REGNIE-Unterstützungsdokumente. Darstellung eines REGNIE- Rasters in einem GIS

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1 REGNIE-Unterstützungsdokumente Darstellung eines REGNIE- Rasters in einem GIS Deutscher Wetterdienst - Abteilung Hydrometeorologie - Internetadressen: Internet: Für Fragen & Anregungen: hydromet@dwd.de

2 Einführung Beschreibung der Problemstellung Die originären REGNIE-Daten liegen zwar in einem lesbaren (ASCII-)Rasterformat vor, es ist aber nicht direkt GIS-fähig Es lassen sich nicht ohne Weiteres standardisierte Geo-Rasterformate (wie z. B. ESRI ASCII Grid Format, s. RADOLAN) verwenden, da die Zellgröße in REGNIE nicht quadratisch ist. Schneller Lösungsansatz Für ein einfaches GIS-Format bietet sich das CSV (comma-separated values)-format an, welches aus Spalten mit den geografischen Koordinaten und den Werten besteht Dies führt zu einer Punktdarstellung (nicht Zellen) der Werte Die Umwandlung der originären REGNIE-Rasterdaten in dieses CSV-Format kann über ein vom Deutschen Wetterdienst, Abteilung Hydrometeorologie bereitgestelltes Python- Script, vorgenommen werden. Die Vorgehensweise wird auf den folgenden Seiten beschrieben. Deutscher Wetterdienst, Abt. Hydrometeorologie 2

3 Systemumgebung vorbereiten Softwarevorausetzungen für das Script: Das Script läuft systemunabhängig (getestet unter Linux und Windows 7). Es ist lediglich eine Python3-Installation erforderlich. Windows: Python muss heruntergeladen und installiert werden. Adresse: Linux: Python ist in der Regel bereits im System integriert und lässt sich im Terminal über die Eingabe von python3 starten Deutscher Wetterdienst, Abt. Hydrometeorologie 3

4 Systemumgebung vorbereiten Optionale Python-Einstellung für den Python-Interpreter unter Windows Zweck der Einstellung: python soll von jedem Ort auf der Konsole aufgerufen werden können Windows 7 1. Start, dann mit der rechten Maustaste auf Computer klicken 2. Im Kontextmenü die Option Eigenschaften anklicken 3. Im neuen Fenster auf der linken Seite auf Erweiterte Systemeinstellungen klicken 4. Es öffnet sich ein weiteres Fenster, hier auf Umgebungsvariablen klicken 5. Im neuen Fenster im Bereich Systemvariablen den Eintrag PATH auswählen 6. Jetzt auf Bearbeiten klicken und die nötigen Verzeichnisse, wie im Beispiel unten gezeigt, hinzufügen. Windows XP 1. Start Systemsteuerung System Erweitert 2. Klicke auf Umgebungsvariablen, im neuen Fenster im Bereich Systemvariablen den Eintrag PATH auswählen 3. Jetzt auf Bearbeiten klicken und die nötigen Verzeichnisse, wie im Beispiel unten gezeigt, hinzufügen. C:\WINDOWS\system32;C:\WINDOWS;C:\Python34 Achtung: - evtl. lautet Ihr Python-Installationspfad anders - alle Pfade müssen durch ein Semikolon getrennt werden! In neueren Windows-Versionen sollte das in ähnlicher Weise konfiguriert werden können. Deutscher Wetterdienst, Abt. Hydrometeorologie 4

5 Umwandlungstool Regnie2CSV.py Quelle für Programm und Inputdaten: ftp://ftp.dwd.de/pub/cdc/grids_germany/daily/regnie Regnie2GIS.zip an einen gewünschten Ort entpacken Aufbau des Programms - Ausführbares Script: Regnie2CSV.py - Bestandteil zur Koordinatenberechnung: lib/coords/regniecoords.py Nach dem Entpacken auf den eigenen Rechner, muss die Hierarchie der Dateien wie in der Abbildung gezeigt, erhalten bleiben. Deutscher Wetterdienst, Abt. Hydrometeorologie 5

6 Beispiel Das Tool ist eine Terminalanwendung. Das bedeutet, es wird über die jeweilige Eingabeaufforderung Ihres Betriebssystems (Windows: cmd, Linux: Terminal/Shell) ausgeführt. Start des Programms: <Python-Interpreter> <Script> <Optionen> <REGNIE-Raster> python3 Regnie2CSV.py Anwendung des Scripts: Regnie2CSV.py [-a][-j] <Regnie-Rasterfile> [] = optional -a: alles, auch Fehlwerte rausschreiben. Führt zu einer großen Ausgabedatei. -j: eine kleine CSV-Datei schreiben, die nur die Daten und eine ID-Spalte enthält. Mittels ID können die Daten mit einem Shapefile kombiniert werden. Anwendung auf die mitgelieferte Beispieldatei RAS6190.JAH python3 Regnie2CSV.py RAS6190.JAH... -> RAS6190_full.csv -> Ausgabe der Werte als Integer; bitte Skalierung des Produkts beachten! Deutscher Wetterdienst, Abt. Hydrometeorologie 6

7 CSV-Ausgabe hier: RAS6190_full.csv LAT,LON,ID,VAL , ,1, , ,2, , ,3, , ,4, , ,5, , ,6, , ,7, , ,8, , ,9, Deutscher Wetterdienst, Abt. Hydrometeorologie 7

8 Darstellung der Daten in QGIS QGIS ist freie Software ( Projekteigenschaften: DHDN/Gauss-Krüger Zone 3 CSV-Layer-Eigenschaften: WGS84 CSV laden Deutscher Wetterdienst, Abt. Hydrometeorologie 8

9 Darstellung der Daten in QGIS Darstellung als Punkte Weitere Aktionen Klassifizieren und einfärben Hierfür den CSV-Layernamen Doppelklicken Klassen und Farben manuell zuweisen oder die beiliegende Datei regnieklassen.qml laden Ergebnis: Deutscher Wetterdienst, Abt. Hydrometeorologie 9

10 Fragen Bezugspunkt der Koordinaten Die ausgegebenen Koordinaten beziehen sich auf den Mittelpunkt jeder REGNIE-Zelle. Deutscher Wetterdienst, Abt. Hydrometeorologie 10

11 Weitere Möglichkeiten und Ideen zur Verbesserung der Visualisierungsqualität (Ausblick) Frei verfügbare Software zur Erstellung von Rastervisualisierungen von Eduard Szöcs (Sprache: R): Join-Funktion in GIS: durch Kombination ( join ) zweier Inputfiles (CSV und REGNIE- Polygon-Shape) kann eine echte Rasterdarstellung erreicht werden. Hierzu ist noch kein Beispiel erstellt. Deutscher Wetterdienst, Abt. Hydrometeorologie 11

12 Links GIS-Software QGIS Quelle Umwandlungsscript und Inputdaten ftp://ftp.dwd.de/pub/cdc/grids_germany/daily/regnie R-Software zur Erstellung von Rastervisualisierungen Deutscher Wetterdienst, Abt. Hydrometeorologie 12