WPS - poskytování charakteristik návrhových srážek a půdních vlastností

Nabízí výpočetní nástroje pro vzdálené odvození různých charakteristik návrhové srážky v uživatelem definované lokalitě. Další nástroj umožňuje stažení výřezu rastrových vrstev vybraných půdních charakteristik (zrnitost půdy a hydrologická skupina HSP). Služba dle standardu OGC WPS (Web Processing Service) umožňuje uživateli rychlé odvození dále popsaných charakteristik návrhových šestihodinových srážek s dobou opakování 2–100 let a vybraných půdních charakteristik pro libovolnou lokalitu v ČR. Služba v současnosti nabízí šest nástrojů, které se liší typem vstupů, podkladových dat, metodou výpočtu a charakterem požadovaného výstupu:

Služba je dostupná na URL: https://rain1.fsv.cvut.cz/services/wps

Poznámka: Po technické stránce je řešení postaveno na open source nástrojích GRASS GIS a PyWPS. Podrobný popis služby v rámci WPS vrací dotaz typu GetCapabilities. Provoz služby je prozatím omezen max. na 2 procesy bežící paralelně. Uživatelem zadaná vstupní data jsou po ukončení procesu na serveru ihned smazána. Za jejich případné zneužití nenesou provozovatelé služby žádnou zodpovědnost. V případě dalších dotazů či problémů s využitím služby prosím kontaktujte její autory.

POPIS NÁSTROJŮ

1) d-rain6h-timedist

Nástroj d-rain6h-timedist vrací šest variant průběhu pětiminutových intenzit 6hodinových návrhových srážek zvolené doby opakování, včetně pravděpodobnosti výskytu daného průběhu v zadané lokalitě (definované jako bod nebo polygon). Celkový úhrn všech šesti variant průběhů je vždy stejný a je odvozen regionální frekvenční analýzou šestihodinových maximálních úhrnů z 10leté řady radarových odrazivostí a delších, dostupných řad staničních měření (viz Datové podklady). Při výpočtu je kontrolováno, zda plocha území přesáhla plochu 20 km² a v kladném případě nástroj provádí redukci celkového úhrnu. Výstup nástroje je ve formátu CSV a jeho struktura je totožná s výstupem webové mapové aplikace na platformě Gisquick, která tento nástroj používá k vyčíslení návrhové srážky na pevně definovaných povodích IV. řádu. Nástroj d-rain6h-timedist má pět vstupních parametrů (viz DescribeProcess):

input - vstupní (bodová či polygonová) vektorová data poskytnutá uživatelem (mohou být zkoprimována zip/gzip, velikost souboru je omezen na 200MB)
keycolumn - název vybraného atributu vstupních dat použitého jako klíčový sloupec. Tento identifikátor lze posléze použít pro připojení textového výstupu k atributovým datům vstupních dat
return_period - požadované doby opakování, uživatel vybírá z dostupných variant 2–100 let
type - požadované typy průběhu intenzit 6hodinové návrhové srážky, uživatel vybírá z dostupných typů: A–F
area_red - logický přepínač pro kontrolu plochy vstupních prvků a provádění redukce úhrnů (povolené hodnoty: true/false)

a dva výstupy:

output - vyčíslené hodnoty pravděpodobnosti tvaru pětiminutových intenzit návrhových srážek pro vstupní vektorové prvky ve formátu CSV
output_shapes - vyčíslené průběhy pětiminutových intenzit návrhových srážek pro vstupní vektorové prvky ve formátu CSV

2) raintotal6h-timedist

Nástroj raintotal6h-timedist je doplňkovým nástrojem, který vychází z předchozí varianty d-rain-timedist. Návrhová 6hodinová srážka není odvozována pro žádnou konkrétní lokalitu ani dobu opakování, nástroj pouze rozloží uživatelem zadaný 6hodinový úhrn do zvolených variant ze šesti typizovaných průběhů intenzit A–F, bez bližší specifikace pravděpodobnosti jejich výskytu (ta je vázána vždy ke konkrétní lokalitě a době opakování). Nástroj má dva vstupní parametry (viz DescribeProcess):

value - uživatelem pevně definovaná hodnota návrhového úhrnu 6hodinové srážky v mm
type - požadovaný typ průběhu návrhové srážky, uživatel vybírá z dostupných typů: A–F

a jeden výstup:

output - vyčíslené tvary návrhové srážky ve formátu CSV

3) rain6h-cn-runoff

Tento nástroj v souladu s metodikou slouží pro výpočet objemu odtoku z návrhové srážky při zohlednění pravděpodobného výskytu tvarů a počátečního nasycení. Samotná metoda SCS-CN je popsána ve výše zmíněné metodice, stejně jako postup výpočtu objemu přímého odtoku se zohledněním tvarů zastoupení tvarů návrhových srážek a počátečního nasycení. Tento nástroj je dále využit pro aplikaci HydroRAIN_CN. Nástroj Má čtyři vstupní parametry (viz DescribeProcess):

obs_x - zeměpisná délka zájmového bodu
obs_y - zeměpisná šířka zájmového bodu
return_period - požadované doby opakování, uživatel vybírá z dostupných variant 2–100 let
area - plocha v hektarech (0.1–100)
cn2 - hodnota CN2 (20–99)
lambda - koeficient počáteční ztráty (0.1–0.3)

a jeden výstup:

output - vyčíslený objem přímého odtoku vážený podle qAPI a zastoupení tvarů ve formátu JSON

4) soil-texture-hsg

Nástroj soil-texture-hsg slouží ke stažení výřezu rastrových dat půdních vlastností pro polygon o výměře do 20 km². Konkrétně se jedná o tři vrstvy procentuálního zastoupení frakcí písku, prachu a jílu, jednu vrstvu zrnitosti s členěním do 12 tříd dle USDA metodiky a jednu vrstvu hydrologické půdní skupiny. Podkladová data byla odvozena metodami digitálního mapování v rámci projektu Fyzikální a hydropedologické vlastnosti půd ČR a více o zdrojových datech a použitých metodách najdete v sekci Datové podklady. Nástroj má dva vstupní parametry:

input - vstupní polygonová vektorová vrstva zájmového území o maximální celkové ploše 20 km²
layers - názvy požadovaných půdních charakteristik, přesné názvy jsou uvedeny v popisu parametru. Pro získání více vrstev najednou je nutné jejich názvy zadat s čárkou a bez mezery.

Výstupní vrstva je při zachování volby "Postprocessing" v záložce Výstupy nástrojem automaticky načtena do otevřeného projektu QGIS včetně předdefinované symbologie. Samotná rastrová data lze nalézt v dočasném úložišti aplikace, jehož umístění lze zjistit ve vlastnostech zobrazené vrstvy.

POUŽITÍ SLUŽBY

Službu lze použít i bez specializovaného nástroje např. z prostředí webového prohližeče. Tento postup lze doporučit pouze ve speciálních případech a pokročilým uživatelům. Běžnější je využití v některé z desktopových verzí GIS. Následuje podrobný návod pro QGIS. Na platformě Esri ArcGIS není v současnosti služba WPS podporována.

Poznámka: Pro otestování služby můžete použít vzorová vstupní data (zdroj Dibavod, povodí Chotýšanky - atribut HLGP_ID 109030770-109030910) dostupná na URL: http://rain.fsv.cvut.cz/geodata/test.gml

Použití služby v QGIS

QGIS je open source desktopový GIS, je tedy ke stažení zdarma a dostupný bez dalších licenčních omezení. Následuje návod pro verzi QGIS 3.20.

Nejprve je nutné stáhnout aktuální verzi WPS klienta (dostupnou na GitHubu vývojářů ZDE) v podobě zip archivu a nainstalovat jej. To je možné provést z menu Zásuvné moduly → Správa a instalace zásuvných modulů. V dialogu vybereme možnost Instalovat ze ZIPu, vyhledáme zip se staženým WPS klientem a nainstalujeme.
V dalším kroku je nutné aktivovat panel WPS klienta v menu Zásuvné moduly → Web Processing Service → Zobrazit WPS panel. V panelu WPS Pluginu pak vyvoláme místní nabídku s volbou Nová služba a zadáme URL služby: https://rain1.fsv.cvut.cz/services/wps.
Po načtení seznamu vybereme požadovaný WPS nástroj tlačítkem Spustit vyvoláme dialog pro zadání vstupních a výstupních parametrů. Ten je specifický pro každý nástroj, zde je pro ilustraci zvolen soil-texture-hsg, pro jejíž spuštění je nutné zadat pouze vstupní polygon a specifikovat požadovaný výstup.
Po zpracování požadavku služba vrátí požadovaný výsledek a dle jeho typu jej načte do zobrazení (v případě ilustrovaného nástroje) nebo se připojí jako atributová tabulka ke vstupnímu polygonu.