C8 - Integración con Fuentes de Datos Externas y SIG

8/7/2019 C8 - Integración con Fuentes de Datos Externas y SIG

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VIII – Integración con Datos Externos y SIG Curso WaterCAD/GEMS

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© 2008 Bentley Systems, Incorporated

Integración con FuentesExternas y SIGInteroperabilidad en WaterCAD/GEMS

2 © 2008 Bentley Systems, Incorporated

Técnicas de Administración deDatos

• Datos− Almacenamiento (Formatos)− acceso− manipulación

• Propósito

− Aumentar la productividad− Integrar la modelación hidráulica con otros

departamentos de la Empresa gestora de ladistribución

− Gestionar de mejor manera el catastro deredes




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Repaso

Papel Archivosdigitales

ModeloTopológico

Modelosotros

Software

SCADA

Clave: Almacenar la información en bases de datos una solavez, y utilizarla muchas veces (para propósitosmúltiples). Guardar la configuración de la conexión

Mapas SIC


Tipos de Archivos Digitales• Texto ASCII

• Archivos de Procesadores de Palabras

• Hojas de Calculo

• Base de Datos (Access, D-base, ODBC)

• Archivos CAD (DGN, DWG, DXF)

• Archivos SIG (SHP)• Archivos SCADA (ODBC)

• Sistemas de Información de Clientes

• OtrosNota: Formatos soportados por el módulo ModelBuilder disponible en WaterCAD y WaterGEMS




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Hojas de Calculo Vs. Bases deDatos

• Bases de Datos– Estructura relacional & mejor organización de datos– Mejor capacidad de búsqueda y reporte

• Hojas de Calculo– Usuarios mas acostumbrados a hojas de cálculos– Mejor capacidad de cálculo

• Ambos soportan:– Gráficos– Facilidad de entrada


Herramientas CAD- Computer Aided Design -

Productos:• Bentley MicroStation V8 XM

(www.bentley.com)

• AutoCAD

• Otros

• Generación de dibujos digitales• Representación vectorial• Capacidad limitada de atributos




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Archivos de Intercambio CAD

• .DXFFormato de datos eXchange. Formato Universal.

• .DGN

Formato nativo de archivos de dibujo enMicroStation.

• .DWG

Formato de archivos de dibujos de AutoCAD

Nota: Bentley MicroStation soporta tambiénarchivos DWG desde versiones de AutoCAD R.14 enadelante.


Definición de un SIG (o GIS)

Los Sistemas de Información Geográfica sonsistemas capaces de almacenar, analizar y representar información geográfica, su fin es resolver problemas así como facilitar la toma de decisiones enla gestión del territorio.

Los Procesos Funcionales son: Entrada de datos Administración de datos Manipulación y análisis espacial de

datos Visualización y generación de

productosDistribución de Contaminantes en una Red deDistribución usando SIG.




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Componentes de un SIG

Los componentes básicos de un SIG moderno son: (1) Almacenamientode Datos, (2) Tecnología (Hardware & Software), (3) PersonalProfesionalizado, (4) Metodologías de Análisis y (5) Redes (Protocolo deComunicación e Interrelación).

SIG

Interrelación desus Componentes(Esquema Básico)

METODOLOGIASANALÍTICAS

PERSONALPROFESIONALIZADO

DATOS

TECNOLOGIA

DBMS

Hardware Software

Redes Redes

RedesRedes


Formatos de SIG• Vector

– Puntos, Líneas Polígonos– Son considerados más apropiados

para responder a cuestiones sobreinclusión, contigüidad y conectividad.

• Raster– Raster Simple o Complejo– Generalmente requieren mas espacio

para almacenamiento– Proceso de superposición mássencillo. Simplemente un procesoaritmético de suma, resta, división omultiplicación.

En el caso de redes de distribución donde las preguntas topológicasocupan un lugar central es recomendable utilizar un modelo de datosvectorial.




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Modelo Topológico

• Describe la conectividad/posición de objetos• GIS soporta elementos de Arco, Puntos y

Polígonos

• Facilita la modelación y análisis

• Ejemplos:

AB 332

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Capacidad de un GIS

• Habilidad de asignar los atributos a objetosespaciales– Ej: polígono 33 es uso de tierra comercial

• Análisis de superposición (dibujo temático)– Combine características diferentes– Ej: uso de terreno y tierra

• Análisis de estado: Usuarios alrededor de unalínea

+




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Interacción GIS en WaterCAD/GEMS• GIS debe entenderse como un repositorio permanente en la

caracterización del sistema• Es posible seleccionar parte del sistema o una

representación esqueletonizada para generar la entradadel modelo

• Los resultados del modelo (Caudal, Presión, etc) sonselectivamente almacenados en GIS

• Análisis del escenario ejecutado en el modelo

GISRepresentaciónCompleta del

Sistema

MODELO(Simplificación)

Entrada Modelo

Salida Modelo


Vista de GIS vs. Vista del Modelo

VISTA DESIG

uniones uniones

reductor

VálvulaVentosa

válvulahidrante

VISTA DEL MODELO

Nodo deUnión

Nodo de unión

Nodo deunión

tubería tubería

Los elementos de SIG no son iguales que loselementos del modelo

Unión

válvula

válvulaUniones




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Recomendaciones en la construcción deModelos a partir de Datos Geoespaciales

1.Realice primero un test en un área piloto que searepresentativa para identificar problemas.

2.Haga una verificación preliminar de conectividad (nodosaislados, tub. duplicadas, etc.), no se fíe de una revisión visual.

3.Establezca una definición para los segmentos de tubería yelementos requeridos por el modelo (p.ej: una válvula ventosacuenta? – es topológica una válvula de aislamiento?)

4.Defina y acuerde con los profesionales SIG, la precisión de cadaatributo en una fase temprana del proyecto.

5.Instruya a los profesionales SIG en la terminología de válvulas

y sus implicaciones .6.Identifique los datos que deben ser importados de otras

fuentes. No es realista pensar que toda la información delmodelo estará en el SIG


ModelBuilder & LoadBuilderConstrucción y Carga de Modelos apartir de fuentes externas




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• En años recientes se han dado grandes avancesen la integración de Modelos Hidráulicos confuentes de datos externos.

• El propósito fundamental es permitir que losdatos sean ingresados una única vez, inclusive endiversos formatos y puedan ser utilizados muchasveces.

Modelo = Software + Datos


1. Inicie WaterGEMS o WaterCAD

2. Abra un Proyecto nuevo o existente

3. Tools>ModelBuilder>New

4. Especificar el formato y la ruta del Archivo Fuente

5. Identifique los campos requeridos en el archivofuente

6. Coordinar las unidades de la fuente de datos7. Establecer conectividad basada en datos

espaciales (tolerancia)

8. Configurar conexión de campos entre fuente yarquitectura de datos del modelo

9. Sincronizar

ModelBuilder




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Label D n

CO-11

Label Diam n

CO-11

Fuente Objetivo

Debe haber una etiqueta comúnKey/Label entre Fuente y Objetivo


Label D n

CO-11 12 0.011

Label Diam n

CO-11 12 0.011

Fuente Objetivo

Debe identificar relación entre losatributos de Fuente y Objetivo




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• No todos los campos de la fuente necesitan sercopiados (ejem.: No. de Reparaciones)

• No todos los atributos en el archivo objetivonecesitan venir con ModelBuilder (ejem.: curvasde bombas)

• Las Coordenadas X,Y se cargan automáticamentedesde los Shapefiles o Geodatabases

• Las demandas es mejor importarlas desde

LoadBuilder, aunque opcionalmente se podríaimportar desde SIG si este tiene dicho campo

Consideraciones


Tubos sin nodosfinales

Tubos que no conectan, pero deberían

Tubos que están conectados y no deberían

Tubos que se cruzan sin nodos

Problemas de conectividad




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• Añada nodos finales a tubos que no tienen• Junte nodos finales de tubos en uno sólo, si

cumplen con cierta tolerancia especificada por elusuario

Tolerancia

Resolviendo problemas deconectividad


• Puede salvar configuración de ModelBuilder

• Puede actualizar el modelo cuando seactualizan los datos en la Geobase de Datos

• Se detectan errores presentes en el catastro deredes

• Es posible ahorrar mucho tiempo y esfuerzo

Con ModelBuilder…

• Para algunos elementos se debe especificar “lado aguas abajo” tales como:

− Bombas− Válvulas de Regulación− Tubos con estructuras de control




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• Definir la forma y formato como se definen lasdemandas de usuarios. Evaluar datos

• Asignar demandas/cargas a los nodo es el pasomás dificil

• No se tienen registros en los nodos• Existen 9 “métodos” en LoadBuilder para cargar

los datos en diferentes formatos

¿Qué necesitamos para LoadBuilder?

LoadBuilderAsignación automática de Demandas/Cargas a los

Nodos desde bases de datos georreferenciadas


• Gastos individuales de mediciones de clientes

• Gastos medidos en rutas

• Estudios de monitoreo de gastos

• Población / demandas unitarias– 300 personas x 200 Lpd per cápita

• Uso del suelo / demandas unitarias– 5 ha, uso de suelo industrial x 1000 Lpd / ha

• Deben ser archivos SIG de tipo– Geodatabases– Shapefiles

Tipos Datos de demanda por nodo




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Datos puntuales a Nodo

Polígonos de flujo a Nodo

Polígonos de Uso de Suelo/Población a NodoTabla decarga

Tipos de importación/procesado dedatos


NodoCercano

TuboCercano

8 in.

36 in.

Datos Puntuales




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Puntos enPolígonos

de Servicio

Datos Puntuales (cont.)


• GeoCoding – se deben tener coordenadas x,ypara cada medición y equivalencia de sistemasreferenciales

• Lecturas erróneas, correcciones manuales

• Mediciones no son del mismo día y además se

trata de mediciones de Volumen no de Caudal• Se debe seleccionar el promedio en un período

– Período de facturación previo– Año anterior

• Problemas de Compatibilidad

Problemas con Datos medidos




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Fecha

Lectura

Días en elPeríodo

Lectura,m3

m3

facturados

Factura, $ Demanda,

lpd

6 Jun 05 1236

7 Jul 05 32 1287 51 43.31

4 Aug 05 28 1337 50 43.01

6 Sep 05 33 1394 57 48.15

Datos crudos de facturación


Fecha

Lectura

Días en elPeríodo

Lectura,m3

m3

facturados

Factura, $ Demanda,

lpd

6 Jun 05 1236

7 Jul 05 32 1287 51 43.31 1594

4 Aug 05 28 1337 50 43.01 1786

6 Sep 05 33 1394 57 48.15 1727

Demanda Calculada




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• Monitores en Sistemas o Sectores

• Medidores en estaciones de Bombeo

• Área completa de Servicio, usualmentesectorizada

• Estimativos por usos de suelo onormatividad local

Áreas como Fuente de Datos deDemanda


10 lps10 lps/5 nodos =2 lps por nodo

Datos de Áreas de Uso de AguaDistribución promedio




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10 lps 25% de área x 10 lps =2.5 lps

Difiere para c/nodo∑% = 10 lps

Datos de Áreas de Uso de AguaProporcional al Área


10 lps30 personas/200 en el área =15%15% x 10 lps = 1.5 lps

Datos de Áreas de Uso de AguaProporcional a la Población




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Polígonosde gasto

15

12

8

20

Polígonosde nodos

Demanda para el nodo central =20%(15)+40%(12)+30%(8)+15%(20) = 13.2

Usando Polígonos de Gasto por Usode Suelo


• Difícil de proyectar el gasto directamente

• Usualmente se proyecta la población o el uso desuelo

• Fuentes de información– Censos poblacionales

– Distritos de Planeación– Zonas o Barrios– Cualquier tipo de polígono

Datos de Uso de Suelo / Población




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• Sobreponer polígonos de datos sobre polígonos deservicio de los nodos

• Es necesario– Polígonos de Servicio de los nodos– Polígonos de Población / uso de suelo– Densidad de la demanda (tabla)

• Verificar que la suma de las partes sea igual al total

Métodos de Uso de Suelo /Población


• Población– litros/capita/día por tipo (ejem. Clase social)– litros/unidad/día por tipo (e.g., per bed)– Población equivalente

• Uso de Suelo– m3 /ha/día por tipo (ejem. industrial)

• Existe literatura con valores disponibles• Es necesario contabilizar para cada sistema

Densidad de la Demanda




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• Los Nodos del modelo (puntos) deben serasociados en áreas (polígonos) de servicio

• A cada nodo le corresponde un polígono de servicio

• Los polígonos pueden dibujarse manualmente

• La herramienta “Thiessen polygons” los generaautomáticamente analizando equidistancias yreduciendo enormement el tiempo de análisis

Polígonos de Servicio de Nodos


1 2 3

4

Generación de Polígonos de Thiessen




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1. Preparar los datos de demanda aplicables a las

metodologías de asignación espacial2. Tools>LoadBuilder>New

3. Seleccionar el método de asignación

4. Identificar la capa del nodo (todos o selección) ydefinir las bases de datos georreferenciadas ylos campos de datos que se analizaran para laasignación de las cargas

5. Identificar unidades y cargas unitarias

6. Se pueden ingresar multiplicadores y asignarpatrones

7. Exportar resultados creando una alternativa dedemanda

Usando LoadBuilder


• Terminada las operaciones de análisis espacial elprograma evalua demandas (nulas, individuales ocompuestas en cada nodo)

• Desde LoadBuilder es posible crear unaalternativa “Child” de demandas (Load

Alternative), o• Sobreescribir alternativa existente, o

• Añadir a una alternativa de carga existente

Resultados de LoadBuilder





Talleres 6 - 7Uso de ModelBuilder yLoadBuilder en WaterCAD/GEMS

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