Aermap

Tutorial para ejecución de preprocesador de terreno del AERMOD (AERMAP)

El AERMAP es un preprocesador del AERMOD que permite generar una grilla de receptores sobre un terreno complejo y calcular parámetros que permitan al AERMOD modelar la interacción de la pluma con el terreno.

Resumen:

Para ejecutar el AERMAP necesitamos:

  1. Descargar el ejecutable aermap.exe.
  2. Definir dominio de estudio y grilla de receptores en sistema de coordenadas plano (proyectado).
  3. Descargar un modelo digital de elevación (DEM) que contenga el domino que queremos modelar.
  4. Reproyectar DEM a sistema de coordenadas definido en el punto 2.
  5. Construir un archivo de control para el aermap: aermap.inp
  6. Colocar todos los archivos mencionados en un directorio común.
  7. Ejecutar el aermap haciendo doble click sobre el ejecutable o si están en la shell: ./aermap.exe < aermap.inp.

Descarga de ejecutable:

El AERMAP se encuentra en la página web de US-EPA: aermap.exe.

Lo descomprimimos, entramos a la carpeta aermap_exe y deberiamos encontrar adentro el ejecutable aermap.exe.

Definición de dominio y grilla de receptores

Vamos a definir el dominio y la grilla de receptores de misma forma que lo hicimos en el tutorial de AERMOD:

xc 361833.2 Punto central X
yc 6139544.0 Punto central Y
xmin 359333.2 Vértice sur-oeste X
ymin 6137044.0 Vértice sur-oeste Y
nx 100 Numero de receptores-X
ny 100 Numero de receptores-Y
dx 50.0 Espaciado entre receptores X [m]
dy 50.0 Espaciado entre receptores Y [m]

Esquema del dominio:

(xmin,ymax)                       (xmax,ymax)
    (+)-------------------------(+)         
     |...........................|          
     |...........................| ^        
     |...........................| |        
     |............(+)............| ny       
     |..........(xc,yc)..........| |        
     |...........................| v        
     |..........<--nx-->.........|          
    (+)-------------------------(+)         
(xmin,ymin)                       (xmax,ymin)

Descarga de modelo digital de elevación:

Existen varios modelos digitales de elevación (DEM) con cobertura global, por ejemplo: ASTER o SRTM. Una versión ajustada a nuestro país es el modelo digital de elevación adaptado por el Instituto Geográfico Nacional (IGN), que se puede descargar entrando aquí.

Vamos a descargar el producto MDE 30m, la grilla número: 3560-18, ya que nuestro proyecto va a estar centrado en Ezeiza.

Reproyección de DEM:

El DEM que descargaremos va a estar en sistema de coordenadas geográficas (lat,lon), pero vamos a necesitar convertirlo a un sistema proyectado para trabajar. Generalmente para Argentina usamos alguna faja UTM (Universal Transverse Mercator). Por lo tanto necesitamos transformar el archivo a el nuevo sistema de coordenadas:

Para hacer la reproyección, necesitamos una herramienta extrena, puede ser un programa GIS como Qgis o ArcGis, o herramientas específicas como gdal (que se incluyen al instalar Qgis). Si no logran hacer la reporyección, en este link pueden bajar la capa proyectada en UTM21S.

Una forma de hacerlo desde la terminal o shell es utilizando el comando gdalwarp de la herramienta gdal (debe estar previamente instalado): <!–

no vi una manera directa de hacerlo andar, si vas a la web te baja el src para que vos lo complies… (creo), sino para bajar binarios en Windows, lo hace vía conda… así que falta tenerlo para poder bajarlo directo.

–>

gdalwarp -tr ${dx} ${dx} -r cubicspline -t_srs epsg:${epsg_local} -te ${xmin2} ${ymin2} ${xmax2} ${ymax2} ${IGN-MDE} PRUEBA.tif

donde ${dx} y ${dy} es al resolución espacial del nuevo DEM (50m). ${epsg_local} es el código de la proyección que necesitamos, en nuestro caso va a ser UTM sur, faja 21, y por lo tanto: ${epsg_local} es 32721. ${xmin2} ${ymin2} ${xmax2} ${ymax2} son las coordenadas de los vertices del dem a recortar (en coordenadas proyectadas), vamos a usar las mismas que para el dominio pero dejando 100m de borde hacia cada lado, ya que el AERMAP lo va a necesitar para hacer calculos en el borde del dominio. Por ultimo ${IGN_MDE} es el nombre del archivo descargado de la web del IGN.

Para nuestro ejemplo:

gdalwarp -tr 50 50 -r cubicspline -t_srs epsg:32721 -te 359233.2 6136944.0 364433.281 6142144.0 merge.tif PRUEBA.tif

Archivo de control aermap.inp

Para ejecutar el aermap es necesario crear el archivo de control aermap.exe, un ejemplo sería:

CO STARTING
   TITLEONE  GRILLA DE RECEPTORES: PRUEBA
   TERRHGTS  EXTRACT
   DATATYPE  NED
   DATAFILE  PRUEBA.tif
   DOMAINXY  359333.2 6137044.0 -21 364333.281 6142044.0 -21
   ANCHORXY  0 0 0 0 -21 3
   FLAGPOLE  1.5
   RUNORNOT  RUN
CO FINISHED
RE STARTING
   GRIDCART  CAR1 STA
                  XYINC 359333.281 100 50.0 6137044.02 100 50.0
   GRIDCART  CAR1 END
RE FINISHED
OU STARTING
   RECEPTOR  PRUEBA.ROU
** SOURCLOC  PRUEBA.SOU
OU FINISHED

Este archivo de texto cuenta con las siguiente secciones:

  • CO: Sección de COntrol de corrida.
  • RE: Sección de REceptores.
  • OU: Sección de configuración de salidas (OUtputs).

CO

En la sección de CO hay que definir varios parámetros:

CO STARTING
   TITLEONE  GRILLA DE RECEPTORES: PRUEBA
   TERRHGTS  EXTRACT
   DATATYPE  NED
   DATAFILE  PRUEBA.tif
   DOMAINXY  359333.281 6137044.02 -21 364333.281 6142044.02 -21
   ANCHORXY  0 0 0 0 -21 3
   FLAGPOLE  1.5
   RUNORNOT  RUN
CO FINISHED

los más relevantes son:

  • DATATYPE: el tipo de archivo de entrada, por razones históricas debemos elegir NED.
  • DATAFILE: indica el nombre del DEM a procesar, en nuestro caso PRUEBA.tif.
  • DOMAINXY: indica el dominio a modelar y la faja UTM a usar (xmin ymin utmzn xmax ymax utmzn).
  • ANCHORXY: Permite relacionar las coordenadas de la grilla de receptores definida por el usuario con el sistema de coordenadas de de nuestra grilla con la UTM elegida. Como las coordenadas de la ubicación de receptores ya fueron referenciadas al sistema utm, se deben utilizar las mismas. (xusr yusr xutm yutm utmzn datumid), donde xusr=xutm y yusr=yutm, utmzn es la faja utilizada y datumid=3 es el sistema geodesico WGS84.
  • FLAGPOLE: define la altura sobre el nivel del piso, en metros, donde ubicará a los receptores (default: 1.5)

RE

En la sección de receptores RE hay que definir una grilla de receptores, lo podemos hacer con las keywords:

  • GRIDCART: define una grilla regular en coordenadas cartesianas.
  • GRIDPOLR: define una grilla de circulos concentricos en coordenadas polares.

De la misma forma que lo hicimos en el tutorial de AERMOD con GRIDCART podriamos definir la grilla como:

RE STARTING
   GRIDCART  CAR1 STA
                  XYINC 359333.281 100 50.0 6137044.02 100 50.0
   GRIDCART  CAR1 END
RE FINISHED

OU

Para la sección OU solo es necesario indicar el nombre del archivo de salida usando la keyword RECEPTOR:

OU STARTING
   RECEPTOR  PRUEBA.ROU
OU FINISHED

en este caso el archivo de receptores lo nombramos PRUEBA.ROU (la extensión .ROU es una convención).

Ejecución:

Para ejecutar el aermap, ponemos el ejecutable aermap.exe, el DEM PRUEBA.tif y el archivo de control en un mismo directorio, y ejecutamos el programa haciendo doble click, o si estamos en una terminal:

./aermap.exe < aermap.inp

Se va a crear un archivo PRUEBA.ROU donde está definida la grilla de receptores y que será necesario para ejecutar el AERMOD.