief” des Dialogfensters. Zur Zeit kann diese Darstellungsoption lediglich ein- oder ausgeschaltet werden. Die Änderung der
Position der Lichtquelle für die Berechnung der Reflexion ist noch
nicht realisiert.
Darstellung 4
Anwenderhandbuch
4–49
Abbildung 4-28.
Darstellungsoption “Schattierte Oberfläche”
Abbildung 4-29.
Beispiel: Reliefdarstellung
4.6.9 Darstellungsoptionen für das Zeichnen des Gitternetzrandes
Es werden zwei Optionen für die Einfärbung des Randes geboten.
Einerseits kann die Berandung des Dreiecksnetzes angezeigt
werden, weiterhin läßt sich auch die Berandung der auf “aktiv”
gesetzten Elemente darstellen.
Abbildung 4-30.
Darstellungsoptionen für die Randvisualisierung
4.6.10 Darstellungsoptionen für die Visualisierung von
UnTRIM-Gitternetzen
Visualisierungsmethoden, die speziell für das Verfahren UnTRIM
entwickelt wurden, können auf dieser Seite eingestellt werden.
Darstellung 4
Anwenderhandbuch
4–50
Abbildung 4-31.
Beispiel: Visualisierung eines UnTRIM-Gitternetzes
Die Center-Punkte von Elementen können über die Optionen
“Center-Punkte anzeigen” sowie “Koordinaten der Center-Punkte
anzeigen” dargestellt werden. Das duale Netz, welches sich durch
die Verbindung der einzelnen Center-Punkte über die Nachbarschaft von Elementen ergibt, wird über den Schaltfläche “Verbindungen der Center-Punkte anzeigen” aufgerufen.
Die Eigenschaft einer kantenbezogenen Tiefe von UnTRIM-Elementen wird durch die Optionen zur Darstellung des alphanumerischen Tiefenwertes der Kante bzw. durch das Einfärben der Kante
anhand ihrer Tiefe berücksichtigt.
Abbildung 4-32.
TRIM–Netzen
Darstellungsoption für die Visualisierung von Un-
Speziell für die manuelle Nachbearbeitung nicht-UnTRIM-konformer Gitternetzelemente wurde eine Visualisierungsoption erstellt,
die derartige Elemente einfärbt.
Darstellung 4
Anwenderhandbuch
4–51
Abbildung 4-33.
mente
Beispiel: eingefärbte nicht-UnTRIM-konformer Ele-
4.6.11 Darstellungsoption für das Zeichnen einer Voronoi–Zerlegung
Janet erlaubt das Zeichnen der Voronoi–Zerlegung als duale
Darstellung zu einem Delaunay–Dreiecksnetz. Die Voronoi–Zerlegung wird nach dem Einschalten dieser Visualisierungsoption
generiert, es erfolgt jedoch vorab keine Prüfung, ob die zugrunde
liegenden Elemente des Dreiecksnetzes jeweils das Delaunay–Umkreiskriterium erfüllen. Für eine korrekte Darstellung ist somit
sicherzustellen, daß das Dreiecksnetz ein Delaunaynetz ist.
Abbildung 4-34.
Zerlegung
Darstellung 4
Darstellungsoption zur Visualisierung einer Voronoi–
Anwenderhandbuch
4–52
ą4.7 Speichern und Laden der Darstellungsoptionen
4.7 Speichern und Laden der Darstellungsoptionen
Die vom Anwender eingestellten Visualisierungsoptionen können
gespeichert und geladen werden. Die Darstellungsoptionen des
aktuellen Bearbeitungslayers können über das Menü [Datei]
gespeichert werden.
Abbildung 4-35.
Menü [Datei]
Speichern/Laden der Darstellungsoptionen über das
Im Menü [Datei] werden diese Operationen über die Menüpunkte
laden] und [Da[Datei] → [Darstellungsoptionen
tei] →[Darstellungsoptionen speichern] durchgeführt.
Eine optionale Möglichkeit, die Darstellungsoptionen zu sichern,
erfolgt über das Dialogfenster der erweiterten Visualisierungseinstellungen.
Abbildung 4-36.
lungsoptionen
Darstellung 4
Schaltflächen zum Speichern und Laden der Darstel-
Anwenderhandbuch
4–53
ą4.7 Speichern und Laden der Darstellungsoptionen, Fortsetzung
Das Laden bzw. Speichern wird über diese Schaltflächen stets für
den selektierten Layer vorgenommen.
4.8 Erstellen von Screenshots der Gitternetzansicht
Janet bietet die Möglichkeit, Screenshots der Gitternetzdarstellung
unmittelbar über die Programmoberfläche ausführen zu können.
Das “Abfotografieren” der Zeichenfläche kann über die Werkzeugleiste des Hauptfensters aufgerufen werden.
Erstellen eines Screenshots
Nach der Betätigung der Schaltfläche erscheint ein Eingabedialog,
auf dem weitere Einstellungen vorgenommen werden können.
Automatische
Dateibenennung
Abmessungen
des Bildes
Abbildung 4-37.
Einstellungen für das Erzeugen von Screenshots
Eine Besonderheit der Screenshotfunktionalität ist ein automatischer Dateibenennungsmechanismus, für den ein Stammverzeichnis, ein Basisdateiname sowie eine automatische Nummerierung
verwendet werden. Die Angaben werden in der benutzerspezifischen Datei des Anwenders vermerkt und stehen sofort nach
Programmstart zur Verfügung. Der Dateiname zum Speichern des
Bildes wird aus diesen Einstellungen wie folgt zusammengesetzt:
Verzeichnispfad + Basisdateiname + AutomatischeNummer + .png
Nach jedem gespeicherten Screenshot wird die automatische
Nummer inkrementiert.
Die automatische Dateibenennung stellt eine effiziente Methode zur
Dokumentation von Arbeitsschritten dar, da Screenshots in schneller Abfolge erstellt und später mit einem externen Bildverarbei–
tungsprogramm weiterbearbeitet werden können.
Weiterhin sind die Abmessungen des erzeugten Bildes nicht auf die
Abmessungen der Zeichenfläche beschränkt, so dass auch Bilder
erzeugt werden können, deren Abmessungen von der vorhandenen
Bildschirmansicht abweichen. Die Einstellung der Bildabmessungen erfolgt ebenfalls in dem oben dargestellten Eingabedialog.
Darstellung 4
Anwenderhandbuch
4–54
Finite-Elemente
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5
ÔÔÔÔÔ
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5.1 Einleitung
In diesem Kapitel werden die in Janet integrierten Algorithmen zur
Erzeugung von Finiten-Element-Zerlegungen beschrieben. Zunächst werden im Abschnitt 5.2 die unterschiedlichen Triangulierungsalgorithmen zur Erstellung von Dreieckszerlegungen vorgestellt.
In Kapitel 5.3 erfolgt daraufhin die Darstellung des Vorgehens für die
kriteriengestütze automatisierte Gitternetzgenerierung zur Erstellung von Berechnungsgittern für Finite-Element-Verfahren. Das
Vorgehen stützt sich auf das Konzept zur “Produktion von Gitternetzen und Gebietszerlegungen” aus der Anlage zum Handbuch.
5.2 Triangulierungsalgorithmen von Janet
Janet stellt unterschiedliche Methoden zur Erstellung einer Dreieckszerlegung für eine vorgegebene Menge von Punktdaten und
einer Liste von Strukturpolygonen zur Verfügung. Eine Übersicht
über die möglichen Optionen gibt folgende Auflistung:
H
Triangulierung von Punktdaten mit Berücksichtigung eines
Randpolygons und von Strukturkanten.
H
Konvexe Vermaschung von Punktdaten ohne Berücksichtigung von Strukturkanten.
H
Konvexe Vermaschung von Punktdaten mit Berücksichtigung
von Strukturkanten.
Die Algorithmen können über das Modulfenster “Finite Elemente”
für den aktuell gewählten Bearbeitungslayer ausgeführt werden.
Hierzu muss zunächst muss über die Auswahlbox der Module im
Hauptfenster das Modulfenster angewählt werden.
ą5.2 Triangulierungsalgorithmen von Janet, Fortsetzung
Abbildung 5-1. Die Schaltflächen zum Ausführen der Triangulierungsalgorithmen im Modul “Finite Elemente”
Eine ausführlichere Beschreibung der einzelnen Algorithmen geben
die nachfolgenden Abschnitte.
5.2.1 Konvexe Vermaschung von Punktdaten ohne
Strukturkanten
Bei dieser Option der Gitternetzgenerierung wird für eine vorgegebene Menge von Punktdaten eine Delaunay–Zerlegung erzeugt.
Eventuell im Gitternetzlayer vorhandene Strukturkanten werden in
der Gebietszerlegung nicht berücksichtigt.
Besitzt der zu triangulierende Gitternetzlayer bereits eine Dreieckszerlegung, so werden alle Dreieckselemente vorab entfernt und
durch die neue Gebietszerlegung ersetzt.
Janet verwendet einen inkrementellen Algorithmus zur Erzeugung
einer Dreieckszerlegung. Dieser Algorithmus ist eine Umsetzung
des bei SLOAN beschriebenen Vorgehens zur Erzeugung einer
Gebietszerlegung. Ausgehend von einem “Super–Dreieck”, welches in seinen Dimensionen alle zu triangulierenden Punkte
umschließt, werden sämtliche Punkte sukzessive in das bestehende Gitternetz eingefügt. Nach jedem Einfügeschritt eines
Punktes, wird das Delaunay–Kriterium (durch Kantentauschen
benachbarter Dreiecke) hergestellt.
Ausgeführt wird die konvexe Vermaschung über den Schaltfläche
[Konvex ohne Strukturkanten] im Modulfenster.
5.2.2 Konvexe Vermaschung von Punktdaten mit Strukturkanten
Diese Methode zur Gitternetzgenerierung verwendet eine modifizierte Variante des unter 5.2.1 dargestellten Algorithmus. Der
Unterschied ist in einem nachgeschalteten Bearbeitungsschritt
gegeben, mit dem die Kanten aller im Layer enthaltenen Strukturpolygone als Elementkanten innerhalb der Delaunay-Zerlegung
FEM 5
Anwenderhandbuch
5–56
ą5.2 Triangulierungsalgorithmen von Janet, Fortsetzung
erzwungen werden. Ergebnis der Triangulierung ist eine Constraint–Delaunay–Zerlegung.
Ausgeführt wird diese Vermaschungsoption über den Button
[Konvex mit Strukturkanten] im Modul “Finite Elemente”.
5.2.3 Triangulierung von Punktdaten mit Randpolygon
und Strukturkanten
Voraussetzung dieser Triangulierungsoption ist ein geschlossenes
Randpolygon als Strukturpolygon. Die Bearbeitungsschritte zur
Erzeugung einer konkaven Zerlegung ergeben sich wie folgt:
H
Erstellung einer konvexen Triangulierung mit dem Algorithmus
nach 5.2.2
H
Entfernen aller Dreiecke außerhalb des Randpolygons
Über [Randpolygon
Algorithmus aufgerufen.
mit
Strukturkanten] wird der
5.3 Kriteriengestützte automatisierte Gitternetzgenerierung
Eine der grundlegenden Konzeptionen, die bei der Entwicklung des
Preprocessors Janet verfolgt werden, ist in der kriteriengestützten
Gitternetzgenerierung zu sehen.
Zielstellung ist ein automatisierter Prozess, der unterschiedlichste
Güteanforderungen bei der Erstellung des Modellgitternetzes über
die Formulierung und Anwendung von Verfeinerungs– bzw. Optimierungskriterien berücksichtigen soll. Als Gütekriterien können
beispielhaft
H
die Wiedergabe der Topographie,
H
die Wiedergabe von Bauwerksbegrenzungen
H
die Form der finiten Elemente
H
etc.
genannt werden.
Eine genaue Beschreibung des kriteriengesteuerten Gitternetzgenerierungsprozess wird in der Anlage “Konzeption zur Produktion
von Gitternetzen” gegeben.
In den folgenden Abschnitten soll beispielhaft das Vorgehen einer
kriteriengestützen Gitternetzgenerierung mit Janet vorgestellt werden.
5.3.1 Erzeugen eines Startgitternetzes
Grundlage ist zunächst die Erzeugung eines Startgitternetzes als
Ausgangspunkt für den kriteriengesteuerten Verfeinerungs- und
Optimierungsprozess. Mit Hilfe des Polygon-Editors wird ein
FEM 5
Anwenderhandbuch
5–57
ą5.3 Kriteriengestützte automatisierte Gitternetzgenerierung, Fortsetzung
Randpolygon sowie zu berücksichtigende Strunkturpolygone erzeugt.
Abbildung 5-2.
Beispiel: Randpolygon des Jade–Weser–Ästuars
Über die Triangulierungsoption “Triangulieren mit Randpolygon und
Strukturkanten” der FEM-Modulseite wird das Randpolygon anschliessend vermascht.
Abbildung 5-3.
Trianguliertes Randpolygon
Im Anschluss an die Polygontriangulation wird eine Ausgangszerlegung erzeugt. Als erster Schritt sollen an den Kantensegmenten des
Randpolygons möglichst optimale Dreiecke generiert werden.
Hierzu steht der Algorithmus “Randelemente erzeugen” im FEMModul zur Verfügung.
Abbildung 5-4.
FEM 5
Schaltfläche zum Aufruf des Algorithmus
Anwenderhandbuch
5–58
Abbildung 5-5.
Detailansicht mit erzeugten Randelementen
Daraufhin werden gleichseitige Dreiecke durch Einfügen von
Knoten auf einem versetzten Raster im Gitternetz generiert. Diese
Verfeinerung des Gitternetzes wird über das Verfeinerungsmodul
ausgeführt (eine Detailbeschreibung des Moduls erfolgt im Kapitel
13.2).
Abbildung 5-6.
Raster”
Einstellung des Verfeinerungskriteriums “versetztes
Als Verfeinerungskriterium wird die Option “versetztes Raster
gewählt”, die Rasterweite (Voreinstellung: 1000,0 m) kann daraufhin
auf die gewünschte Elementkantenlängen verändert werden.
Abbildung 5-7.
FEM 5
Detailansicht des Startgitternetzes
Anwenderhandbuch
5–59
Hinweis
Die Rasterverfeinerung kann auch abschnittsweise, jeweils durch
ein Bearbeitungspolygon begrenzt, durchgeführt werden. Mit dieser Vorgehensweise können bereichsweise unterschiedliche Rasterweiten im Gitternetz generiert werden.
5.3.2 Starten des automatisierten Gittergenerierungsprozesses
Das im vorangegangenen Abschnitt erzeugte Startgitternetz wird
dem kriteriengestützen Generierungsprozess zugrunde gelegt.
Wurde bei der Erstellung des Startgitters noch kein Digitales
Geländemodell zur Tiefeninterpolation berücksichtigt, müssen die
Tiefenwerte der Knoten vorab noch auf einem Digitalen Geländemodell interpoliert werden.
Das Einladen des Startgitters als Bearbeitungslayer und eines
Digitalen Geländemodells ist für die nachfolgenden Schritte zwingend erforderlich. Nachdem diese Netze eingeladen wurden,
werden die gewünschten absoluten (für den Flachwasserbereich)
und relativen (für den Tiefwasserbereich) Tiefenfehler gewählt. Die
Einstellung erfolgt im FEM-Modulfenster.
Abbildung 5-8.
FEM-Modul-Komponenten
Ein automatisierter Verfeinerungs- und Optimierungschritt kann
daraufhin über die Schaltfläche [starten] ausgeführt werden.
Ein Schritt umfasst die folgenden Bearbeitungsprozesse:
1. Elementverfeinerung mit den gewählten Tiefenfehlergrössen
2. Entfernen von 3er- und 4er-Patches
3. Auflösen von Patches mit 8 oder mehr Elementen
4. Laplace-Glättung
FEM 5
Anwenderhandbuch
5–60
Abbildung 5-9. Beispiel: Automatisch generiertes Gitternetz nach
zwei Verfeinerungs- und Optimierungsschritten
Abbildung 5-10.
FEM 5
Detailansicht des Gitternetzes
Anwenderhandbuch
5–61
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6
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UnTRIM
6.1 Erzeugung von UnTRIM–konformen Gitternetzen
Der Preprocessor Janet unterstützt neben der Erzeugung von
finiten Element–Gittern, die Generierung von Netzen für das
Modellverfahren “UnTRIM”. Der Preprocessor Janet bietet die
Möglichkeit, hybride Gitternetze bestehend aus Dreiecks- und
Viereckselementen zu erzeugen. Dieser Prozess der Generierung
hybrider Gitternetze wird derzeit untersucht. Erste Ergebnisse mit
hybriden Gitternetzen sind der Anlage zum Handbuch “Generierung
hybrider UnTRIM-Gitternetze” zu entnehmen.
Die vorliegende Version enthält bereits Bearbeitungsmodi zum
manuellen Erstellen von UnTRIM-konformen Viereckselementen,
die bei der Untersuchung hybrider UnTRIM-Gitter Anwendung
finden. Über den System-Editor (Kapitel 9.15 bis 9.18) können diese
Operatoren ausgeführt werden. Darüberhinaus können Viereckselemente in einem bestehenden Gitternetz automatisiert erzeugt
werden, wenn die Knoten zweier benachbarten Dreiecke ein
UnTRIM-konformes Viereckselement (alle Knoten auf dem gemeinsamen Umkreisradius) bilden.
Im derzeitigen Entwicklungsstadium des Preprocessors für das
Verfahren UnTRIM kann noch kein vollautomatischer Generierungsprozess angeboten werden. Es werden jedoch unterstützende
Optimierungsalgorithmen und Visualisierungsoptionen geboten,
die es dem Anwender erlauben, ein bestehendes Gitternetz in ein
UnTRIM–konformes Gitternetz zu überführen.
Dieser Überführungsprozess kann mit Hilfe von speziell für UnTRIM–Gitternetze entwickelten Optimierungsalgorithmen sowie mit
manueller Nachbearbeitung durchgeführt werden. Für das Auffinden nicht–UnTRIM–konformer Elemente bei der Nachbearbeitung
helfen Visualisierungsoptionen, die das Einfärben dieser Elemente
erlauben (siehe 4.6.10). In diesem Abschnitt sind zudem weitere
speziell für das UnTRIM-Verfahren umgesetzte Visualisierungsoptionen beschrieben.
ą
Abbildung 6-1.
UnTRIM–Modul
Ausgeführt werden alle UnTRIM-Optimierungsalgorithmen über
das Modul “UnTRIM”.
6.2 Optimierungsalgorithmen für UnTRIM
6.2.1 Laplace-Glättungsalgorithmus für UnTRIM
Als Glättungsverfahren ist eine modifizierte Laplace–Glättung
umgesetzt worden. In einem iterativen Prozeß werden alle Innenknoten in den geometrischen Schwerpunktes ihres Patches verschoben. Die Verschiebung wird jedoch nur dann beibehalten, wenn
daraufhin eine Verbesserung des “schlechtesten” Dreiecks (d.h.
eine Verbesserung des schlechtesten Shape-Parameters) erzielt
wird. Andernfalls wird die Verschiebung zurückgenommen, um eine
Verschlechterung der Elementgeometrie zu verhindern. Die Iteration wird mehrmalig als Schleife über alle Patches von Innenknoten
durchgeführt.
Die Besonderheit dieses Algorithmus verglichen mit der LaplaceGlättung des Optimierungsmoduls (Kapitel 12.1) ist in einem
Filterungsprozess vor der Durchführung des Algorithmus zu sehen.
Das Glättungsverfahren wird nur auf diejenigen Innenknoten
angewendet, die Bestandteil von nicht-UnTRIM–konformen Elementen sind. Mit diesem Vorgehen wird verhindert, dass bereits
UnTRIM-konforme Elemente durch den Glättungsprozess eventuell
wieder “zerstört” werden. Manuell auf UnTRIM-Konformität bearbeitete Gitternetzbereiche werden durch diesen Algorithmus somit
nicht verändert.
Ausgeführt wird der Algorithmus über die Schaltfläche [LaplaceGlättung].
UnTRIM 6
Anwenderhandbuch
6–63
ą
6.2.2 Auflösen grosser Innenpatches für UnTRIM
Bei Elementkonfigurationen mit 7 oder mehr Elementen an einem
Knoten bietet dieser Algorithmus die Möglichkeit, diesen Patch in
zwei Patches mit einer geringeren Elementanzahl aufzulösen.
Strategie: Verschiebe den Knoten derart im Patch, so daß das
Dreieck mit der geringsten Elementkante gleichschenkelig, d.h.
optimal, wird.
optimales Dreieck
8er–Patch
Abbildung 6-2.
Patch mit verschobenem
Knoten
Verschiebung des Patchknotens
Füge einen weiteren Knoten in den geometrischen Schwerpunkt
derjenigen Dreiecke ein, die nicht mit dem gleichseitigen Dreieck
benachbart sind.
Betrachtete Dreiecke zum Ermitteln des geometrischen
Schwerpunktes
Abbildung 6-3.
Patch mit eingefügtem Knoten
Aufgelöster 8er–Patch
Dieser Algorithmus ist speziell für die Erzeugung UnTRIM-konformer Gitternetze erstellt worden. Analog zu dem Vorgehen bei der
Laplace-Glättung werden wiederum Gitternetzbereiche bearbeitet,
die nicht-UnTRIM-konforme Elemente besitzen.
Ausgeführt wird der Algorithmus über die Schaltfläche [Grosse
Innenpatches auflösen].
UnTRIM 6
Anwenderhandbuch
6–64
ą
6.2.3 Löschen von 3er- und 4er-Patches für UnTRIM
Die Behandlung von 3er und 4er–Patches mit nicht-UnTRIM-konformen Elementen erfolgt durch Entfernen des Patch–Knotens. Die
Triangulierung wird beim Entfernen des Knotens erhalten, so dass
kein “Loch” im Gitternetz entsteht. Ausgeführt wird der Algorithmus
über [3,4er-Innenpatchknoten löschen].
6.2.4 Auflösen von 2er–Patches am Rand für UnTRIM
Dieser automatisierte Prozess filtert diejenigen 2er-Randpatches,
welche nicht-UnTRIM-konforme Elemente enthalten und löst diese
Patches durch Einfügen eines weiteren Knotens auf.
Abbildung 6-4.
2er–Randpatch
Strategie: Verschiebe den nicht auf dem Gitternetzrand liegenden
Knoten der zwei benachbarten Dreieckselemente des problematischen Patches derart, daß ein gleichseitiges (d.h. optimales
Dreieck) erzeugt wird. Füge einen weiteren Knoten über dem
anderen Dreieck ein, so daß auch dadurch ein optimales Dreieck
entsteht.
Diese Bearbeitungsschritte sollen durch die folgenden schematischen Abbildungen noch einmal verdeutlicht werden.
Aufzulösender 2er–Rand–Patch
Abbildung 6-5.
Problematischer 2er–Patch mit Nachbarpatch
Knotenverschiebung
Abbildung 6-6.
patches
UnTRIM 6
Einfügen eines weiteren Knotens
Bearbeitungsschritte beim Auflösen eines 2er–Rand-
Anwenderhandbuch
6–65
ą
Ausgeführt wird der Algorithmus über die Schaltfläche [2er
Randpatches auflösen].
6.3 UnTRIM-konforme Viereckselemente
Ergänzend zu den manuellen Operatoren des System-Editors zur
Erzeugung allgemeiner Viereckselemente sowie UnTRIM-konformer Viereckselemente im Besonderen, lassen sich Dreieckselemente auch automatisiert in Viereckselemente überführen. Darüberhinaus können Vierecke, die das UnTRIM-Kriterium nicht
erfüllen, algorithmisch in Dreiecke aufgeteilt werden. Die nachfolgenden Abschnitte stellen diese Funktionalität vor.
6.3.1 Zusammenfügen von Dreiecken zu UnTRIM-konformen Viereckselementen
Das automatisierte Zusammenfügen erfolgt für ein bestehendes
Gitternetz bestehend aus Dreiecken bzw. aus Drei- und Viereckselementen. Geprüft werden die Nachbarschaften sämtlicher Dreieckselemente. Bilden zwei benachbarte Dreieckselemente ein UnTRIM-konformes Viereck, da ihre Knoten auf einem gemeinsamen
Umkreisradius liegen bzw. die Center-Punkte der Dreiecke in einem
gemeinsamen Punkt zusammenfallen, werden diese aus der
Elementzerlegung entfernt und durch ein Viereckselement ersetzt.
Abbildung 6-7.
Ansicht des UnTRIM-Moduls
Ausgeführt wird der Algorithmus über die Schaltfläche [Dreiecke
–> UnTRIM-Vierecke] im Modulfenster für besondere Funktionen für das Verfahren UnTRIM.
UnTRIM 6
Anwenderhandbuch
6–66
ą
Abbildung 6-8. Beispiel: Ergebnis des Automatisierten Zusammenfügens von Dreiecken zu UnTRIM-konformen Vierecken
6.3.2 Teilen von nicht UnTRIM-konformen Vierecken
Die Funktionalität prüft die Viereckselemente einer bestehenden
Elementzerlegung aus Drei- und Vierecken auf die UnTRIM-Konformität. Erfüllt ein Viereckselement die Bedingung nicht, dass
sämtliche Eckknoten auf einem gemeinsamen Umkreisradius
liegen, wird das Element in zwei Dreiecke geteilt. Das entsprechende Element wird der Zerlegung entfernt und die Dreiecke dieser
hinzugefügt. Die gemeinsame Kante der erzeugten Dreieckselemente wird einem Delaunay-Test unterzogen und gegebenenfalls
getauscht.
Die Funktionalität wird über die Schaltfläche [Vierecke –>
Dreiecke] gestartet.
UnTRIM 6
Anwenderhandbuch
6–67
Finite-Differenzen
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7
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7.1 Erzeugung von Finite-Differenzen-Gittern
Mit der Version 1.4 des Preprocessors Janet wird die Erzeugung
und der Export von Finiten-Differenzen-Gittern für das numerische
Verfahren TRIM durch den Preprocessor Janet unterstützt. Das
Modul ermöglicht die Eingabe aller relevanten Parameter zur
Generierung des FD-Gitters, eine Vorschaufunktionalität und den
Export des Gitters in das TRIM-Dateiformat. Im Kapitel 7.2 werden
die einzelnen Arbeitsschritte zur Erstellung eines TRIM-Gitters
ausführlich behandelt.
Das Finite-Differenzen-Modul enthält darüber hinaus unterstützende Methoden, die für die Generierung von Finiten-DifferenzenGittern Verwendung finden können. Über das vorliegende Modul
können regelmässige Gitter erzeugt und deren Gitterknoten als
ASCII-Dateien im Format “x y z” gespeichert werden. Das Kapitel
7.3 zeigt das Vorgehen zur Erzeugung einer derartigen ASCII-Datei.
Abbildung 7-1.
Finite-Differenzen–Modul
ą7.1 Erzeugung von Finite-Differenzen-Gittern, Fortsetzung
7.2 Erzeugen eines TRIM-Gitters
Das Kapitel zeigt das Vorgehen zur Erzeugung und den Export
eines Finiten-Differenzen-Gitters für das numerische Verfahren
TRIM.
Voraussetzung für die weiteren Arbeitsschritte ist zunächst ein
Digitales Geländemodell, welches für die Tiefeninterpolation der
Gitterknoten herangezogen wird. Ein vorhandenes Digitales Geländemodell muss zunächst in Janet eingeladen (bzw. mit Janet erstellt
werden) und in der Auswahlbox “Digitales Geländemodell” (siehe
Kapitel 3.3.2) gesetzt werden.
7.2.1 Eingabe der Gitter-Parameter
Die für die Erzeugung eines TRIM-Gitters relevanten Parameter
sind die Gitterzellenweiten dx und dy, die Anzahl der Gitterzellen in
x- und y-Richtung sowie der Koordinatenursprung des Gitters. Die
nachfolgende Darstellung soll die einzelnen Parameter noch einmal
veranschaulichen.
dx
iy
dy
1
x Westā,ā ySüd 1
Abbildung 7-2.
ix
Eingabeparameter
Weiterhin kann ein Standardtiefenwert angegeben werden, der
Gitterknoten beim Generierungsprozess zugewiesen wird, wenn
aus dem Digitalen Geländemodell kein Tiefenwert interpoliert
werden kann.
Für die Festlegung der zuvor beschriebenen Parameter stehen im
Finite-Differenzen-Modul Textfelder zur alphanumerischen Eingabe
zur Verfügung.
Abbildung 7-3.
Finite Differenzen 7
Eingabefelder des Finite-Differenzen-Moduls
Anwenderhandbuch
7–69
ą7.2 Erzeugen eines TRIM-Gitters, Fortsetzung
7.2.2 Vorschau des TRIM-Gitters
Nach der Eingabe der Gitterparameter kann über die Schaltfläche
[TRIM-Gitter erzeugen] eine Vorschau des Finiten-Differenzen–Gitters erzeugt werden.
Bei der Vorschaufunktionalität werden Knoten für die eingestellten
Gitterparameter erzeugt und jeweils der Tiefenwert eines Knotens
auf dem eingeladenen Digitalen Geländemodell interpoliert. Kann
aus dem DGM kein Wert errechnet werden, (da dieser beispielsweise ausserhalb der Berandung des DGMs liegt), wird der als
“Tiefe, default [m]” von Anwender gewählte z–Wert gesetzt.
Hinweis
Die Vorschaufunktionalität erzeugt Knoten an den u- und v-Punkten des TRIM–Gitters. Die beim Export in das TRIM–Format zusätzlich erzeugten Dummy–Knoten werden in dieser Ansicht nicht
dargestellt!
v–Punkte
u–Punkte
Dummies
Abbildung 7-4.
v- und u-Punkte des TRIM-Formats
Abbildung 7-5. Beispiel: Vorschauansicht eines TRIM-Gitters mit hinterlegtem Digitalem Geländemodell
Die in der Vorschauansicht erzeugten Knoten können beispielsweise verwendet werden, um die Tiefenverteilung an den Gitterknoten des Finiten-Differenzengitters zu visualisieren. Hierzu ist
lediglich die Option “Knoten nach Tiefenwerten einfärben” (vergleiche Kapitel 4.6.2) für den Layer des Finiten-Differenzengitters
einzustellen.
7.2.3 Export des TRIM-Gitters
Die Betätigung der Schaltfläche [TRIM-Gitter exportieren]
ermöglicht das Schreiben einer Datei im TRIM-ASCII-Format mit
den eingestellten Parametern.
Anwenderhandbuch
7–70
ą7.2 Erzeugen eines TRIM-Gitters, Fortsetzung
Der Dateiname und das Schreibverzeichnis werden zunächst über
ein Dialogfenster eingestellt und daraufhin die Datei geschrieben.
Beim Export werden die gleichen Schritte wie bei der Vorschaufunktionalität durchlaufen (siehe vorangegangenes Kapitel). Neben den
v- und u-Punkten werden auch die Dummy-Knoten zur Generierung
der vollständigen Knotenmatrix erzeugt!
7.3 Erzeugen eines regulären Gitters
Als Hilfsfunktionalität zur Erzeugung Finiter–Differenzengitter ermöglicht Janet die einfache Generierung eines regulären Gitters.
Die nachfolgende Abbildung zeigt exemplarisch die Anordnung der
generierten Knoten auf der Gitterstruktur.
Gitterknoten
Abbildung 7-6.
Knoten des regulären Gitters
7.3.1 Vorschaufunktionalität des regulären Gitters
Das Vorgehen zur Verwendung der Vorschaufunktionalität erfolgt im
Weiteren analog zur Erzeugung des TRIM-Gitters aus dem
vorangegangenen Kapitel (7.2):
H
Einladen eines Digitalen Geländemodells
H
Eingabe der Gitterparameter in die Textfelder
H
Betätigung des Buttons [Reguläres Gitter erzeugen]
zur Erzeugung des Vorschaugitters
Abbildung 7-7. Beispiel: Vorschauansicht des regulären Gitters mit
hinterlegtem Digitalem Geländemodell
Anwenderhandbuch
7–71
ą7.3 Erzeugen eines regulären Gitters, Fortsetzung
7.3.2 Export des regulären Gitters
Der Export des regulären Gitters erfolgt in Form von Tripledaten “x
y z” für jeden Gitterknoten in eine ASCII-Datei. Die Koordinaten
eines einzelnen Knotens belegen eine Zeile der Datei, die einzelnen
Knoten werden zeilenweise untereinander in die Ausgabedatei
geschrieben.
Anwenderhandbuch
7–72
Randgenerierungs-Modul
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8
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8.1 Das Randgenerierung-Modul
Als Ergänzung zu den konvexen Triangulierungsoptionen von Janet
(vergleiche FEM-Modul, Kapitel 5.1) bietet das Programm die
Möglichkeit einer semi-automatischen Bestimmung einer konkaven
Gitternetzberandung.
Abbildung 8-1. Beispiel: Konvexe Vermaschung von Punktdaten
(links oben) und algorithmisch bestimmter Rand (rechts unten)
Verfügbar ist der Algorithmus im Randgenerierungs-Modul, welches
über das Symbol
angezeigt werden kann.
ą8.1 Das Randgenerierung-Modul, Fortsetzung
Abbildung 8-2.
Ansicht des Randgenerator-Moduls
8.2 Semi–automatische Randbestimmung
Grundlage des Algorithmus zur semi–automatischen Randbestimmung ist die Durchführung eines sogenannten Alpha-Tests für jedes
Dreieckselement der Zerlegung. Beim Alpha–Test wird der Radius
des Umkreises eines Dreiecks mit einem kritischen Radius verglichen. Ist der Radius des Dreiecks größer, wird der Alpha–Test als
negativ bewertet.
Die Durchführung erfolgt in mehreren Schritten:
1. Wahl eines Testradius
Zunächst muss vom Anwender ein Testradius gewählt werden. Eine
erste Einschätzung über die vorhandenen Radiengrößen kann über
die Schaltfläche [Radienstatistik des Netzes] abgefragt
werden. Der Wert des mittleren Umkreisradius aller Dreieckselemente kann häufig als gute Einschätzung für einen ersten Testlauf
verwendet werden.
2. Vorschau des Ergebnisses für den Alpha-Test
Über den Button [Vorschau] wird ein Alpha–Test mit dem
gewählten Testradius durchgeführt. Sämtliche Dreiecke, die im
Alpha-Test als negativ bewertet worden sind, werden nunmehr in
der Zerlegung deaktiviert und sind lediglich schematisch zu sehen.
Die Randkanten zwischen aktiven und deaktivierten Dreiecken
stellen den algorithmisch bestimmten Rand dar.
3. Iterative Änderung des Testradius
Die Schritte 1. und 2. werden solange wiederholt bis der sich
einstellende Rand ein befriedigendes Ergebnis liefert.
4. Endgültige Durchführung des Algorithmus
Randgenerator 8
Anwenderhandbuch
8–74
ą8.2 Semi–automatische Randbestimmung, Fortsetzung
Mit der Schaltfläche [durchführen] wird der Alpha-Test ausgeführt und in einem nachfolgenden Schritt werden sämtliche
deaktivierte Dreiecke aus der Dreieckszerlegung entfernt.
8.3 Generierung von Randpolygonen
Ergänzend zu der im vorangegangenen Kapitel beschriebenen
Randbestimmung, ermöglicht die Schaltfläche
die automatische Erstellung von Randpolygonen für das vorhandene Gitternetz. Die Randpolygone werden aus allen Randkanten
der Elemente zu geschlossenen Polygonzügen zusammengesetzt
und dem Gitternetzlayer als Strukturpolygone hinzugefügt.
Randgenerator 8
Anwenderhandbuch
8–75
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9
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System–Editor
9.1 Das Editieren der Gitternetze mit dem System-Editor
Janet bietet sowohl die Möglichkeit des manuellen Nachbearbeitens von Dreiecks-, Vierecks- sowie hybriden Gitternetzen auf der
Zeichenfläche mit der Maus als auch Optionen für automatisierte
Bearbeitungsprozesse zur Gitternetzmodifikation. Verfügbar wird
die Editierfunktionalität für Knoten- und Elemente über das Modul
“System–Editor”. Für das Editieren von Strukturpolygonen ist
darüber hinaus ein eigenständiges Modul “Polygon-Editor” (siehe
Kapitel 10.1) in Janet integriert.
Abbildung 9-1.
Aufruf des Moduls “System-Editor”
Voraussetzung für die interaktive Durchführung von Knoten– und
Elementmodifikationen ist zunächst die Einstellung eines Bearbeitungsmodus. Die vom Anwender ausgeführten Bearbeitungsaktionen beziehen sich daraufhin auf das Gitternetz, welches als
Bearbeitungslayer eingestellt wurde.
ą9.2 Einstellung eines Bearbeitungsmodus
9.2 Einstellung eines Bearbeitungsmodus
Der System–Editor bietet Bearbeitungsmodi zum Editieren von
Knoten–, Elementen sowie von modellspezifischen Einstellungen.
Die nachfolgenden Aufstellungen geben einen Überblick über die in
Janet umgesetzten Bearbeitungsmöglichkeiten von Gitternetzen.
9.2.1 Knoten–Editiermodi
Knoten einfügen:
Knoten auf Elementkante einfügen:
Knoten löschen:
Knoten verschieben:
Knoten selektieren:
Tiefenwert eines Knotens ändern:
9.2.2 Element–Editiermodi
Dreieck erzeugen:
Element löschen (Dreiecke und Vierecke):
Elemente innerhalb Polygon löschen (Dreiecke und Vierecke):
Elementkanten tauschen (Dreiecke):
Element aktivieren/deaktivieren (Dreiecke und Vierecke):
Viereck erzeugen:
Dreiecke zu Viereck zusammenfügen:
Viereck zu Dreiecken teilen:
UnTRIM-konforme Vierecke erzeugen:
9.2.3 Modellspezifische Editiermodi
Randkennung setzen:
Eingestellt wird ein Bearbeitungsmodus durch Betätigung des
entsprechenden Buttons.
Der gewählte Bearbeitungsmodus wird nach dessen Auswahl in der
Statusleiste des Hauptfenster eingeblendet.
Abbildung 9-2. Anzeige des eingestellten Modus in der Statusleiste
des Hauptfensters
System–Editor 9
Anwenderhandbuch
9–77
ą9.3 Maustastenbelegung für das manuelle Bearbeiten
9.3 Maustastenbelegung für das manuelle Bearbeiten
Nachdem ein Bearbeitungsmodus eingestellt ist, erfolgt das manuelle Nachbearbeiten des Gitternetzes mausgesteuert auf der
Zeichenfläche. Sämtliche Aktionen werden mit der LINKEN Maustaste ausgeführt. Eine nähere Beschreibung der manuellen Nachbearbeitung folgt im Anschluß für jeden einzelnen Bearbeitungsmodus
getrennt.
9.4 Ausführen von Bearbeitungsprozessen
Einem Bearbeitungsmodus können automatisierte Bearbeitungsprozesse zugeordnet sein. Gestartet werden Bearbeitungsprozesse über die RECHTE Maustaste auf der Zeichenfläche. Nach
dem Drücken der rechten Maustaste erscheint eine Popup–Menü,
in dem Bearbeitungsprozesse über Menüpunkte ausgewählt werden können.
Abbildung 9-3. Beispiel: Auswahl der möglichen Bearbeitungsprozesse für den Modus “Knoten löschen” über ein Popup–Menü auf der
Zeichenfläche
9.4.1 Maskierung von Gitternetzelementen bei automatisierten Prozessen
Ein Bearbeitungsprozeß wird generell für alle Netzelemente gestartet, jedoch können Elemente vor einer Bearbeitung geschützt
werden. Das Schützen von einzelnen Elementen bzw. Teilbereichen
des Gitternetzes erfolgt über einen Maskierungsmechanismus,
welcher über ein Dialogfenster eingestellt werden kann. Bei der
Ausführung des Prozesses werden diese Einstellungen einer
Gitternetzbearbeitung zugrunde gelegt.
System–Editor 9
Anwenderhandbuch
9–78
ą9.4 Ausführen von Bearbeitungsprozessen, Fortsetzung
Abbildung 9-4.
lungen
Dialogfenster zum Editieren der Maskierungseinstel-
Im einzelnen bieten die Einstellungen folgende Möglichkeiten:
Auswahlbox “Maskierungen”
Diese Auswahlbox ermöglicht das An– bzw. Ausschalten der
Maskierungseinstellungen. Werden die “Maskierungen deaktiviert”,
beziehen sich Bearbeitungsprozesse auf alle Netzelemente, andernfalls werden die vom Anwender eingestellten Maskierungsoptionen berücksichtigt.
Auswahlbox “Innenknoten”
Mit der Einstellung “Innenknoten schützen” kann die Veränderung
(löschen, Tiefenwert verändern, etc.) von Innenknoten verhindert
werden. Die Default–Einstellung sieht die Bearbeitung von Innenknoten vor.
System–Editor 9
Anwenderhandbuch
9–79
Auswahlbox “Randknoten”
Analog zu den Einstellungen für Innenknoten, können Randknoten
maskiert werden.
Auswahlbox “Randelemente”
Janet ermöglicht die Maskierung von Randelementen und deren
Knoten. Über diese Maskierungsoption können Randelemente und
deren sämtliche Knoten von einer Modifizierung ausgenommen
werden.
Hinweis
Diese Maskierungsoption kann nur berücksichtigt werden, wenn
der bearbeitete Layer eine Elementzerlegung enthält. Nur unter
dieser Voraussetzung können Randelemente identifiziert werden.
Auswahlbox “Strukturpolygone”
Mit der Einstellung “Strukturpolygone schützen” kann die Bearbeitung von Strukturpolygonen durch einen gestarteten Prozeß
verhindert werden.
Auswahlbox “Bearbeitungspolygon”
Diese Box ermöglicht die Beschränkung eines Prozesses durch
einen vom Anwender erstellten Maskierungspolygonlayer (siehe
Kapitel 3.6). Ein Prozess kann auf Teilgebiete inner- oder außerhalb
aller Polygone des Maskierungslayers eingestellt werden. Bezieht
sich ein Prozess auf Kanten oder Elemente, kann berücksichtigt
System–Editor 9
Anwenderhandbuch
9–80
werden, ob das Gitternetzelement vollständig oder teilweise inner–/
ausserhalb der Maskierungspolygone liegen soll, um vor einer
Veränderung geschützt zu werden.
Die Default–Einstellung sieht keine Berücksichtigung des Maskierungspolygonlayers vor.
Auswahlbox “Zoombereich”
Ein Prozess kann mittels dieser Wahlmöglichkeiten auf den aktuell
eingestellten Zoombereich eingeschränkt werden.
Auswahlbox “Selektierte Elemente”
Diese Auswahlbox ermöglicht die Beschränkung auf selektierte/
deselektierte Netzelemente.
Auswahlbox “Aktivierte/deaktivierte Netzelemente”
Aktivierte bzw. deaktivierte Netzelementen können durch diese
Einstellung vor einer Bearbeitung geschützt werden.
Hinweis
System–Editor 9
Die einzelnen Einstellungen in den Auswahlboxen können beliebig kombiniert werden. Die Verknüpfung dieser Prozeßeinstellungen entspricht daraufhin einer UND-Verknüpfung.
Anwenderhandbuch
9–81
Hinweis
Das Konzept der Maskierung kann leicht um weitere Einstellungsmöglichkeiten erweitert werden.
9.5 Bearbeitungsmodus “Knoten einfügen”
Ein Knoten wird mit der Maus auf der Zeichenfläche durch Drücken
der linken Maustaste in das Gitternetz eingefügt. Die Elemente
werden daraufhin automatisch aktualisiert. Liegt der Knoten ausserhalb des Gitternetzrandes, so wird der Knoten nur der Knotenliste
hinzugefügt.
Für das Einfügen von Knoten wird eine weitere Funktionalität
bereitgestellt: es kann gewählt werden, ob nach dem Einfügen in ein
Dreieck “kein Kantentausch”, ein “Delaunay–Kantentausch” oder
ein “Delaunay–Kantentausch unter Berücksichtigung von Strukturkanten” vorgenommen werden soll. Diese Einstellung kann im
Modulfenster in der Auswahlbox unmittelbar neben der Schaltfläche
zur Einstellung des Bearbeitungsmodus vorgenommen werden.
Abbildung 9-5.
Auswahlbox Kantentausch–Kriterium
9.5.2 Bearbeitungsprozesse
In diesem Bearbeitungsmodus sind keine Bearbeitungsprozesse
verfügbar. Das automatisierte Verfeinern von Netzelementen ist
dem Modul “Gitternetzverfeinerung” zugeordnet.
9.6 Bearbeitungsmodus “Knoten auf Elementkante einfügen”
Das gezielte Einfügen von Knoten auf einer Elementkante kann in
diesem Bearbeitungsmodus realisiert werden. Nach dem Drücken
der linken Maustaste, wird ein Knoten in die nächstgelegene
Elementkante am Fusspunkt des lotrechten Abstandes von der
Mausposition zur Elementkante eingefügt.
System–Editor 9
Anwenderhandbuch
9–82
ą9.6 Bearbeitungsmodus “Knoten auf Elementkante einfügen”, Fortsetzung
Keine.
9.7 Bearbeitungsmodus “Knoten löschen”
Ein einzelner Knoten kann auf der Zeichenfläche mit der linken
Maustaste gelöscht werden. Es wird derjenige Knoten aus dem
Gitternetz entfernt, welcher dem Mauszeigerpunkt am nächsten
liegt. Als weitergehende Option kann beim Löschen von Punktdaten
die Einstellung berücksichtigt werden, ob Löcher im Netz erzeugt
werden oder die Triangulierung erhalten bleibt.
Abbildung 9-6.
von Knoten
Auswahlbox für optionale Einstellungen beim Löschen
Die Einstellung wird in einer Auswahlbox vorgenommen, die sich
unmittelbar neben der Schaltfläche zur Aktivierung des Bearbeitungsmodus befindet. Diese getroffene Auswahl erhält nur dann
Relevanz, wenn Dreieckselemente vorhanden sind.
Hinweis
Das Löschen von Knoten ist sowohl bei einer vorhandenen Dreieckszerlegung als auch ohne diese durchführbar .
Es werden unterschiedliche Bearbeitungsprozesse zur Verfügung
gestellt.
Abbildung 9-7. Mögliche Bearbeitungsprozesse des Modus “Knoten
löschen” im Popup–Menü (rechte Maustaste)
Bearbeitungsprozeß [Knoten löschen]
Es werden sämtliche Punktdaten aus dem Gitternetzlayer entfernt,
die nicht durch die Maskierungseinstellungen vor einer Bearbeitung
geschützt werden.
System–Editor 9
Anwenderhandbuch
9–83
ą9.7 Bearbeitungsmodus “Knoten löschen”, Fortsetzung
Hinweis
In Abhängigkeit von der Einstellung “Löcher erzeugen” oder “Triangulierung erhalten” ergeben sich erhebliche Performanceunterschiede bei der Durchführung des Prozesses!
Für eine schnellere Ausführungsgeschwindigkeit empfiehlt es sich
stets, “Löcher erzeugen” vor dem Start des Prozesses einzustellen.
Bearbeitungsprozeß [doppelte Knoten löschen]
Es werden sämtliche Knoten aus dem Gitternetzlayer entfernt, die
einen minimalen Abstand zu einem weiteren Gitternetzpunkt
unterschreiten und nicht durch die Maskierungseinstellungen
geschützt werden. Der Abstand wird nach der Auswahl des
Menüpunktes in einem Dialogfenster eingegeben.
Abbildung 9-8.
Eingabedialog für einen minimalen Absatnd
Bearbeitungsprozeß [isolierte Knoten löschen]
Mit dieser Option können Punktdaten aus dem Gitternetzlayer
entfernt werden, die zu keinem Dreieckselement gehören. Auch hier
werden die Maskierungen berücksichtigt.
Hinweis
Sämtliche Bearbeitungsprozesse sind sowohl bei einer vorhandenen Dreieckszerlegung als auch ohne diese durchführbar.
9.8 Bearbeitungsmodus “Knoten verschieben”
Ein Punkt kann auf zweifache Weise verschoben werden:
1. Ziehen eines Knotens an die gewünschte Position
Bei gedrückt gehaltener linker Maustaste wird der dem Mauszeiger
nächstgelegene Punkt an die gewünschte Position gezogen
(Loslassen der Maustaste aktualisiert dessen Position).
System–Editor 9
Anwenderhandbuch
9–84
ą9.8 Bearbeitungsmodus “Knoten verschieben”, Fortsetzung
Abbildung 9-9.
Knotens
Visualisierung beim manuellen Verschieben eines
2. Alphanumerische Eingabe der Koordinaten
Ein kurzer “Mausklick” auf der Zeichenfläche selektiert den nächstgelegenen Knoten und öffnet einen Eingabedialog.
Abbildung 9-10.
Dialogfenster für die Koordinateneingabe
Die Koordinaten können als Absolutwert, aber auch als Relativwert
bezogen auf die bereits vorhanden Koordinaten eingegeben
werden. Die Einstellung, ob die Eingabe als Absolut– oder
Relativwert interpretiert werden soll, erfolgt mit einer Auswahlbox
(vergleiche Abbildung 9-10).
System–Editor 9
Anwenderhandbuch
9–85
ą9.8 Bearbeitungsmodus “Knoten verschieben”, Fortsetzung
Für diesen Modus stehen derzeit noch keine automatisierten
Prozesse zur Verfügung.
9.9 Bearbeitungsmodus “Tiefenwert eines Knotens ändern”
Der Tiefenwert eines Knotens kann in einem Dialogfenster alphanumerisch geändert werden. Durch einen Mausclick in die Nähe des
zu editierenden Punktes wird das Dialogfenster geöffnet, in dem die
Eingaben vorgenommen werden können.
Abbildung 9-11.
Eingabedialog für die Änderung des Tiefenwertes
Auch bei der Eingabe des Tiefenwertes kann wiederum zwischen
der Angabe eines Absolut– bzw. Relativwertes unterschieden
werden.
Derzeit werden zwei Bearbeitungsprozesse zur Verfügung gestellt:
Abbildung 9-12. Mögliche Bearbeitungsprozesse des Modus “Punkte
editieren” im Popup–Menü (rechte Maustaste)
Bearbeitungsprozeß [Tiefenwerte editieren]
System–Editor 9
Anwenderhandbuch
9–86
ą9.9 Bearbeitungsmodus “Tiefenwert eines Knotens ändern”, Fortsetzung
Mit dieser Option lassen sich die Tiefenwerte sämtlicher Punktdaten
des Gitternetzes, die nicht durch die Maskierungseinstellungen von
einer Bearbeitung ausgeschlossen werden, verändern. Nach der
Anwahl des Menüpunktes erscheint derselbe Eingabedialog wie
beim manuellen Bearbeiten (Abbildung 9-11). Die vorgenommen
Eingaben werden daraufhin unter Berücksichtigung der Prozeßeinstellungen auf alle Punkte angewendet.
Mit diesem Bearbeitungsprozeß ist somit nicht allein das Setzen
einer festgelegten Tiefe für eine Teilmenge der Punktdaten möglich,
sondern auch ein relatives Herab– bzw. Heraufsetzen ihrer Tiefen
durchführbar.
Bearbeitungsprozeß [Tiefenwerte interpolieren]
Der Menüpunkt ermöglicht die Interpolation von Tiefenwerten auf
auf einem Digitalen Geländemodell. Auch bei diesem Prozeß
werden die Maskierungen berücksichtigt, so daß beispielsweise
Strukturlinien gezielt von einer Interpolation ausgeschlossen werden können.
9.10 Bearbeitungsmodus “Dreieck erzeugen”
Das Erzeugen von Dreieckselementen wird durch dreimaliges
Clicken mit der linken Maustaste durchgeführt. Nach jedem
Mausclick wird jeweils der zur Mausposition nächstgelegene,
bereits vorhandene Gitternetzknoten dem Element hinzugefügt.
Nach dem dritten Dreiecksknoten wird die Dreieckszerlegung
automatisch aktualisiert.
Hinweis
Die Orientierung eines erzeugten Dreieckselementes wird geprüft
und gegebenenfalls korrigiert. Bei der Auswahl der Knoten muss
somit kein Umlaufsinn beachtet werden!
Hinweis
Es wird KEINE Prüfung durchgeführt, ob sich durch das erzeugte
Element Überschneidungen von Elementen im Gitternetz ergeben. Die Korrektheit der Elementzerlegung muss beim manuellen
Erzeugen vom Benutzer sichergestellt werden.
Keine.
System–Editor 9
Anwenderhandbuch
9–87
ą9.10 Bearbeitungsmodus “Dreieck erzeugen”, Fortsetzung
9.11 Bearbeitungsmodus “Element löschen”
Ein Dreieck oder Viereck kann durch einen Mausclick interaktiv
gelöscht werden. Es wird jeweils das Element entfernt, in welches
die Koordinaten des Mauszeigers hineinfallen.
Derzeit werden zwei Bearbeitungsprozesse zur Verfügung gestellt:
Abbildung 9-13. Mögliche Bearbeitungsprozesse des Modus “Element löschen” im Popup–Menü (rechte Maustaste)
Bearbeitungsprozeß [Elemente löschen]
Der Bearbeitungsprozeß ermöglicht das Löschen von Dreiecken
und Vierecken inner–/außerhalb der Maskierungspolygone, sowie
innerhalb eines eingestellten Zoombereichs. Die weiteren Maskierungseinstellungen bleiben unberücksichtigt.
Bearbeitungsprozeß [deaktivierte Elemente löschen]
Vom Anwender deaktivierte Elemente können mit dieser Option aus
der Zerlegung entfernt werden. Dieser Bearbeitungprozeß wird im
Weiteren bei der semiautomatischen Randbestimmung (Kapitel
8.1) verwendet.
9.12 Bearbeitungsmodus “Elemente innerhalb eines Polygons
löschen”
Dieser Bearbeitungsmodus erlaubt das Löschen einer beliebigen
Anzahl von Elementen, die innerhalb eines geschlossen Polygones
liegen. Mit der linken Maustaste wird ein beliebiges Element auf der
Zeichenfläche angewählt. Der Algorithmus prüft daraufhin, ob sich
das Element innerhalb eines geschlossenen Strukturpolygons
System–Editor 9
Anwenderhandbuch
9–88
ą9.12 Bearbeitungsmodus “Elemente innerhalb eines Polygons löschen”, Fortsetzung
befindet und löscht daraufhin sämtliche Elemente innerhalb des
Polygons.
Abbildung 9-14.
Polygons
Hinweis
Beispiel: Löschen von Elementen innerhalb eines
Dieser Algorithmus verwendet nicht die Polygone des Maskierungslayers, sondern es können nur Strukturpolygone, die im gleichen Gitternetzlayer liegen, für den Bearbeitungsmodus berücksichtigt werden.
Keine.
9.13 Bearbeitungsmodus “Tauschen von Dreieckskanten”
Clicken mit der linken Maustaste auf der Zeichenfläche tauscht
diejenige Kante benachbarter Dreiecke, die den Koordinaten des
Mauszeigers am nächsten ist. Das Tauschen wird nur dann
vorgenommen, wenn die vier Punkte der beiden Dreiecke konvex
sind.
Für diesen Modus stehen derzeit noch keine automatisierten
Prozesse zur Verfügung.
9.14 Bearbeitungsmodus “Element aktivieren/deaktivieren”
Dieser Bearbeitungsmodus verfolgt folgende Zielstellungen:
System–Editor 9
Anwenderhandbuch
9–89
ą9.14 Bearbeitungsmodus “Element aktivieren/deaktivieren”, Fortsetzung
H
deaktivierte Teilbereiche eines Gitternetzes werden bei der
grafischen Darstellung nicht oder nur schematisch gezeichnet,
was eine Erhöhung der Darstellungsgeschwindigkeit bewirkt
und das Arbeiten auch bei größeren Netzen in einer akzeptablen Geschwindigkeit erlaubt.
H
automatisierte Bearbeitungsprozesse können auf aktivierte
bzw. deaktivierte Bereiche beschränkt werden.
H
auf deaktivierten Elementen wird nicht interpoliert.
Clicken mit der linken Maustaste auf der Zeichenfläche ändert den
Status eines Drei- oder Vierecks auf aktiv wenn es deaktiviert bzw.
auf deaktiv wenn es zuvor aktiviert war.
Abbildung 9-15. Bearbeitungsprozesse des Modus “Element aktivieren/deaktivieren” im Popup–Menü (rechte Maustaste)
Bearbeitungsprozeß [alle Elemente aktivieren]
Sämtliche deaktivierten Elemente werden wieder aktiviert. Es
können Maskierungseinstellungen berücksichtigt werden.
Bearbeitungsprozeß [Elemente deaktivieren]
Der Bearbeitungsprozeß ermöglicht das Deaktivieren von Elementen inner–/außerhalb der Maskierungspolygone, sowie innerhalb
eines eingestellten Zoombereichs. Die weiteren Maskierungen
bleiben unberücksichtigt.
9.15 Bearbeitungsmodus “Viereck erzeugen”
Das Erzeugen von Viereckselementen erfolgt in Analogie zum
Abschnitt 9.10 durch Auswahl von vier bestehenden Knoten des
Gitternetzes.
System–Editor 9
Anwenderhandbuch
9–90
ą9.15 Bearbeitungsmodus “Viereck erzeugen”, Fortsetzung
Hinweis
Es wird KEINE Prüfung durchgeführt, ob sich durch das erzeugte
Element Überschneidungen von Elementen im Gitternetz ergeben. Die Korrektheit der Elementzerlegung muss beim manuellen
Erzeugen vom Benutzer sichergestellt werden.
Keine.
9.16 Bearbeitungsmodus “Dreiecke zu Vierecken zusammen–
fügen”
Das Zusammenfügen von zwei Dreiecken zu einem Viereck wird
durch die Auswahl von zwei Dreiecken mit der linken Maustaste
vorgenommen.
Abbildung 9-16. Abfolge der Arbeitsschritte beim Zusammenfügen
von Dreiecken zu einem Viereck
Keine.
9.17 Bearbeitungsmodus “Viereck zu Dreiecken teilen”
Generierte Vierecke können in diesem Modus wieder in Dreiecke
zerlegt werden. Hierzu ist die interaktive Auswahl eines Vierecks mit
der linken Maustaste notwendig.
System–Editor 9
Anwenderhandbuch
9–91
ą9.17 Bearbeitungsmodus “Viereck zu Dreiecken teilen”, Fortsetzung
Keine.
9.18 Bearbeitungsmodus “UnTRIM-konforme Vierecke erzeugen”
Dieser Bearbeitungsmodus bietet dem Anwender die Möglichkeit,
Viereckselemente mit der besonderen Eigenschaft zu erzeugen,
dass sämtliche Knoten des Elementes auf einem gemeinsamen
Umkreisradius liegen. Dieses ist eine Bedingung, die vom numerischen Verfahren UnTRIM an gültige Viereckselemente gestellt wird.
Abbildung 9-17. UnTRIM-konforme Viereckselemente mit dargetslltem Umkreisradius
Abbildung 9-17 zeigt weiterhin, dass sich die Mittelsenkrechten
aller Elementkanten im Center-Punkt des Vierecks treffen.
Eine besondere Anforderung bei der Erstellung gültiger Vierecke für
UnTRIM besteht darin, die UnTRIM-Konformität in Einklang mit
benachbarten Elementen herzustellen. Aus diesem Grund berücksichtigt dieser Bearbeitungsmodus zwei benachbarte Vierecke und
stellt die UnTRIM-Konformität für beide Elemente her.
Abbildung 9-18. Nicht UnTRIM-konforme Vierecke mit eingezeichnetem Umkreisradius für jeweils drei der vier Knoten eines Elementes
Die in Abbildung 9-18 dargestellten nicht UnTRIM-konformen
Vierecke können durch Verschieben des Knotens, welcher nicht auf
den Umkreisen der Elemente liegt, auf den gemeinsamen Schnittpunkt der Umkreisradien in UnTRIM-konforme Vierecke überführt
werden. Diese Verschiebung wird vom vorliegenden Bearbeitungsmodus automatisch ausgeführt.
Das interaktive Erzeugen UnTRIM-konformer Elemente erfolgt
System–Editor 9
Anwenderhandbuch
9–92
ą9.18 Bearbeitungsmodus “UnTRIM-konforme Vierecke erzeugen”, Fortsetzung
demnach durch Auswahl der beiden Elemente und des gemeinsamen Knotens.
Abbildung 9-19.
mer Vierecke
Abfolge der Schritte zum Erzeugen UnTRIM-konfor-
Keine.
9.19 Bearbeitungsmodus “Randkennung verändern”
Durch einen Mausclick auf der Zeichenfläche, wird diejenige
Kantenkennung eines Elementes (vorerst auf Dreiecke beschränkt)
gesetzt bzw. gelöscht (wenn diese bereits gesetzt war), welche der
Mausposition am nächsten liegt.
Abbildung 9-20. Bearbeitungsprozesse des Modus “Randkennung
verändern” im Popup–Menü (rechte Maustaste)
Bearbeitungsprozeß [Kantenkennung
setzen]
System–Editor 9
Anwenderhandbuch
auf
dem
Rand
9–93
ą9.19 Bearbeitungsmodus “Randkennung verändern”, Fortsetzung
Es wird das automatische Setzen der Kantenkennung (gemäß
Ticad) auf dem Netzrand über den Menüpunkt [Kantenkennung
auf
dem
Rand
setzen] ermöglicht. Alle vorhandenen
Randkennungen in den Elementen werden vorab gelöscht.
Bearbeitungsprozeß [Kantenkennung
setzen (nur Zoom)]
auf
dem
Rand
Dieser Prozeß führt die gleichen Bearbeitungsschritte durch, wie im
vorangegangenen Menüpunkt beschrieben, jedoch werden nur
Randkennungen innerhalb des eingestellten Zoombereichs gesetzt.
9.20 Gitternetz-Information
Als Gitternetz-Informationen können die Anzahl von Knoten,
Elementen und Polygonen sowie besondere Eigenschaften dieser
Netzobjekte angezeigt werden. Über die Schaltfläche
wird ein separates Bildschirmfenster geöffnet, welches Informationen zu dem aktuell eingestellten Bearbeitungslayer zur Verfügung
stellt.
Abbildung 9-21.
formation
Ansicht des Bildschirmfensters für die Gitternetz-In-
Über die angezeigten Objektnummern (Knoten- und Elementnummern) können die aufgelisteten Gitternetzelemente mit besonderen
Eigenschaften lokalisiert werden. Als besondere Hilfestellung für
das Auffinden dieser Objekte bietet Janet in der letzten Spalte der
System–Editor 9
Anwenderhandbuch
9–94
ą9.20 Gitternetz-Information, Fortsetzung
Tabellen eine Zoomfunktionalität, welche es ermöglicht, das entsprechende Objekt unmittelbar auf der Zeichenfläche in vergrösserter Ansicht darzustellen (vergleiche auch Kapitel 4.2.1 “Zoom auf
Knoten- oder Elementnummer”).
Abbildung 9-22.
tenlänge
System–Editor 9
Beispiel: Zoom auf das Element mit minimaler Kan-
Anwenderhandbuch
9–95
ÔÔÔÔÔ
ÔÔÔÔÔ
ÔÔÔÔÔ
ÔÔÔÔÔ
10
ÔÔÔÔÔ
ÔÔÔÔÔ
Polygon-Editor
10.1 Aufruf des Polygon-Editors
Der in Janet integrierte Polygon-Editor wird über die Modulauswahlleiste unter dem Symbol
aufgerufen. Das Editorfenster enthält Schaltflächen zur Einstellung
von Bearbeitungsmodi für die interaktive Bearbeitung von Strukturpolygonen (Bauwerksbegrenzungen, Bruchkanten, Randpolygone,
etc.) auf der Zeichenfläche (Kapitel 10.2 bis 10.22), Polygonoperationen (Kapitel 10.23) sowie Einstellungsmöglichkeiten für eine
kriteriengesteuerten Polygonverfeinerung (Kapitel 10.24) und -vergröberung (Kapitel ).
Abbildung 10-1.
Polygon-Editor-Ansicht
10.2 Bearbeitungsmodi für das Editieren von Polygonen
Es stehen derzeit 20 Editiermodi zur Verfügung. Eine zusammenfassende Übersicht aller Modi ermöglicht nachfolgende Auflistung.
ą10.2 Bearbeitungsmodi für das Editieren von Polygonen, Fortsetzung
10.2.1 Polygon-Editiermodi
Polygon mit neuen Knoten erzeugen:
Polygon erzeugen, bestehende Knoten fangen:
Polygone zusammenfügen:
Polygone trennen:
Polygon löschen, Knoten erhalten:
Polygon und Knoten löschen:
Knoten löschen:
Knoten aus Polygon löschen:
Neuen Knoten in Polygon einfügen:
Polygon um bestehenden Knoten erweitern:
Orientierung des Polygons ändern:
Knotennumerierung geschlossener Polygone ändern:
Polygontyp ändern:
Polygonbezeichnung ändern:
Polygone verschneiden:
Polygon verschieben:
Knoten verschieben:
Tiefenwerte aller Polygonknoten setzen:
Tiefenwert eines Knoten ändern:
Polygon selektieren:
Die Anwahl der entsprechenden Schaltfläche mit dem Symbol des
Bearbeitungsmodus aktiviert diesen Modus. Daraufhin können die
nachfolgend für jeden Modus beschriebenen Bearbeitungsaktionen
auf der Zeichenfläche ausgeführt werden.
10.3 Bearbeitungsmodus “Polygon mit neuen Knoten erzeugen“
In diesem Modus können Polygonzüge auf der Zeichenfläche neu
erstellt oder bereits bestehende Polygone weitergeführt werden.
Die Unterscheidung, ob weitere Knoten an ein bereits bestehendes
Polygon angefügt werden sollen, kann vom Anwender durch den
ersten Mausclick gesteuert werden: ist der nächstgelegene bestehende Gitternetzknoten zu den Mauszeigerkoordinaten ein Endknoten eines bestehenden Polygons, erscheint eine Abfrage, in der
Polygon–Editor 10
Anwenderhandbuch
10–97
ą10.3 Bearbeitungsmodus “Polygon mit neuen Knoten erzeugen“, Fortsetzung
die Wahl zwischen der Definition eines neuen Polygons oder der
Weiterführung des gefundenen Polygonzuges getroffen werden
kann.
Abbildung 10-2.
Eingabedialog bei der Polygon-Definition
Bei der Wahl der Option [anhängen] , wird zunächst kein neuer
Knoten erzeugt, sondern der gefundene Knoten des bestehenden
Polygons gefangen. Durch weitere Mausclicks mit der linken Taste
werden daraufhin neue Knoten dem Polygon angehängt und diese
Knoten auch einer eventuell vorhandenen Dreieckszerlegung
hinzugefügt.
Die Option [neues Polygon erzeugen] bewirkt die Generierung eines neuen Polygons mit einem Anfangsknoten an der Stelle
der Mausposition. Weitere Knoten werden wiederum mit der linken
Maustaste erzeugt.
Polygon-Definition beenden
Das Beenden der Polygondefinition erfolgt in diesem Modus über
die rechte Maustaste. Es erscheint ein Popup-Menü, in dem der
Menüpunkt [Polygondefinition beenden] ausgewählt werden muss. Nachdem die Definition beendet wurde, kann über die
linke Maustaste mit dem Erzeugen eines neuen bzw. der Fortführung eines bestehenden Polygons in Analogie zum vorangegangenen Abschnitt begonnen werden.
Letzten Polygonknoten löschen
Über das Menü der rechten Maustaste wird als weitere Bearbeitungsoption das Löschen des jeweils letzten Polygonknotens
bereitgestellt. Dieses erfolgt über den Menüpunkt [letzten
Polygonpunkt löschen].
Abbildung 10-3. Popup–Menü im Bearbeitungsmodus “Polygon mit
neuen Knoten erzeugen”
Polygon–Editor 10
Anwenderhandbuch
10–98
ą10.3 Bearbeitungsmodus “Polygon mit neuen Knoten erzeugen“, Fortsetzung
Keine.
10.4 Bearbeitungsmodus “Polygon erzeugen, Knoten fangen”
Dieser Bearbeitungsmodus stellt die Funktionalität zur Verfügung,
ein Polygon aus bereits existierenden Gitternetzknoten zu erzeugen. Nach dem Drücken der linken Maustatste wird dementsprechend der nächstgelegene Knoten gefangen und an das Polygon
angehängt.
Analog zum vorangegangenen Abschnitt ist auch hier das Fortführen eines bestehenden Polygonzuges oder das Erzeugen eines
Neuen möglich.
Keine.
10.5 Bearbeitungsmodus “Polygone zusammenfügen”
Zum Zusammenfügen von Polygonen müssen nacheinander die
Anfangs– oder Endknoten zweier unterschiedlicher Polygone mit
der linken Maustaste ausgewählt werden. Zur Auswahl der Knoten
reicht ein Click in deren mittelbaren Nähe. Wird der nächstgelegene
Knoten nicht als Polygonendknoten ermittelt, erscheint eine Fehlermeldung.
Die nacheinander gewählten Knoten werden auf der Zeichenfläche
markiert. Soll eine Wahl rückgängig gemacht werden, so muss über
die rechte Maustaste der Menüpunkt [Aktion abbrechen]
aufgerufen werden.
Abbildung 10-4.
Polygon–Editor 10
Abbrechen des manuellen Zusammenfügens
Anwenderhandbuch
10–99
ą10.5 Bearbeitungsmodus “Polygone zusammenfügen”, Fortsetzung
Es besteht die Möglichkeit, Polygone mit identischen Knoten
(Objekt-Identität) algorithmisch zusammenfügen zu lassen. Hierzu
muss aus dem Popup-Menü der Abbildung 10-4 der gleichnamige
Menüpunkt ausgewählt werden.
10.6 Bearbeitungsmodus “Polygon trennen”
Ein Polygon kann an einer anzuwählenden Kante getrennt werden.
Die Auswahl erfolgt mit der linken Maustaste in der Nähe der Kante.
In Abhängigkeit, ob ein geschlossenes oder offenes Polygon
vorliegt, können sich nachfolgende Situationen ergeben:
H
Ein vormals geschlossenes Polygon wird an der gewählten
Kante geöffnet, die Polygonknoten müssen dementsprechend
umsortiert werden.
H
Ein offenes Polygon zerfällt in zwei Teilpolygone.
Keine.
10.7 Bearbeitungsmodus “Polygon löschen, Knoten erhalten”
Das zum Mauszeiger nächstgelegene Polygon wird nach dem
Tastendruck gelöscht. Die Knoten des Polygones bleiben im
Gitternetzlayer erhalten.
Keine.
10.8 Bearbeitungsmodus “Polygon und Knoten löschen”
Das zum Mauszeiger nächstgelegene Polygon wird nach dem
Tastendruck gelöscht. Auch die Knoten des Polygones werden aus
dem Gitternetzlayer entfernt.
Polygon–Editor 10
Anwenderhandbuch
10–100
ą10.8 Bearbeitungsmodus “Polygon und Knoten löschen”, Fortsetzung
Keine.
10.9 Bearbeitungsmodus “Knoten löschen”
Dieser Modus ist identisch mit dem gleichnamigen Bearbeitungsmodus des System-Editors (siehe 9.7).
Siehe 9.7.2.
10.10 Bearbeitungsmodus “Knoten aus Polygon löschen”
Nach dem Mausclick wird der nächstgelegene Knoten eines
Polygons ermittelt und aus diesem entfernt. Der Knoten bleibt
jedoch im Gitternetzlayer erhalten.
Keine.
10.11 Bearbeitungsmodus “Neuen Knoten in Polygon einfügen”
Neue Knoten lassen sich in diesem Modus gezielt unmittelbar auf
einer Polygonkante einfügen. Eingefügt wird am Fusspunkt des
lotrechten Abstands vom Mauszeiger zu der nächstgelegenen
Polygonkante. Eine eventuell bestehende Elementzerlegung wird
ebenfalls aktualisiert.
Polygon–Editor 10
Anwenderhandbuch
10–101
ą10.11 Bearbeitungsmodus “Neuen Knoten in Polygon einfügen”, Fortsetzung
Die algorithmische Verfeinerung von Polygonen ist in einem
eigenständigen Fensterbereich untergebracht und wird in Kapitel
10.24 beschrieben.
10.12 Bearbeitungsmodus “Polygon um bestehenden Knoten
erweitern”
Ein bestehendes Polygon kann um existierende Knoten erweitert
werden, in dem nacheinander in die Nähe einer Polygonkante und
eines Gitternetzknotens mit der linken Maustaste geclickt wird. Die
angewählte Kante wird auf der Zeichenfläche markiert.
Fehleingaben können über ein Popup-Menü unter [Aktion
abbrechen] zurückgenommen werden.
Keine.
10.13 Bearbeitungsmodus “Orientierung des Polygons ändern”
Die Knoten des zum Mauszeiger nächstgelegenen Polygons
werden in umgekehrter Reihenfolge von hinten nach vorn sortiert.
Bei geschlossenen Polygonen entspricht dieser Vorgang einer
Änderung der Orientierung.
Keine.
10.14 Bearbeitungsmodus “Knotennumerierung geschlossener
Polygone ändern”
Dieser Bearbeitungsmodus ermöglicht die Änderung der Knotenfolge eines Polygons. Mit der linken Maustaste wird ein beliebiger
Knoten eines geschlossenen Polygons ausgewählt, wobei der
nächstgelegene Knoten zu den Mauszeigerkoordinaten ermittelt
Polygon–Editor 10
Anwenderhandbuch
10–102
ą10.14 Bearbeitungsmodus “Knotennumerierung geschlossener Polygone ändern”, Fortsetzung
wird. Dieser Knoten bildet in der neuen Reihenfolge den ersten
Knoten. Die weiteren Polygonpunkte werden entsprechend umsortiert.
Keine.
10.15 Bearbeitungsmodus “Polygontyp ändern”
Mit der linken Maustaste wird ein Polygon ausgewählt. In dem
daraufhin erscheinenden Eingabedialog, kann der Typ eines
Polygons über eine Auswahlbox eingegeben werden.
Abbildung 10-5.
Eingabedialog zur Änderung des Polygontyps
Der Typ eines Polygons wird in Janet ausschliesslich bei der
Visualisierung und beim Export in das insel.dat–Format berücksichtigt. Die Defaulteinstellung beim Erzeugen von Polygonen sieht
einen unspezifizierten Typ (Auswahlbox: “Kein Typ”) vor.
Keine.
10.16 Bearbeitungsmodus “Polygonbezeichnung ändern”
Die Polygonbezeichnung kann in diesem Bearbeitungsmodus
geändert werden. Ein zu änderndes Polygon wird mit der linken
Taste angewählt und die neue Bezeichnung über die Tastatur in
einem Dialogfenster eingegeben.
Polygon–Editor 10
Anwenderhandbuch
10–103
ą10.16 Bearbeitungsmodus “Polygonbezeichnung ändern”, Fortsetzung
Abbildung 10-6.
nung
Eingabedialog zur Änderung der Polygonbezeich-
Keine.
10.17 Bearbeitungsmodus “Polygone verschneiden”
Interaktiv können zwei beliebige Polygone miteinander verschnitten
werden. Hintereinander werden diese Polygone über die linke
Maustaste angewählt. Das zuerst ausgewählte wird markiert, nach
dem zweiten Mausclick werden die Schnittpunkte ermittelt und den
Polygonen hinzugefügt.
Hinweis
In der vorliegenden Version erhalten beide Polygone jeweils das
gleiche Knotenobjekt. Somit würde beispielsweise ein Verschieben
dieses Knotens Auswirkungen auf beide Polygone hervorrufen!
Keine. Das Verschneiden aller Polygone ist in dieser Version als
eigenständige Schaltfläche realisiert.
10.18 Bearbeitungsmodus “Polygon verschieben”
Bei gedrückt gehaltener Maustaste kann ein Polygon interaktiv
durch Ziehen der Maus verschoben werden. Nach dem Loslassen
des Mausknopfes werden alle Polygonknoten aktualisiert.
Hinweis
Das Verschieben vollständiger Polygone wird nur dann unterstützt,
wenn der Gitternetzlayer keine Elementzerlegung enthält.
Dieser Modus sieht zudem die alphanumerische Eingabe von
Verschiebungen dx und dy über einen Eingabedialog vor. Anstatt
Polygon–Editor 10
Anwenderhandbuch
10–104
ą10.18 Bearbeitungsmodus “Polygon verschieben”, Fortsetzung
ein Polygon an die neue Koordinatenposition zu ziehen, muss mit
der linken Maustaste nur kurz in die Nähe des zu bewegenden
Polygones geclickt werden. Die relativen Verschiebungen aller
Polygonknoten werden daraufhin in dem erscheinenden Dialogfenster eingegeben.
Abbildung 10-7. Eingabefenster zur Änderung der Verschiebung dx
und dy aller Polygonknoten.
Keine.
10.19 Bearbeitungsmodus “Knoten verschieben”
Siehe 9.8.2.
10.20 Bearbeitungsmodus “Tiefenwerte aller Polygonknoten
setzen”
Dieser Bearbeitungsmodus bietet die Möglichkeit, sämtliche Tiefenwerte eines Polygons auf einen konstanten Wert oder aber die
Tiefen relativ zu den vorhandenen Werten zu ändern. Nach der
Polygon–Editor 10
Anwenderhandbuch
10–105
ą10.20 Bearbeitungsmodus “Tiefenwerte aller Polygonknoten setzen”, Fortsetzung
Auswahl eines Polygons mit der linken Maustaste wird die Eingabe
alphanumerisch in der bereits im “System–Editor” beschriebenen
Eingabemaske zur Änderung von Tiefenwerten vorgenommen.
Keine.
10.21 Bearbeitungsmodus “Tiefenwert eines Knotens ändern”
Siehe 9.9.2
10.22 Bearbeitungsmodus “Polygon selektieren”
Durch einen Mausclick in die Nähe eines Polygons wird eine
Selektion in diesem Bearbeitungsmodus vorgenommen. Ist das
getroffene Polygon bereits selektiert, wird die Selektion aufgehoben.
Selektierte Polygone können bei der Maskierung von Bearbeitungsprozessen berücksichtigt werden.
Über den Menüpunkt [alle Polygone deselektieren],
werden die Selektionen sämtlicher Polygone des Bearbeitungslayers aufgehoben.
10.23 Polygonoperationen
Die möglichen Polygonoperation werden unter den Menüpunkten
Polygon–Editor 10
Anwenderhandbuch
10–106
ą10.23 Polygonoperationen, Fortsetzung
ausgewählt.
10.23.1 Randpolygone generieren
Diese Operation ermöglicht die automatische Erstellung von
Randpolygonen für ein vorhandenes Gitternetz. Die Randpolygone
werden aus allen Randkanten von Elementen zu geschlossenen
Polygonzügen zusammengesetzt und dem Gitternetzlayer als
Strukturpolygone hinzugefügt.
Hinweis
Es erfolgt keine Prüfung, ob bereits Randpolygone im Gitternetzlayer vorhanden sind.
10.23.2 Polygone verschneiden
Über diesen Menüpunkt ist das Verschneiden aller Polygone eines
Layers möglich. Die erzeugten Schnittpunkte werden in die
Polygone eingefügt. Siehe auch Bearbeitungsmodus “Polygone
verschneiden”.
10.23.3 Polygone kopieren
Polygone können mit der Operation [Polygone kopieren] von
einem Layer in einen Weiteren kopiert werden. Als Ziel des
Kopiervorgangs ist derzeit ein neuer Layer oder ein bereits
bestehender Layer möglich. Ein Polygon kann in der bestehenden
Version jedoch nicht in den gleichen Layer dupliziert werden.
Eingestellt wird der Ziellayer über eine Auswahlbox.
Abbildung 10-8.
piervorgang
Auswahlbox zur Einstellung des Ziellayers beim Ko-
10.24 Polygonverfeinerung
Sämtliche Einstellungen und die Durchführung einer Polygonverfeinerung wird in einem eigenständigen Bereich des Polygon-Editors
vorgenommen.
Polygon–Editor 10
Anwenderhandbuch
10–107
ą10.24 Polygonverfeinerung, Fortsetzung
Abbildung 10-9.
nerung
Editorbereich zur Durchführung einer Polygonverfei-
Die generelle Durchführung einer Verfeinerung läuft in den folgenden Schritten ab:
1. Wahl eines Verfeinerungskriteriums
Über eine Auswahlbox wird eines der in Janet integrierten
Verfeinerungskriterien für Polygone ausgewählt. Eine nähere
Beschreibung aller Kriterien folgt im nachfolgenden Abschnitt.
2. Editieren des Verfeinerungskriteriums
Über die Schaltfläche [editieren] kann die Testgröße eines
Kriteriums verändert werden. Es erscheint ein Dialogfenster, in dem
diese Testgröße eingegeben werden kann.
Abbildung 10-10. Beispiel: Änderung der maximalen Kantenlänge für
das Kantenlängenkriteriums
3. Einstellen der Iterationschritte
Unter dem Punkt “max. Iterationen” kann die Anzahl der Verfeinerungsschritte eingestellt werden. Als Voreinstellung wird nur ein
einzelner Verfeinerungsschritt durchgeführt.
4. Durchführung der Verfeinerung
Gestartet wird die Verfeinerung über die Schaltfläche [verfeinern].
Ein Verfeinerungsschritt besteht aus der Prüfung sämtlicher Kantensegmente aller vorhandenen Polygone. Erfüllt ein Kantensegment das gewählte Verfeinerungskriterium, so wird dieses Segment
durch Einfügen eines Knoten in den Schwerpunkt der Kante
verfeinert.
Polygon–Editor 10
Anwenderhandbuch
10–108
Das zuvor beschriebene Vorgehen wird wiederholt, bis die eingestellte, maximale Anzahl der Verfeinerungschritte erreicht ist.
10.24.1 Verfeinerungskriterien
Absolutes Tiefenfehlerkriterium
Geprüft wird der Schwerpunkt jedes Kantensegments aller Strukturpolygone. Zunächst wird der Tiefenwert des Mittelpunktes linear auf
der Kante interpoliert, daraufhin dessen Tiefe auf dem Digitalen
Geländemodell ermittelt. Überschreitet der Absolutwert der Tiefendifferenz das gewählte Fehlermaß, wird dieser Punkt mit dem
Tiefenwert des DGM in die Strukturkante, und (wenn vorhanden) in
die bestehende Dreieckszerlegung eingefügt.
Relatives Tiefenfehlerkriterium
Geprüft wird der Schwerpunkt jedes Kantensegments aller Polygone. Zunächst wird der Tiefenwert des Mittelpunktes linear auf der
Kante interpoliert, daraufhin dessen Tiefe auf dem DGM ermittelt.
Überschreitet der relative Fehler der Tiefendifferenz bezogen auf
den Tiefenwert des DGM das gewählte Fehlermaß, wird dieser
Punkt mit dem Tiefenwert des DGM in die Strukturkante und (wenn
vorhanden) in die bestehende Dreieckszerlegung eingefügt.
Maximales Kantenlängenkriterium
Geprüft wird die Länge jedes Kantensegments aller Strukturpolygone. Überschreitet die vorhandene Länge eines Segments die
gewählte maximale Kantenlänge, wird das Kantensegment geteilt.
Die Tiefe des einzufügenden Punktes wird wiederum auf dem
Digitales Geländemodell interpoliert. Ist eine Dreieckszerlegung
vorhanden, wird der Knoten auch in die Zerlegung eingefügt.
Alle Kantensegmente verfeinern
Mit diesem Kriterium werden alle Kantensegmente der Strukturlinien ohne weitere Prüfung geteilt (Tiefenwert des Digitalen Geländemodells).
Kanten–Umkreiskriterium
Dieses Kriterium ist an die Verfeinerungsstrategie für Strukturlinien
des Programms TRIANGLE angelehnt. Ein Kantensegment einer
Strukturlinie wird dann durch Teilung verfeinert, wenn ein weiterer
Punkt der Punktmenge in deren Umkreisradius fällt. Ist eine
Dreieckszerlegung vorhanden, werden die an der Kante anliegenden Dreiecke geprüft. Besteht keine Zerlegung, kann die Verfeinerung mit diesem Kriterium dennoch ausgeführt werden, wobei für
sämtliche Punkte des Gitternetzlayers getetest wird, ob einer der
Polygonpunkte in den Umkreis fällt.
Polygon–Editor 10
Anwenderhandbuch
10–109
Abbildung 10-11. Umkreistest für ein anliegendes Dreieck eines
Strukturkantensegments mit dem Ergebnis: Kante wird geteilt
Die Prüfung wird für alle Kanten der Strukturlinien durchgeführt. Der
Tiefenwert einzufügender Punkte wird auf dem Digitalen Geländemodell interpoliert.
10.25 Polygonvergröberung
Zur automatisierten Polygonvergröberung steht ein Algorithmus zur
Verfügung, welcher einen gewünschten Polygonknotenabstand
sowie eine maximal zulässige Richtungsänderung an einem
Polygonknoten berücksichtigt.
Richtungsänderung am
Polygonknoten i
Polygonknoten i
Polygonkantenlänge i+1
Polygonkantenlänge i
Abbildung 10-12.
Einflussgrössen für die Polygonvergröberung
Der Ablauf einer Vergröberung erfolgt als Schleife über alle
Polygonknoten. Ein Knoten wird dann aus dem Polygon entfernt,
wenn
1. eine der Kantenlängen vor oder nach dem Polygonknoten die
vom Anwender gewünschte Kantenlänge unterschreitet
UND
2. die Richtungsänderung des Polygons am Knoten einen zulässigen maximalen Winkel nicht überschreitet.
Die Schleife wird solange über den Polygonknoten ausgeführt bis
an keinem Polygonknoten die oben genannte Bedingung erfüllt ist.
Die Eingabe des gewünschten Polygonknotenabstands sowie der
maximal zulässigen Richtungsänderung erfolgt alphanumerisch im
Modulfensterbereich.
Polygon–Editor 10
Anwenderhandbuch
10–110
ą10.25 Polygonvergröberung, Fortsetzung
Abbildung 10-13.
Eingabe der Parameter zur Polygonvergröberung
Gestartet wird der Algorithmus über den Button [vergröbern] .
Hinweis
Die Vergröberung wird auf einer Kopie des ursprünglichen Polygons durchgeführt und anschliessend auf einen neuen Layer abgelegt. Das Ausgangspolygon wird durch den Algorithmus dementsprechend NICHT verändert.
Abbildung 10-14.
Polygon–Editor 10
Beispiel: Algorithmisch vergröbertes Polygon
Anwenderhandbuch
10–111
Teilnetze
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11
ÔÔÔÔÔ
ÔÔÔÔÔ
11.1 Das Modul zur Erstellung und Bearbeitung von Teilnetzen
Mit der vorliegenden Version von Janet wird eine umfangreiche
Funktionalität zur Erstellung und Bearbeitung von Teilgitternetzen
zur Verfügung gestellt. Als mögliche Aufgabenstellungen für den
Einsatz der Funktionen können beispielsweise die Kopplung von
Teilmodellen oder aber auch das Ersetzen von Teilbereichen in
Digitalen Geländemodellen durch Daten neueren Ursprungs genannt werden.
Das Aufteilen in Teilgitternetze erfolgt mit dem Maskierungspolygonlayer, wobei mit Hilfe von Maskierungspolygonen der zu
trennende Teilbereich definiert wird. Nach dem Trennen liegen die
Gitternetze auf unterschiedlichen Layern vor und können ohne
Einschränkung weiterbearbeitet werden.
Für das Zusammenfügen werden unterschiedliche Aufgabenstellungen unterschieden, die zu besonderen Ausprägungen der
Funktionalität führen:
1. Das Zusammenfügen von Gitternetzen
Diese Funktion setzt eine identische Geometrie im Schnittbereich der Gitternetze voraus. Das Zusammenfügen erfolgt über
die Identifikation gemeinsamer Kanten von Randelementen der
beiden Gitternetze.
2. Das Verschmelzen von Gitternetzen
Mit dieser Funktionalität können überlappende Gitternetze bearbeitet werden, wobei ein Gitternetz als prioritär angesehen und
in ein bestehendes Gitter eingefügt wird. Im Überlappungsbereich werden dementsprechend die Elemente des bestehenden
Gitternetzes durch die Elemente des einzufügenden Gitters ersetzt. Der Algorithmus stellt darüberhinaus sicher, dass an der
Nahtstelle des Überlappungsbereiches die Elementzerlegung
des resultierenden Gitternetzes automatisch aktualisiert wird.
Das Verschmelzen der Teilgitter kann sowohl bei vollständiger
als auch bei teilweiser Überlappung durchgeführt werden.
Ausgeführt werden die Algorithmen über das Modul “Teilnetze
erzeugen/bearbeiten”.
ą11.1 Das Modul zur Erstellung und Bearbeitung von Teilnetzen, Fortsetzung
Abbildung 11-1.
Modulfenster “Teilnetze erzeugen/bearbeiten”
Anhand von einzelnen Beispielen soll im Folgenden die Anwendung
der unterschiedlichen Funktionen vorgestellt werden.
11.2 Trennen und Zusammenfügen von Gitternetzen
Die Abbildung 11-3 zeigt ein Modellgitternetz des Elbeästuars im
Bereich des Wedeler Hafens. Aufgabenstellung des Beispiels ist die
Erweiterung der Randkurve des Modells im dargestellten Bereich.
Abbildung 11-2.
Teilnetze 11
Modellgitternetz im Bereich des Wedeler Hafens
Anwenderhandbuch
11–113
ą11.2 Trennen und Zusammenfügen von Gitternetzen, Fortsetzung
Für die Bearbeitung dieser Aufgabe soll zunächst ein Teilgitternetz,
welches den zu verändernden Randkurvenabschnitt enthält, aus
dem Gsamtmodell herausgelöst werden. Die Randkurve des
Teilnetzes kann daraufhin im Sinne der Aufgabenstellung erweitert
werden, wobei der Schnittbereich zwischen Gesamt- und Teilmodell
unverändert bleibt. Abschliessend wird das veränderte Teilgitternetz und das Gesamtgitternetz wieder zusammengefügt.
11.2.1 Trennen des Gitternetzes
Für das Trennen des Gitternetzes ist zunächst die Erstellung eines
Maskierungspolygones erforderlich, welches den Bereich des
herauszulösenden Teilgitternetzes vollständig umschliesst. Die
nachfolgende Abbildung zeigt das erzeugte Maskierungspolygon
für das vorhandene Beispiel.
Abbildung 11-3.
Detailansicht des Modellgitternetzes
Nachdem das Modellgitternetz als Bearbeitungslayer eingestellt
wurde, kann die Aufteilung des Gitters über die Schaltfläche
[Gitternetz trennen] des Modulfensters erfolgen.
Ergebnis der Bearbeitung sind zwei Gitternetze auf getrennten
Layern, die in Abbildung 11-4 dargestellt sind.
Teilnetze 11
Anwenderhandbuch
11–114
Abbildung 11-4.
Getrennte Teilgitternetze
Das erzeugte Teilgitternetz kann nunmehr mit Hilfe der Bearbeitungsfunktionen des Präprozessors Janet modifiziert werden.
Voraussetzung für eine spätere problemlose Kopplung des Gesamtmodells mit dem bearbeiteten Teilnetz ist lediglich die Bewahrung der Randkanten im gemeinsamen Schnittbereich.
Abbildung 11-5.
Erweitertes Teilgitternetz
11.2.2 Anfügen des Teilgitternetzes
Das in Abschnitt 11.2.1 zunächst erzeugte und anschliessend
modifizierte Teilgitternetz soll in diesem Kapitel wieder an das
Gesamtmodell angefügt werden.
Als erster Schritt sind die Teilgitternetze jeweils auf einzelne Layer
in den Präprozessor Janet zu importieren. Ein Layer wird daraufhin
als Bearbeitungslayer eingestellt, der andere muss in der Auswahlbox des Teilnetzmoduls angewählt werden (vergleiche
Abbildung 11-6).
Das Anfügen des Gitternetzes erfolgt daraufhin durch Betätigung
der Schaltfläche [Gitter anfügen].
Teilnetze 11
Anwenderhandbuch
11–115
Abbildung 11-6.
Teilgitternetze
Gewählte Einstellungen für das Zusammenfügen der
11.2.3 Trennen und Zusammenfügen von Gitternetzen
mit Strukturpolygonen
Das vorangegangene Beispiel hat das Vorgehen beim Trennen
eines Gitternetzes bestehend aus Knoten und Elementen dargestellt. Das Beispiel ist darüberhinaus ohne Einschränkung durchführbar, wenn im Gitternetz Struktur-, Bauwerks- oder Randpolygone integeriert sind.
Beim Trennen werden die Polygone mit Hilfe des Maskierungspolygonlayers automatisch in Teilpolygone zerlegt und den entsprechenden Teilgitternetzen zugeordnet. Beim Zusammenfügen werden die Endpunkte der Polygone aller Teilnetze auf
Koordinatengleichheit geprüft und gegebenenfalls zu erweiterten
Polygonen verkettet.
Abbildung 11-7.
Teilnetze 11
Trennen eines Gitternetzes mit Randpolygon
Anwenderhandbuch
11–116
Abbildung 11-8.
Teilgitternetze nach dem Trennen
11.3 Trennen und Zusammenfügen von Punktmengen
Die in Kapitel 11.2 vorgestellte Funktionalität kann auch dann
ausgeführt werden, wenn auf dem zu bearbeitenden Layer keine
Drei- oder Viereckselemente vorhanden sind. Somit sind die
Funktionen zum Trennen und Zusammenfügen auch auf Punktmengen anwendbar. Die Durchführung der Operationen erfolgt analog
zu dem Beispiel des vorangegangenen Kapitels.
Abbildung 11-9.
daten
Beispiel: Trennen von Vorland- und Flussschlauch–
11.4 Verschmelzen von Gitternetzen
Unter “Verschmelzen von Gitternetzen” wird im Folgenden das
Zusammenfügen von Gitternetzen mit überlappenden Teilbereichen verstanden. Voraussetzung für die Durchführung der Operation ist die Festlegung der Priorität der zusammenzuführenden
Gitternetze. Beim Verschmelzen werden im Überlappungsbereich
die Knoten, Elemente und Polygone des Gitternetzes mit der
geringeren Priorität durch diejenigen des Netzes mit der höheren
Priorität ersetzt.
Teilnetze 11
Anwenderhandbuch
11–117
ą11.4 Verschmelzen von Gitternetzen, Fortsetzung
Beim Ersetzen dieser Gitternetzobjekte entstehen an der Nahtstelle
des Überlappungsbereiches Inkonsistenzen in der Elementzerlegung, die vom Algorithmus automatisch durch eine Neuvermaschung des entstehenden Übergangsbereichs behandelt werden.
Die Durchführung einer Verschmelzung von Gitternetzen soll an
einem Beispiel vorgestellt werden, welches an das Beispiel des
Kapitels 11.2 angelehnt ist. Die nachfolgende Abbildung zeigt auf
der rechten Seite einen Ausschnitt eines Modellgitters für das
Elbeästuar im Bereich des Wedeler Hafens. Im linken Teil der
Abbildung ist ein Teilgitter dargestellt, welches den gemeinsamen
Bereich des Modellgitter ersetzen soll.
Abbildung 11-10.
Gitternetze im Bereich des Wedeler Hafens
In einer weiteren Darstellung soll der gemeinsame Überlappungsbereich verdeutlicht werden, welcher durch den Gitternetzrand des
Elbe-Modellgitters (grün) und dem Teilgitternetz des Hafenbereichs
(rot) eingeschlossen wird.
Abbildung 11-11.
Berandungen der zu verschmelzenden Gitternetze
Das Gitternetz mit der höheren Priorität (im Beispiel: Teilgitternetz
des Hafenbereichs) wird nunmehr als Bearbeitungslayer auf der
Benutzeroberfläche von Janet eingestellt. Das Gitternetz mit der
niedrigeren Priorität (im Beispiel: das Modellgitter des Elbeästuars)
wird im Fensterbereich des Moduls “Teilnetze erzeugen/bearbeiten”
in der Auswahlbox “Gitternetze verschmelzen” angewählt.
Teilnetze 11
Anwenderhandbuch
11–118
ą11.4 Verschmelzen von Gitternetzen, Fortsetzung
Abbildung 11-12.
netze
Auswahl der Layer für das Verschmelzen der Gitter-
Das Verschmelzen wird anschliessend über die Schaltfläche
[Gitternetze verschmelzen] ausgeführt. Das Ergebnis der
Operation zeigt nachfolgende Abbildung:
Abbildung 11-13.
Teilnetze 11
Gitternetz nach dem Verschmelzen der Teilgitter
Anwenderhandbuch
11–119
Gitternetzoptimierung
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12
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12.1 Optimierungsalgorithmen
Über das Optimierungsmodul von Janet werden verschiedene
Algorithmen zur Gitternetzoptimierung angeboten. Es können
Algorithmen zur Geometrieoptimierung von Dreieckselementen
sowie Algorithmen zur Optimierung der Patchanordnungen von
Dreiecken unterschieden werden.
Die Algorithmen beschränken sich in der vorliegenden Version auf
Dreiecksgitternetze.
Ausgeführt werden, können die Algorithmen im Modul “Gitternetz–
optimierung”.
Abbildung 12-1.
Ansicht des Gitternetzoptimierungs–Moduls
12.2 Laplace–Glättungsalgorithmus
Als Glättungsverfahren ist eine modifizierte Laplace–Glättung
umgesetzt worden. In einem iterativen Prozeß werden alle Innenknoten in den geometrischen Schwerpunktes ihres Patches verschoben. Die Verschiebung wird jedoch nur dann beibehalten, wenn
daraufhin eine Verbesserung des “schlechtesten” Dreiecks (d.h.
eine Verbesserung des schlechtesten Shape-Parameters) erzielt
wird. Andernfalls wird die Verschiebung zurückgenommen, um eine
ą12.2 Laplace–Glättungsalgorithmus, Fortsetzung
Verschlechterung der Elementgeometrie zu verhindern. Die Iteration wird mehrmalig als Schleife über alle Patches von Innenknoten
durchgeführt.
Abbildung 12-2.
Schaltfläche zum Ausführen der Laplace-Glättung
12.2.1 Maskierung von Knoten
Die Laplace-Glättung kann mit Maskierungsoptionen für Knoten
durchgeführt werden. Eingestellt werden die Maskierungen über
den bereits im System-Editor-Modul (Kapitel 9.4.1) beschriebenen
Eingabe-Dialog.
Besondere Bedeutung erlangt die Maskierungmöglichkeit für die
Durchführung einer Glättung bei vorhandenen Strukturpolygonen.
Über die Maskierungseinstellungen können Knoten von Strukturpolygonen beim Glättungsprozess vor einer Verschiebung geschützt
werden.
12.3 Auflösen von 4er–Patches
Die Behandlung von 3er und 4er–Patches erfolgt durch Entfernen
des Patch–Knotens. Die Triangulierung wird beim Entfernen des
Knotens erhalten, so dass kein “Loch” im Gitternetz entsteht.
Ausgeführt wird der Algorithmus über:
12.4 Auflösen grosser Innenpatches
Bei Elementkonfigurationen mit 7 oder mehr Elementen an einem
Knoten bietet dieser Algorithmus die Möglichkeit, diesen Patch in
zwei Patches mit einer geringeren Elementanzahl aufzulösen.
Strategie: Die Strategie des Algorithmus ist vergleichbar mit der
Methode des UnTRIM–Moduls und wurde detailliert Kapitel 6.2.2
beschrieben.
Aufgerufen wird der Algorithmus über die Schaltfläche:
Gitternetzoptimierung 12
Anwenderhandbuch
12–121
ą12.4 Auflösen grosser Innenpatches, Fortsetzung
12.5 Auflösen von 2er–Patches am Rand
Das Auflösen von 2er–Patches am Gitternetzrand wird mit nachfolgend beschriebener Strategie in einem automatisierten Bearbeitungsprozeß behandelt.
Abbildung 12-3.
2er–Randpatch
Strategie: Die Strategie des Algorithmus ist vergleichbar mit der
Methode des UnTRIM–Moduls und wurde detailliert Kapitel 6.2.4
beschrieben.
Aufgerufen wird der Algorithmus über die Schaltfläche:
Gitternetzoptimierung 12
Anwenderhandbuch
12–122
Gitternetzverfeinerung
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13
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13.1 Optionen der Gitternetzverfeinerung
Eine herausragende Eigenschaft unstrukturierter Gitternetze auf
der Basis von Drei- und Viereckselementen besteht in der Möglichkeit, die Gitternetzauflösung an die abzubildende Geländestruktur
sowie an physikalische und numerische Erfordernisse anzupassen.
Eine lokale Erhöhung der Knotendichte kann geeigneterweise über
eine Gitternetzverfeinerung vorgenommen werden, welche durch
sukzessives Einfügen zusätzlicher Knoten in das Gitternetz durchgeführt wird.
Der Präprozessor Janet verfügt über die Möglichkeit einer automatisierten Gitternetzverfeinerung und bietet diesbezüglich unterschiedliche Verfeinerungsstrategien:
H
Kriteriengestützte Gitternetzverfeinerung
Die Verfeinerung erfolgt auf der Basis von Verfeinerungskriterien. Beispielsweise kann die Abbildung der Tiefenstruktur in einem Modellgitternetz über ein Tiefenfehlerkriterium bezüglich
eines Digitalen Geländemodells gesteuert werden.
Die Verfeinerungskriterien können für konstante Kriterienwerte
oder aber auch für Kriteriumfunktionen (z.B. einer Fehlerverteilung) formuliert werden.
Über die Angabe von minimalen Knotenabständen wird darü–
berhinaus verhindert, dass vorgebene Knotendichten beim Verfeinerungsprozess unterschritten werden. Auch hier bietet der
Präprozessor Janet die Möglichkeit, statt einer konstanten minimalen Knotendichte, eine Dichteverteilung zu berücksichtigen.
H
Rasterverfeinerung
Die Verfeinerung eines Gitternetzes erfolgt mit einem regulären
Raster mit vorgegebener Rasterweite. Optional kann bei der
Verfeinerung jede zweite Rasterreihe um die halbe Rasterweite
versetzt werden (vergleiche Abbildung 13-1).
Die Beschränkung einer Gitternetzverfeinerung auf einen Teilbereich des Gitternetzes kann für beide Verfeinerungsstrategien über
den Maskierungslayer (siehe Kapitel 3.6) erfolgen.
ą13.1 Optionen der Gitternetzverfeinerung, Fortsetzung
Abbildung 13-1. Beispiele: Verfeinerung mit einem Tiefenfehlerkriterium (links) und versetztem Raster (rechts)
Die Durchführung einer Gitternetzverfeinerung sowie die Einstellung aller relevanter Parameter für die Verfeinerung erfolgt im Modul
“Gitternetzverfeinerung”.
Abbildung 13-2.
Ansicht des Moduls “Gitternetzverfeinerung”
13.2 Kriteriengestützte Gitternetzverfeinerung
Der Präprozessor Janet unterstützt die Möglichkeit einer kriteriengestützten Gitternetzverfeinerung. Hierunter wird im folgenden ein
semi–automatischer Prozeß verstanden, welcher die Verfeinerung
Gitternetzverfeinerung 13
Anwenderhandbuch
13–124
ą13.2 Kriteriengestützte Gitternetzverfeinerung, Fortsetzung
eines Gitternetzes durch schrittweises Hinzufügen von Knoten auf
der Grundlage eines Verfeinerungskriteriums durchführt. Grundgedanke der kriteriengestützten Gitternetzverfeinerung ist die Bereitstellung eines reproduzierbaren Prozesses der Gitternetzgenerierung für beliebig zu definierende Verfeinerungskriterien.
Exemplarisch sind in Janet derartige Kriterien implementiert. In
folgenden Versionen soll eine Schnittstelle für benutzerdefinierte
Kriterien geschaffen werden.
Übersicht der Verfeinerungskriterien
Eine Übersicht über die Verfeinerungskriterien zeigt die folgende
Auflistung:
H
“Alle Elemente verfeinern” (Verfeinerung ohne zusätzliche Bedingung)
H
Kantenlängenkriterium
H
Flächenkriterium
H
Tiefenfehlerkriterien (absolute, relative und eine Kombination
aus absoluten und relativen Fehlern)
H
Winkelkriterium
H
Gradientenkriterium
Nähere Erläuterungen zu den einzelnen Kriterien bietet das
anschliessende Kapitel.
Ablauf eines Verfeinerungsschrittes
Der generelle Ablauf eines kriteriengesteuerten Verfeinerungsschrittes erfolgt als Durchlauf über alle Elemente eines bestehenden Gitternetzes. Das Verfeinerungskriterium wird auf jedes Element angewendet und liefert die Aussage “verfeinern” oder “nicht
verfeinern”. Die Verfeinerung wird daraufhin gegebenenfalls durch
Einfügen eines neuen Knotens in die Elementzerlegung vorgenommen.
Das Verfeinerungskriterium wertet einen Ausdruck aus welcher sich
beispielsweise für ein Flächenkriterium wie folgt darstellt:
AElement t max.A Kriterium
Ist die maximal zulässige Elementfläche (als Kriteriumwert des
Flächenkriteriums) durch ein Element überschritten, wird das
Kriterium den Ausdruck zu “verfeinern” auswerten.
Konstante Kriterienwerte und Kriteriumfunktionen
Als Kriteriumwerte sind sowohl konstante Werte als auch Kriteriumfunktionen möglich. Eine Kriteriumfunktion stellt eine örtliche
Verteilung der Kriterienwerte in Form eines Gitternetzes dar. Die
Kriteriumwerte liegen an den Gitternetzknoten als z–Werte vor,
Zwischenwerte der örtlichen Verteilung werden interpoliert. Für das
obige Beispiel des Flächenkriteriums wird die maximal zulässige
Anwenderhandbuch
13–125
Elementfläche für das Element an der Stelle des Elementschwerpunktes aus der Kriteriumfunktion interpoliert. Der auszuwertende
Ausdruck stellt sich somit wie folgt dar:
AElement t max.A Kriteriumfunktion(Elementschwerpunkt)
13.2.1 Verfeinerungskriterien
Die Vorstellung der Kriterien verwendet eine einheitliche Darstellungsweise. Diese gliedert sich in die Angabe des Kriteriumnamens,
einer Beschreibung, die Darstellung der Kriteriumbedingung sowie
die Angabe, ob ein Digitales Geländemodell zwingend oder optional
erforderlich ist. Ein Digitales Geländemodell ist für die kriteriengesteuerte Verfeinerung immer dann zwingend erforderlich, wenn die
Kriteriumbedingung Informationen aus einem DGM verwendet (z.B.
für ein Tiefenfehlerkriterium). Ist ein Digitales Geländemodell als
optional angegeben, dann kann die Verfeinerung ohne ein Digitales
Geländemodell durchgeführt werden, die z–Werte der zusätzlich
eingefügten Knoten werden jedoch linear auf dem zu verfeinernden
Gitternetz interpoliert. Wurde hingegen ein DGM auf der Benutzeroberfläche des Präprozessors eingestellt (vergleiche Kapitel 3.3.2),
dann wird die Tiefe aus dieser Basistopographie durch lineare
Interpolation ermittelt. Letzteres stellt das empfohlene Vorgehen bei
der Verwendung der kriteriengesteuerten Verfeinerung dar.
Weiterhin werden folgende Abkürzungen verwendet:
L
Kantenlänge eines Elementes
A
Elementfläche
ES
Elementschwerpunkt
DGM
Krit,ES
konstanter Kriteriumwert oder Wert der Kriteriumfunktion
an der Position des Elementschwerpunkts.
Alle Elemente verfeinern
Die Verfeinerung der Elemente wird ohne weitere Prüfung für alle
Elemente des Gitternetzes durchgeführt. Verfeinert wird jedes
Dreieck durch Einügen eines Knotens in den Schwerpunkt des
Elementes.
Kriteriumbedingung:
keine
Digitales Geländemodell: optional.
Kantenlängenkriterium
Geprüft wird die Kantenlänge des Elementes mit dem maximalen
Wert. Überschreitet diese die maximal zulässige Kantenlänge des
Kriteriums, wird das Element durch Einfügen eines zusätzlichen
Knotens in den Schwerpunkt verfeinert.
Anwenderhandbuch
13–126
Kriteriumbedingung:
max.L t max.LKrit,ES
Flächenkriterium
Geprüft wird der Flächeninhalt eines jeden Elementes. Überschreitet die Fläche des Dreiecks einen gewählten maximalen Flächeninhalt, so wird das Dreieck verfeinert.
Kriteriumbedingung:
A t max.AKrit,ES
Absolutes Tiefenfehlerkriterium
Geprüft wird der Tiefenfehler im Schwerpunkt eines jeden Elementes. Zunächst wird der Tiefenwert des Schwerpunktknotens linear
im Element interpoliert, daraufhin dessen Tiefe durch Interpolation
auf dem DGM ermittelt. Überschreitet der Absolutwert der Tiefendifferenz das gewählte Fehlermaß, wird dieser Punkt mit der
interpolierten Tiefe des Digitalen Geländemodells in die Dreieckszerlegung eingefügt.
Kriteriumbedingung:
Ŧ zES * z ES,DGM Ŧ t max.abs.Fehler Krit,ES
Digitales Geländemodell: erforderlich.
Relatives Tiefenfehlerkriterium
Geprüft wird der Tiefenfehler im Schwerpunkt eines jeden Elementes. Zunächst wird der Tiefenwert des Schwerpunktknotens linear
im Dreieck interpoliert, daraufhin dessen Tiefe auf dem DGM
ermittelt. Überschreitet der relative Fehler der Tiefendifferenz
bezogen auf den Tiefenwert der Basistopographie das gewählte
Fehlermaß, wird dieser Knoten mit der Tiefe des Digitalen Geländemodells in die Elementzerlegung eingefügt.
Kriteriumbedingung:
Ŧ ǒzES * z ES,DGMǓńzES,DGM Ŧ t max.rel.FehlerKrit,ES
Absolutes & relatives Tiefenfehlerkriterium
Dieses Kriterium ist für die Anwendung von Modellgittern im
Küstenbereich vorgesehen. Die Kriteriumbedingung ist so formuliert, dass im Tiefwasserbereich der relative Tiefenfehler zum
Tragen kommt und im Bereich um NN der absolute Fehler
Anwenderhandbuch
13–127
verwendet wird. Die Kriteriumbedingung wird wiederum am Schwerpunktknoten des Elements überprüft.
Kriteriumbedingung:
e + Ŧ zES * zES,DGM Ŧ
max.rel.eKrit,ES + max.rel.Fehler Krit,ES
max.abs.eKrit,ES + max.abs.Fehler Krit,ES
ǒǒeńŦ zES,DGM Ŧ u max.rel.e Krit,ESǓ ƞ ǒŦ z ES,DGM Ŧ u max.abs.e Krit,ESǓǓ Ɵ
ǒǒe u max.abs.eKrit,ESǓ ƞ ǒe u max.rel.eKrit,ES * zES,DGMǓǓ
Winkelkriterium
Geprüft wird der minimale Winkel sämtlicher Elemente. Unterschreitet dieser minimale Winkel einen vorgegebenen minimal zulässigen
Wert, so wird die Zerlegung verfeinert. Im Gegensatz zu den
übrigen Kriterien erfolgt das Einfügen in den Umkreismittelpunkt des
“schlechten” Dreiecks, nicht in den Schwerpunkt.
Kriteriumbedingung:
max.Winkel t max.WinkelKrit,ES
Digitales Geländemodell: optional
Gradientenkriterium
Verglichen wird die maximale Steigung einer Elementkante mit einer
vorgegebenen kritischen Steigung. Übersteigt die Elementkantensteigung diesen kritischen Wert, wird das Element verfeinert. Zu
beachten ist, dass dieses Kriterium aufgrund dieser Formulierung
nicht automatisch konvergiert. Eine Begrenzung des Verfeinerungsprozesses kann jedoch über die Vorgabe eines minimal einzuhaltenden Knotenabstandes oder aber auch einer Dichtefunktion
erfolgen.
Kriteriumbedingung:
max.grad.Elementkante u krit.GradientKrit,ES
Digitales Geländemodell: optional
Anwenderhandbuch
13–128
13.2.2 Durchführung einer Gitternetzverfeinerung
Die Durchführung einer kriteriengestützten Gitternetzverfeinerung
soll an dem Beispiel einer Verfeinerung mit einem absoluten
Tiefenfehlerkriterium vorgestellt werden. Die nachfolgende Abbildung zeigt ein Modellgitternetz in einer Detailansicht. In einer
Isoflächendarstellung ist zudem ein Digitales Geländemodell zu
erkennen.
Abbildung 13-3.
modell
Modellgitternetz mit hinterlegtem Digitalem Gelände-
Die Layer werden vor der Durchführung der Verfeinerung als
Bearbeitungslayer bzw. als Digitales Geländemodell in den Auswahlboxen der Benutzeroberfläche eingestellt.
Abbildung 13-4. Auswahlboxen zur Einstellung des Bearbeitungslayers und des Digitalen Geländemodells
In einem folgenden Arbeitsschritt wird auf der Modulseite “Gitternetzverfeinerung” ein Verfeinerungskriterium ausgewählt.
Anwenderhandbuch
13–129
Über die Schaltfläche [Kriterium
editieren] kann der
Kriteriumwert und ein minimal einzuhaltender Abstand modifiziert
werden. Die Einstellungen werden in einem separaten Dialogfenster vorgenommen.
Abbildung 13-5.
Dialog zur Bearbeitung des Verfeinerungskriteriums
Gestartet wird die Verfeinerung abschliessend über die Schaltfläche
[verfeinern] des Modulfensters. Das Ergebnis des Beispiels
zeigt nachfolgende Abbildung.
Anwenderhandbuch
13–130
Abbildung 13-6. Ergebnis der Verfeinerung mit absolutem Tiefenfehler (links) und nach einer zusätzlichen Elementglättung (rechts)
Hinweis
Der Präprozessor Janet bietet die Option eines automatisierten
Gittergenerierungsschrittes, welcher die Gitternetzverfeinerung
mit einer nachgeschalteten Netzoptimierung in einem Arbeitsschritt bündelt (siehe Kapitel 5.3.2).
13.2.3 Erstellung einer Fehlerfunktion
Das vorangegangene Beispiel hat die Gitternetzverfeinerung mit
einem konstanten Kriteriumswert vorgestellt. Beispielhaft soll für
das Modellgitter im Detailausschnitt eine Fehlerfunktion erstellt
werden, die im Flussschlauch einen geringeren Fehler als im
Vorlandbereich erhalten soll.
Eine Fehlerfunktion wird über ein Gitternetz realisiert, welches über
dessen Knoten eine örtliche Verteilung der Kriteriumswerte vorgibt.
Die Kriteriumwerte werden als z–Werte an den Knoten vorgegeben,
Zwischenwerte können linear aus dem Gitternetz interpoliert
werden.
Für das Beispiel soll eine derartige Funktion mit einem vorgegebenen Fehler von 0.05m im Flusschlauch und 0.1m im Vorlandbereich
manuell erstellt werden.
Als erster Schritt ist die Erstellung eines neuen Layers ohne Knoten
und Elemente erforderlich. Dies geschieht über die Werkzeugleiste
der Hauptansicht.
Erstellen eines neuen Layers
Auf dem Layer werden nun einzelne Knoten auf den Rand des
Flussschlauchbereichs gesetzt und mit dem z-Wert 0.05m belegt.
Hierfür wird die Funktionalität des System-Editors herangezogen
und über die Editiermodi “Knoten einfügen” und “Tiefenwerte
ändern” vorgenommen. Über den Vorlandbereich hinaus werden
weitere Knoten eingefügt und mit 0.1m als z-Werte initialisiert.
Anwenderhandbuch
13–131
Abschliessend werden die erzeugten Stützstellen der Fehlerfunktion konvex vermascht. Abbildung 13-7 zeigt das Gitternetz der
generierten Fehlerfunktion im Detail.
Abbildung 13-7. Beispiel: erzeugte Fehlerfunktion in der Detailansicht
mit hinterlegtem Digitalen Geländemodell
Für die Durchführung einer Verfeinerung kann nunmehr die
Fehlerfunktion den konstanten Absolutwert im Tiefenfehlerkriterium
ersetzen. Hierzu ist im Dialogfenster zur Bearbeitung des Kriteriums
der Layer der Fehlerfunktion zu setzen. Jeder Layer wird über seine
Layerbeschreibung repräsentiert und wurde im Beispiel in “Fehlerfunktion” umbenannt.
Abbildung 13-8. Auswahl des Layers “Fehlerfunktion” an Stelle eines
konstanten Kriteriumwertes
Die Möglichkeit der Vorgabe einer örtlichen Verteilung von Kriteriumgrössen kann auch für Dichtefunktionen, Vorgabe einer Elementflächenverteilung, etc. Verwendung finden.
13.3 Rasterverfeinerung
Als weitere Verfeinerungsstrategie bietet der Präprozessor Janet
die Möglichkeit einer Rasterverfeinerung mit regulären Rasterpunkten. Die Generierung von Rasterpunkten erfolgt für eine vorgegebene Rasterweite. Optional kann jede 2. Rasterreihe um die halbe
Rasterweite in y–Richtung versetzt werden (”Versetztes Raster”).
Anwenderhandbuch
13–132
ą13.3 Rasterverfeinerung, Fortsetzung
Die nachfolgende Abbildung zeigt Beispiele dieser unterschiedlichen Verfeinerungsoptionen.
Abbildung 13-9.
Beispiel der Rasterverfeinerung
Die Rasterverfeinerung stellt insbesondere eine Möglichkeit dar, ein
Gitternetz als Ausgangselementzerlegung für die kriteriengesteuerte Gitternetzgenerierung zu erzeugen.
13.3.1 Durchführung einer Rasterverfeinerung
Ausgangspunkt einer Rasterverfeinerung ist in der Regel ein
trianguliertes Randpolygon. Da es sich bei dem Verfahren um eine
Gitternetzverfeinerung handelt, ist die Vorgabe einer Elementzerlegung zwingend erforderlich.
Abbildung 13-10.
ser-Ästuars
Beispiel: trianguliertes Randpolygon des Jade-We-
Im Modul “Gitternetzverfeinerung” kann nunmehr die gewünschte
Rasterweite modifiziert werden. Für das dargestellte Beispiel wird
eine Rasterweite von 500m und die Option “Versetztes Raster”
gewählt. Die Betätigung der Schaltfläche [verfeinern] startet
den Algorithmus.
Anwenderhandbuch
13–133
ą13.3 Rasterverfeinerung, Fortsetzung
Abbildung 13-11.
schnitt
Ergebnis der Rasterverfeinerung im Detailaus-
Beim Einfügen der Rasterknoten wird auf einen Mindestabstand
von der Hälfte der vorgegebenen Rasterweite zu bereits bestehenden Knoten geprüft. Nur Knoten, die diesen Mindestabstand nicht
unterschreiten, werden der Elementzerlegung hinzugefügt. In der
Abbildung 13-11 wird dieses am Abstand der Rasterknoten zu
denen des Randpolygones deutlich. Durch die Berücksichtigung
eines Mindestabstandes ist auch eine bereichsweise Anwendung
der Rasterverfeinerung mit steigender Rasterweite in überlappenden Teilgebieten möglich.
Abbildung 13-12.
Beispiel: bereichsweise Rasterverfeinerung
Anwenderhandbuch
13–134
Differenzen- und Volumenanalyse
ÔÔÔÔÔ
ÔÔÔÔÔ
ÔÔÔÔÔ
ÔÔÔÔÔ
14
ÔÔÔÔÔ
ÔÔÔÔÔ
14.1 Die Modulseite für die Differenzen- und Volumenanalyse
Die Differenzen- und Volumenanalyse stellt ein wichtiges Hilfsmittel
bei der Beurteilung wasserbaulicher Fragestellungen dar. Der
Anwendungsbereich erstreckt sich beispielhaft von der Einschätzung der Qualität eines Berechnungsgitters bezüglich der Tiefenabbildung des Modellgebietes und der eng damit verbundenen
Volumentreue, über die Massenermittlung bei geplanten Ausbauvarianten mit gezielter Ausweisung von Auf– und Abtragsflächen bis
hin zur Einschätzung von Transportvolumina bei der morphologischen Entwicklung im Küsten- und Binnenbereich.
Der Präprozessor Janet bietet die Möglichkeit der Generierung von
Differenzengitter für die Knotentiefen zweier Gitternetze. Optional
können die Differerenzen nur an den Knoten des einen Gitternetzes
oder aber an den Knoten beider Gitternetze mit anschliessender
Vereinigung der Knotenemenge durchgeführt werden. Als erster
Ansatz für eine Volumenanalyse ist in Janet die Berechnung der
Volumendifferenz zweier Gitternetze über die Integration des
gemeinsamen Differenzengitters integriert.
Die Algorithmen können über eine eigenständige Modulseite
ausgeführt werden.
Abbildung 14-1.
Modulseite der Differenzen- und Volumenanalyse
ą14.1 Die Modulseite für die Differenzen- und Volumenanalyse, Fortsetzung
14.1.1 Erzeugen eines Differenzengitters
Die Differenzengitter werden stets aus den auf der Benutzeroberfläche eingestellten Bearbeitungslayer (bei der Differenzenbildung im
folgenden als Layer A bezeichnet) und dem Digitalen Geländemodell (im folgenden Layer B) gebildet. Janet stellt nunmehr zwei
Optionen zur Generierung eines Differenzengitters für die Tiefenwerte zur Verfügung:
1. Die Tiefendifferenz wird an jedem Knoten beider Gitternetze
nach folgendem Schema gebildet:
S Interpoliere die Tiefenwerte aller Knoten aus A linear in B, bilde
einen neuen Knoten mit der Differenz z=z(A)–z(B).
S Interpoliere die Tiefenwerte aller Knoten aus B linear in A, bilde
Die Differenzenknoten beider Gitter werden zusammengefügt,
trianguliert und in einem neuen Layer abgelgt.
2. Die Tiefendifferenz wird nur an den Knoten des Bearbeitungslayers gebildet:
S Interpoliere die Tiefenwerte aller Knoten aus A linear in B, bilde
Die Differenzenknoten werden trianguliert und in einem neuen
Layer abgelegt.
Die erste Variante wird über die Schaltfläche [Diff.gitter
(Knoten A und B)] ausgeführt, die zweite Variante kann über
den Button [Differenzengitter (Knoten A)] aufgerufen
werden.
14.2 Volumenberechnung eines Differenzengitters
Als ersten Ansatz einer Volumenanalyse bietet der Präprozessor
Janet die Möglichkeit, das Volumen eines triangulierten Differenzengitters zu bestimmen. Die Integration des Differenzengitters
entspricht somit einer Volumendifferenz zweier Gitternetze, wobei
die exakten Elementkantenlagen in den einzelnen Gittern über
diesen Ansatz keine Berücksichtigung finden.
Die Volumenanalyse wird für einen gemeinsamen Definitionsbereich durchgeführt, welcher sich aus den Berandungen der
einzelnen Gitternetze und einem (optionalen) Maskierungspolygon
zusammensetzt. Nur innerhalb dieses gemeinsamen Überlappungsbereiches ist eine Volumenberechnung möglich.
Differenzen– und Volumenanalyse 14
Anwenderhandbuch
14–136
ą14.2 Volumenberechnung eines Differenzengitters, Fortsetzung
DGM (blau)
Definitionsbereich
Maskierungspolygon
Modellgitter (rot)
Abbildung 14-2.
Beispiel: Definitionsbereich einer Volumenanalyse
An jedem Knoten innerhalb des Definitionsbereiches der beiden
Gitternetze wird eine Tiefendifferenz gebildet und zu einer gemeinsamen Punktmenge vereinigt. Über die Triangulation der Punktmenge wird ein Differenzengitter erzeugt. Die Berechnung des
Differenzenvolumens erfolgt nunmehr durch Integration des Differenzengitters. Die Berechnung wird durch Aufsummieren von
Teilvolumina durchgeführt, welche als prismatische Säulen über
den Dreiecksmaschen gebildet werden.
Eine Unterscheidung erfolgt zudem in Auf- (Differenzenknoten hat
z-Wert >0) und Abtragsbereichen (z < 0), für die jeweils getrennt das
Gesamtvolumen berechnet wird. Dreieckselemente mit einem
Nulldurchgang werden hierfür in Teildreiecke unterteilt, die vollständig dem einen oder dem anderen Bereich zugeordnet werden
können.
14.2.1 Durchführung einer Volumenanalyse
Die Durchführung einer Volumenanalyse soll an dem folgenden
Beispiel vorgestellt werden, welches die Volumendifferenz zwischen einem Teilausschnitt eines Modellgitters und eines Digitalen
Geländemodells berechnet.
Die folgende Abbildung zeigt den Auschnitt eines Digitalen Geländemodells für einen Flussabschnitt und das erstellte Modellgitternetz. Die Berechnung soll für den Abschnitt des Flusschlauches
durchgeführt werden, welcher mit dem Maskierungspolygon (magenta) umschlossen ist.
Anwenderhandbuch
14–137
Abbildung 14-3.
Digitales Geländemodell und Modellgitternetz
Nachdem die Gitternetze als Bearbeitungslayer und Digitales
Geländemodell auf der Benutzeroberfläche eingestellt worden sind,
kann die Berechnung auf der Modulseite über die Schaltleiste
[Volumenberechnung] erfolgen. Das Maskierungspolygon wird
automatisch erkannt und zur Einschränkung der Berechnung auf
den umschlossenen Teilbereich herangezogen.
Als Berechnungsergebnis wird das generierte Differenzengitter
sowie die Angaben über Gesamtvolumina im Auf- und Abtragsbereich mit der Grösse des resultierenden Volumens ausgegeben.
Abbildung 14-4.
Berechnungsergebnis der Volumenanalyse
Um eine Einschätzung der lokalen Verteilung von Auf- und
Abtragsbereichen zu erlangen, zeigt die nachfolgende Abbildung
eine Isoflächendarstellung mit einer speziell angepassten Farbpalette. Am Nulldurchgang wurde ein Farbsprung erstellt, so dass die
Bereiche gut voneinander zu unterscheiden sind. Um besonders
grosse “Ausreisser” in den Differenzen lokalisieren zu können,
wurden Bereiche mit hohen Abweichungen nochmals mit einer
einem weiteren Farbsprung hervorgehoben.
Anwenderhandbuch
14–138
Abbildung 14-5.
Darstellung der Differenzenverteilung
Anwenderhandbuch
14–139
ąZahlen
Zahlen
2er Randpatches für UnTRIM, optimieren,
6–66
2er–Patches am Rand, optimieren, 12–122
3,4er–Innenpatchknoten für UnTRIM,
löschen, 6–65
4er–Patches, optimieren, 12–121
A
Absolutes Tiefenfehlerkriterium, 10–109,
13–127
Aktiver Layer, 3–23
Alpha–Test, 8–74
Ändern
der Knotennumerierung geschlossener
Polygone, 10–102
der Layerbeschreibung, 3–25
der Orientierung des Polygons, 10–102
der Polygonbezeichnung, 10–103
des Polygontyps, 10–103
des Tiefenwertes eines Knotens, 10–106
Automatisch generiertes Gitternetz, 5–61
B
Bauwerksbegrenzungen, 3–16
Bearbeiten der Maskierungspolygone, 3–30
Bearbeitungslayer, 2–12, 3–23
Bearbeitungsmodus, 2–13, 9–77
Bearbeitungspolygon, 9–80
Bearbeitungsprozesse, 9–78
C
Constraint–Delaunay–Zerlegung, 5–57
D
Darstellung, der Gitternetzlayer, 4–32
Darstellungsfläche, 4–32
Darstellungsoptionen
der Gitternetzlayer, 4–36
für die Knotendarstellung, 4–41
für Elemente, 4–45
für Gitternetzränder, 4–50
für Knoten, 4–41
für schattierte Oberflächen, 4–49
für Strukturpolygone, 4–44
für UnTRIM–Netze, 4–51
für Voronoi–Zerlegungen, 4–52
laden, 4–53
speichern, 4–53
Darstellungsreihenfolge beim Zeichnen, 4–33
Dateifilter, 3–18
Delaunay–Kantentausch, 9–82
Differenzen– und Volumenanalyse, 14–135
Differenzengitter erzeugen, 14–135
Digitale Modelle, 3–22
Digitales Bauwerksmodell, 3–16
Digitales Geländemodell, 2–12, 3–15, 3–23
Digitales Rauhigkeitsmodell, 2–12, 3–16,
3–24
als Gitternetz, 3–24
aus Polygonen, 3–24
Doppelte Knoten, löschen, 9–84
Dreiecke
erzeugen, 9–87
innerhalb eines Polygons löschen, 9–88
zu Vierecken zusammenfügen, 9–91
Dreiecksverfeinerung
Absolutes Tiefenfehlerkriterium, 13–127
alle Dreiecke verfeinern, 13–126
Maximales Flächenkriterium, 13–127
Minimales Winkelkriterium, 13–128
Relatives Tiefenfehlerkriterium, 13–127
E
Editieren
des Maskierungspolygonlayers, 3–28
des Verfeinerungskriteriums, 10–108
von Tiefenwerten, 9–86
Editiermodi, 9–77
Einfügen
von Knoten, 9–82
von Knoten auf Elementkante, 9–82
von Knoten in Polygone, 10–101
Einstellen der Iterationschritte, 10–108
Element
aktivieren/deaktivieren, 9–89
löschen, 9–88
Element–Editiermodi, 9–77
Elemente, 3–16, 3–17
deaktivieren, 9–90
aktivieren/deaktivieren, 9–90
darstellen, 4–45
Erzeugen
eines Differenzengitters, 14–136
eines Gitternetzlayers, 3–17
eines neuen Maskierungspolygonlayers,
3–29
eines Startgitternetzes, 5–57
neuer Layer, 3–25
von Dreiecken, 9–87
von Polygon, Knoten fangen, 10–99
Index–1
ąE, Fortsetzung
von Polygonen mit neuen Knoten, 10–97
von Randelementen, 5–58
von Teilnetzen, 11–113
von UnTRIM–konformen Vierecken, 9–92
von Vierecken, 9–90
F
Farben, 4–42
Farbpaletten–Editor, 4–42
FEM–Modul–Komponenten, 5–60
Finite Elemente, 5–56
Finite–Differenzen, 7–68
Fortschrittsanzeige, 2–14
G
Generierung
von Gitternetzen, 5–57
von Randpolygonen, 8–75
Gitternetz–Informationen, 9–94
Anzahl Knoten, Elemente, Polygone, 9–94
Eigenschaften von Knoten, Elementen,
Polygone, 9–94
Gitternetzlayer, 3–16
Gitternetzoptimierungs–Modul, 12–120
Gitternetzverfeinerung, 13–124
Grosse Innenpatches
für UnTRIM optimieren, 6–64
optimieren, 12–121
H
Hauptmenüleiste, 2–10
Herauszoomen, 4–35
Hineinzoomen, 4–34
Hybride Gitternetze, 6–62
I
Interpolieren, von Tiefenwerten, 9–87
Isoflächendarstellung, 4–48
Isolierte Knoten, löschen, 9–84
Isoliniendarstellung, 4–47
K
Kanten–Umkreiskriterium, 10–109
Kantenkennung auf dem Rand setzen, 9–93
Kantensegmente, verfeinern, 10–109
Knoten
in Polygon einfügen, 10–101
auf Elementkante einfügen, 9–82
aus Polygon löschen, 10–101
darstellen, 4–41
einfügen, 9–82
löschen, 9–83, 10–101
maskieren, 12–121
verschieben, 9–84, 10–105
Knoten–Editiermodi, 9–77
Knotendaten, 3–16, 3–17
Knotennumerierung geschlossener Polygone
ändern, 10–102
Konvexe Vermaschung, 5–55
von Punktdaten mit Strukturkanten, 5–56
von Punktdaten ohne Strukturkanten, 5–56
Kriteriengestützte
Gitternetzgenerierung, 5–57
L
Laden
eines Layers, 3–18
und Speichern des
Maskierungspolygonlayers, 3–29
von Darstellungsoptionen, 4–53
Laplace–Glättung, 6–63
Laplace–Glättungsalgorithmus, 12–120
für UnTRIM, 6–63
Layer
darstellen, 4–32, 4–36
erzeugen, 3–17, 3–25
laden, 3–18
löschen, 3–25
speichern, 3–19
verwalten, 3–25
Layerbeschreibung ändern, 3–25
Layerebenen, 3–15
Layerliste bearbeiten, 3–26
Löschen
von 3,4er–Innenpatchknoten für UnTRIM,
6–65
von deaktivierten Dreiecken, 9–88
von doppelten Knoten, 9–84
von Dreiecken innerhalb eines Polygons,
9–88
von Elementen, 9–88
von isolierten Knoten, 9–84
von Knoten, 9–83, 10–101
von Knoten aus Polygon, 10–101
von Layern, 3–25
von letztem Polygonknoten, 10–98
von Polygonen und Knoten, 10–100
von Polygonen, Knoten erhalten, 10–100
Index–2
ąM
M
P
Maskierung
von Gitternetzelementen bei automatisierten
Prozessen, 9–78
von Knoten, 12–121
Maskierungen, 9–79
Maskierungseinstellungen, 9–79
Maskierungspolygonlayer, 2–12, 3–15, 3–28
editieren, 3–28
erzeugen, 3–29
laden und speichern, 3–29
Maustastenbelegung für das manuelle
Bearbeiten, 9–78
Maximales Flächenkriterium, 13–127
Maximales Kantenlängenkriterium, 10–109
Minimales Winkelkriterium, 13–128
Modellgitternetz, 3–15
Modellspezifische Editiermodi, 9–77
Module
Differenzen– und Volumenanalyse, 14–135
Finite–Elemente, 5–55
Gitternetzoptimierung, 12–120
Polygon–Editor, 10–96
Randgenerierungs–Modul, 8–73
System–Editor, 9–76
Teilnetze, 11–112
UnTRIM, 6–62
Modulfenster, 2–13
Polygon–Editiermodi, 10–97
Polygon–Editor, 10–96
Polygonbezeichnung ändern, 10–103
Polygone
löschen, Knoten erhalten, 10–100
erzeugen, Knoten fangen, 10–99
kopieren, 10–107
mit neuen Knoten erzeugen, 10–97
selektieren, 10–106
trennen, 10–100
um bestehenden Knoten erweitern, 10–102
und Knoten löschen, 10–100
verschieben, 10–104
verschneiden, 10–104, 10–107
zusammenfügen, 10–99
Polygontyp ändern, 10–103
Polygonverfeinerung, 10–107
Polygonverfeinerungskriterien
Absolutes Tiefenfehlerkriterium, 10–109
Alle Kantensegmente verfeinern, 10–109
Kanten–Umkreiskriterium, 10–109
Maximales Kantenlängenkriterium, 10–109
Polygonvergröberung, 10–110
N
Neuer Layer, 3–25
O
Optimierung
grosser Innenpatches, 12–121
grosser Innenpatches für UnTRIM, 6–64
Laplace–Glättungsalgorithmus für UnTRIM,
6–63
von 2er–Patches am Rand, 12–122
von 2er–Patches am Rand für UnTRIM,
6–65
von 3er– und 4er–Patches für UnTRIM,
6–65
von 4er–Patches, 12–121
Orientierung des Polygons ändern, 10–102
R
Randbedingungsdatei, 3–21
Randelemente, 9–80
erzeugen, 5–58
Randgenerierungs–Modul, 8–73
Randkennung, 3–17
verändern, 9–93
Randknoten, 9–80
Randpolygone
generieren, 8–75, 10–107
mit Strukturkanten, 5–57
Randvisualisierung, 4–50
Rasterverfeinerung, 13–132
Relatives Tiefenfehlerkriterium, 10–109,
13–127
S
Screenshot, 4–54
Selektierte Elemente, 9–81
Speichern
von Darstellungsoptionen, 4–53
von Layern, 3–19
Startgitternetz, erzeugen, 5–57
Strukturpolygone, 3–16, 3–17, 9–80
Index–3
ąS, Fortsetzung
System–Editor, 9–76
T
Tauschen von Dreieckskanten, 9–89
Teilnetze, erzeugen/bearbeiten, 11–113
Telemac, 1–1
Telemac–Binär–Format, 3–20
Telemac–Datei, 3–20
Telemac–Format, 3–20
Telemac–Randbedingungsdatei, 3–21
Testradius, 8–74
Tiefenwerte
aller Polygonknoten setzen, 10–105
editieren, 9–86
eines Knotens ändern, 9–86, 10–106
interpolieren, 9–87
Trennen, von Polygonen, 10–100
Triangulierungsalgorithmen, 5–55
Konvexe Vermaschung von Punktdaten mit
Strukturkanten, 5–56
Konvexe Vermaschung von Punktdaten
ohne Strukturkanten, 5–56
Triangulierung von Punktdaten mit
Randpolygon und Strukturkanten, 5–57
TRIM, 1–1, 7–69
Verwaltung, der Layer, 3–25
Viereck, erzeugen, 9–90
Viereck zu Dreiecken, teilen, 9–91
Voronoi–Zerlegung, 4–52
W
Wahl eines Verfeinerungskriteriums, 10–108
Werkzeugleiste, 2–11
Z
Zeichenfläche, 2–11, 4–32, 4–34
Zeichenintervall, 4–47
Zoom
auf Element, 4–35
auf Knoten, 4–35
Zoombereich, 9–81
vergrößern, 4–35
verkleinern, 4–35
verschieben, 4–36
Zoomen, 4–34, 4–36
Zoomfunktionalität, 4–34
Zusammenfügen
von Dreiecken zu Vierecken, 9–91
von Polygonen, 10–99
U
Übersichtsfenster, 2–11, 4–36
Un–TRIM–Optimierungsalgorithmen
Auflösen grosser Innenpatches, 6–64
Auflösen von 2er–Patches am Rand, 6–65
Löschen von 3er– und 4er–Patches, 6–65
UnTRIM, 1–1, 4–50
UnTRIM–konforme Vierecke, erzeugen, 9–92
UnTRIM–konformes Gitternetz, 6–62
UnTRIM–Optimierungsalgorithmen, 6–63
V
Verfeinern
von Gitternetzen, 5–59
von Kantensegmenten, 10–109
Verfeinerungskriterium, 10–109
editieren, 10–108
wählen, 10–108
Verschieben
des gewählten Zoombereichs, 4–36
von Knoten, 9–84, 10–105
Index–4

Preprocessor Janet - Bundesanstalt für Wasserbau

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