Das HYCOM-Raster hinzufügen

Das ArcGIS Pro-Projektpaket enthält sämtliche Daten für dieses Lernprogramm, einschließlich der Symbolisierung. Nach dem Herunterladen und Öffnen des Projektpakets müssen Sie zuerst das multidimensionale HYCOM-Raster, das auf die Ausdehnung des Golf von Mexiko zugeschnitten ist, entpacken.

Das Projektpaket herunterladen und extrahieren

Das Projektpaket für dieses Lernprogramm wird in ArcGIS Online gehostet. Nachdem Sie das Paket extrahiert und geöffnet haben, findet sich darin ein zusätzlicher gezippter CRF-Ordner, der die HYCOM-Meeresströmungsvariablen enthält. Diesen Ordner müssen Sie entpacken, bevor Sie ihn im Projekt verwenden können.

  1. Laden Sie das Projekt Predict ocean currents to plan remote well inspections herunter.
  2. Navigieren Sie zu Ihrer heruntergeladenen Datei, und doppelklicken Sie darauf, um das Projekt zu extrahieren und in ArcGIS Pro zu öffnen.
  3. Bei Bedarf können Sie in ArcGIS Pro im Bereich Speicherort zum Entpacken auswählen einen Ordner für das Projekt auswählen, in dem der Inhalt entpackt werden soll.

    Wenn Sie nicht aufgefordert wurden, einen Speicherort zum Entpacken auszuwählen, dann entpackt die Anwendung den Inhalt in einem Standardverzeichnis, wie zum Beispiel C:\Users\<NAME>\Documents\ArcGIS\Packages\ predict ocean currents to plan remote well inspections.

    Speicherort zum Entpacken auswählen.

    Das Projekt wird mit einer Karte mit dem Titel Gulf of Mexico HYCOM und einer Szene mit dem Titel Gulf of Mexico Scene geöffnet.

    Das Projekt wird geöffnet, und zu sehen sind Öl- und Gasquellen im Golf von Mexiko.

  4. Navigieren Sie im File Explorer zum Speicherort des extrahierten Projekts, zum Beispiel C:\Users\<NAME>\Documents\ArcGIS\Packages\ predict ocean currents to plan remote well inspections.

    An den Namen des Projektordners wurde eine zusätzliche Zeichenfolge angehängt, wie zum Beispiel \predict ocean currents to plan remote well inspections_d33969.

  5. Öffnen Sie den Ordner commondata und anschließend den Ordner userdata.
  6. Extrahieren Sie im Ordner \commondata\userdata die Datei HYCOM_GoM.zip. Ändern Sie dabei nicht den Speicherort.

    Dort finden Sie auch die Layer- und Style-Dateien, die später in diesem Lernprogramm verwendet werden.

    Die Datei "HYCOM_GoM.zip" extrahieren

    Nachdem das HYCOM-Raster extrahiert wurde, können Sie es jetzt der Karte hinzufügen und seine multidimensionalen Eigenschaften erkunden.

  7. Überprüfen Sie im File Explorer, ob der Ordner HYCOM_GoM extrahiert wurde.

    Ordner "HYCOM_GoM", der erfolgreich im Ordner "userdata" entpackt wurde

  8. Klicken Sie in ArcGIS Pro im Bereich Katalog mit der rechten Maustaste auf Ordner, und wählen Sie Ordnerverbindung hinzufügen aus.

    Eine Ordnerverbindung hinzufügen

    Das Fenster Ordnerverbindung hinzufügen wird angezeigt.

  9. Navigieren Sie im Fenster Ordnerverbindung hinzufügen zum Ordner userdata, der das Raster HYCOM_GoM enthält, und klicken Sie auf OK.

    Ordner suchen

  10. Blenden Sie im Bereich Katalog den Eintrag Ordner und dann userdata ein.

    Sie haben nun Zugriff auf das Raster HYCOM_GoM, das sich in diesem Ordner befindet.

    Ordnerinhalt erkunden

  11. Klicken Sie auf der Symbolleiste für den Schnellzugriff auf die Schaltfläche Speichern, um das Projekt zu speichern. Beantworten Sie die Frage, ob das Projekt in der aktuellen Version von ArcGIS Pro gespeichert werden soll, mit "Ja".

    Schaltfläche "Speichern" auf der Symbolleiste für den Schnellzugriff

Das HYCOM-Raster zur Karte hinzufügen

Das Szenario dieses Lernprogramms findet am 19. April 2021 statt und verwendet eine simulierte 7-Tage-Vorhersage der Meeresströmungen, die bereits auf den Projektbereich zugeschnitten wurde, um die Verarbeitungszeit zu reduzieren und konsistente Ausgaben zu gewährleisten. In einem Szenario in der Realität würde einer der echtzeitnahen HYCOM-Services, die in ArcGIS Living Atlas bereitgestellt werden, zum Vorhersagen der Meeresströmungen (oder sogar von Höhe, Salzgehalt oder Temperatur der Meeresoberfläche) verwendet.

Das Projekt enthält Registerkarten für eine Karte und eine Szene für den Golf von Mexiko. Sie verwenden zuerst die 2D-Karte, um die Positionen der Ölquellen und die HYCOM-Daten zu erkunden sowie entsprechende Stichproben zu generieren, und wechseln dann zur Szene, um die Ergebnisse in 3D zu visualisieren.

  1. Aktivieren Sie ggf. die Karte Gulf of Mexico HYCOM.

    Karte "Gulf of Mexico HYCOM"

  2. Überprüfen Sie im Bereich Inhalt die Karten-Layer.

    Karten-Layer

    Die folgenden Layer sind enthalten:

    • Oil Wells: Ein Layer mit einer Sammlung von 30 Öl- und Gasquellen.
    • Major Ocean Currents: Ein Layer, der die Strömungsschleife des Golfstroms anzeigt, einer globalen Meeresströmung, die sich durch den Golf von Mexiko und um die Südspitze von Florida windet. Dieser Layer zeigt die gleichbleibend warmen und kalten Strömungen rund um den Globus.
    Hinweis:

    Den Layer Major Ocean Currents finden Sie auf ArcGIS Living Atlas of the World.

  3. Verwenden Sie das Werkzeug Erkunden, um die Ansicht zu verkleinern und einige der übergeordneten warmen und kalten Strömungen rund um den Globus zu erkunden, bevor Sie das Raster Gulf of Mexico HYCOM zur Karte hinzufügen.

    Die Strömungsschleife

    Einige Ölquellen befinden sich innerhalb der Strömungsschleife des Golfstroms, andere dagegen im Nordwesten außerhalb der Strömung.

    Quellen innerhalb und außerhalb der Strömungsschleife

  4. Klicken Sie im Bereich Katalog unter Ordner mit der rechten Maustaste auf das Raster HYCOM_GoM, und klicken Sie dann auf Eigenschaften.

    Eigenschaften von "HYCOM_GoM" anzeigen.

    Das Fenster Eigenschaften von Raster-Datasets wird angezeigt.

  5. Klicken Sie im Fenster Eigenschaften von Raster-Datasets auf die Registerkarte Multidimensionale Informationen.

    Multidimensionale Eigenschaften von "HYCOM_GoM" anzeigen

  6. Überprüfen Sie den Abschnitt Eigenschaften, und klicken Sie für Standardvariable auf das Dropdown-Menü für Wert.

    Das multidimensionale HYCOM-Raster enthält zwei Variablen und zwei Dimensionen. Die Variablen sind u und v. Jede Variable hat eine Tiefen- und eine Zeitdimension.

    Variablen von "HYCOM_GoM" überprüfen

  7. Blenden Sie unter Variablen den Eintrag Eastward_Sea_Water_Velocity__u und dann die Dimensionen Depth und StdTime ein.

    Nun können Sie die Eigenschaften der Dimensionen Depth und StdTime überprüfen.

    • Für Depth liegt die Ausdehnung im Bereich von -5000 bis 0, und die Anzahl ist 40.
    • Für StdTime beträgt das Intervall 3 Stunden bei einer Anzahl von 56 und einer Ausdehnung von 2021-04-19T00:00:00 bis 2021-04-25T21:00:00.

    Die Tiefen- und die Zeitdimension von "HYCOM_GoM" überprüfen

    Als Nächstes fügen Sie das Raster HYCOM_GoM zur Karte Gulf of Mexico HYCOM hinzu.

  8. Überprüfen Sie selbstständig die Eigenschaften der Dimensionen für die Variable Northward_Sea_Water_Velocity__v. Klicken Sie anschließend auf Abbrechen, um den Bereich Eigenschaften von Raster-Datasets zu schließen.
  9. Klicken Sie im Bereich Katalog mit der rechten Maustaste auf das Raster HYCOM_GoM, und wählen Sie Zu aktueller Karte hinzufügen aus.

    Layer "HYCOM_GoM" zur Karte hinzufügen

    Das Raster wird zu der Karte hinzugefügt.

  10. Zoomen Sie mit dem Werkzeug Erkunden auf die Ausdehnung des Rasters HYCOM_GoM.

    Den Layer "HYCOM_GoM" erkunden

    Im multidimensionalen HYCOM-Raster sind die Zeiteigenschaften aktiviert. Beim Hinzufügen des Rasters zur Karte wird oben auf dem Bildschirm der Zeitschieberegler angezeigt. Im Moment ist es am besten, den Zeitschieberegler zu deaktivieren und auszublenden. Die Zeit werden Sie später in diesem Lernprogramm aktivieren und verwenden.

  11. Zeigen Sie auf der Karte auf den Zeitschieberegler, und klicken Sie auf die Schaltfläche "Ausblenden".

    Den Zeitschieberegler erkunden

  12. Klicken Sie im Bereich Inhalt auf den Layer HYCOM_GoM.
  13. Klicken Sie auf dem Menüband auf die Registerkarte Raster-Layer und in der Gruppe Rendering auf die Schaltfläche DRA.
    Tipp:

    DRA ist die Abkürzung für "Dynamic Range Adjustment" (dynamische Bereichsanpassung).

    DRA auswählen

    Die Karte wird aktualisiert.

    Layer "HYCOM_GoM" mit angewendeter DRA

  14. Überprüfen Sie im Bereich Inhalt den Layer HYCOM_GoM.

    Blenden Sie die Legende des Layers "HYCOM_GoM" ein.

    Die Layer-Legende enthält den Minimal- und den Maximalwert des Farbverlaufs zur besseren Darstellung der Magnitude von Meeresströmungen.

  15. Zoomen Sie mit dem Werkzeug Erkunden auf Features im Layer Oil Wells.

    HYCOM-Raster mit DRA

  16. Klicken Sie in der Gruppe Rendering auf das Dropdown-Menü Resampling-Typ, und wählen Sie Bilinear aus.

    Wählen Sie die Resampling-Methode "Bilinear" aus.

    Mit dieser Aktion werden die Raster-Pixel geglättet.

    HYCOM-Raster mit DRA und bilinearem Resampling

    Das multidimensionale HYCOM-Raster enthält zwei Variablen und zwei Dimensionen. Die Variablen sind u (aktuell auf der Karte angezeigt) und v zur Darstellung von Tiefe und Zeit.

    Als Nächstes ersetzen Sie die Variable u (Ost-West), die im Raster angezeigt wird, durch die Variable v (Komponentenrichtung Nord-Süd).

  17. Klicken Sie auf der Registerkarte Multidimensional in der Gruppe Aktueller Anzeigeausschnitt auf das Dropdown-Menü Variable, und wählen Sie Northward_Sea_Water_Velocity_v aus.

    Die Anzeigevariable auswählen

    Wenn Sie die aktive Variable ändern, müssen Sie DRA und das bilineare Resampling erneut anwenden.

  18. Klicken Sie auf der Registerkarte Raster-Layer in der Gruppe Rendering auf DRA. Klicken Sie auf das Dropdown-Menü Resampling-Typ, und wählen Sie Bilinear aus.
  19. Klicken Sie auf der Registerkarte Multidimensional in der Gruppe Aktueller Anzeigeausschnitt auf das Dropdown-Menü StdTime.

    Zeitintervalle anzeigen

    Sie Dimension StdTime besteht aus den 3-Stunden-Schritten, die Sie auch beim Überprüfen der Eigenschaften der Variablen und Dimensionen für das Raster HYCOM_GoM gesehen haben.

  20. Klicken Sie auf der Registerkarte Multidimensional in der Gruppe Aktueller Anzeigeausschnitt auf das Dropdown-Menü Depth.

    Tiefenintervalle überprüfen

    In Richtung zur Oberfläche ergibt sich ein dichteres Schrittintervall und bei Beobachtungen im Bereich von -5000 m ein weniger dichtes Intervall. Erkunden Sie selbstständig andere Zeiten und Tiefen, und beobachten Sie dabei, wie das HYCOM-Raster in der Karte aktualisiert wird.

  21. Speichern Sie das Projekt.

In diesem Abschnitt haben Sie sich mit dem Projektbereich für Ölquelleninspektionen im Golf von Mexiko vertraut gemacht und mit dem Erkunden der Variablen und Dimensionen des HYCOM-Datasets in 2D begonnen. Im nächsten Abschnitt werden Sie die Ölquellen verwenden, um Stichproben von den Meeresströmungen an bestimmten Positionen zu generieren und zu bestimmen, wo und wann ein ROV in der Nähe der Strömungsschleife des Golfstroms sicher eingesetzt werden kann. Im nächsten Modul werden Sie Stichproben im HYCOM-Raster an den 30 Positionen der Ölquellen in den beiden Dimensionen Tiefe und Zeit generieren und den u- und den v-Vektor in Richtung und Geschwindigkeit transformieren.


Stichproben im HYCOM-Raster generieren

Die Quellen im Golf von Mexiko werden routinemäßig inspiziert und bei Bedarf abgedeckt, wenn die Meeresströmungen ruhig genug sind, um einen sicheren Abstieg und Aufstieg des ROV zu ermöglichen.

ROV-Mission. Quellennachweis für Foto: Keith VanGraafeiland

In diesem Abschnitt werden Sie in 3-Stunden-Zeitintervallen eine Stichprobe der u- und v-Strömungsvektoren im HYCOM-Raster für jede der 30 Ölquellenpositionen generieren. Als Nächstes werden Sie diese Werte in Geschwindigkeit und Richtung transformieren und die Ergebnisse zum Visualisieren der Meeresströmung unter Verwendung von dynamischen 3D-Symbolen verwenden.

HYCOM-Stichproben an Ölquellenpositionen

Um die ROV-Inspektionsmission zu planen, ist es erforderlich, die Meeresströmungen an den Positionen der Ölquellen im Zeitverlauf zu untersuchen. Mit dem Geoverarbeitungswerkzeug Stichprobe, das multidimensionale Raster unterstützt, können Sie den gesamten Bereich der Dimensionen Zeit und Tiefe für das HYCOM-Prognose-Raster an Ölquellenpositionen extrahieren.

  1. Öffnen Sie ggf. die Karte Gulf of Mexico HYCOM.
  2. Deaktivieren Sie im Bereich Inhalt den Raster-Layer HYCOM_GoM.
  3. Erweitern Sie im Bereich Inhalt den Layer Oil Wells.

    Erweitern Sie den Layer "Oil Wells".

    Für die Förderung an Off­shore-Ölquellen gibt es zwei Möglichkeiten. Die Symbolisierung der 30 Ölquellen richtet sich danach, ob das ROV von einem schwimmenden Wasserfahrzeug oder von einer Plattform gestartet wird.

    Das folgende Bild zeigt die Förderung von einem schwimmenden Wasserfahrzeug aus.

    Von einem Boot gestartetes ROV Quellennachweis für Foto: Keith VanGraafeiland

    Das folgende Bild zeigt die Förderung von einer Plattform aus.

    Von einer Plattform gestartetes ROV Quellennachweis für Foto: Keith VanGraafeiland

  4. Vergrößern Sie mit dem Werkzeug Erkunden die Ansicht auf den Cluster der Ölquellen, die sich innerhalb und außerhalb der Strömungsschleife befinden.

    Ölquellen-Cluster erkunden

  5. Geben Sie oben in ArcGIS Pro unter Befehlssuche den Begriff Stichprobe ein, und wählen Sie aus der Ergebnisliste den Eintrag Stichprobe (Image Analyst Tools) aus.

    Das Werkzeug "Stichprobe" suchen und verwenden

    Der Werkzeugbereich Stichprobe wird angezeigt.

  6. Legen Sie im Geoverarbeitungswerkzeug Stichprobe die folgenden Parameter fest:

    • Wählen Sie für Eingabe-Raster das Raster HYCOM_GoM aus.
    • Wählen Sie für Eingabe-Positions-Raster oder -Features den Layer Oil Wells aus.
    • Geben Sie für Ausgabetabelle oder -Feature-Class den Namen Sample_HYCOM_Go1 ein.
    • Wählen Sie für Eindeutiges ID-Feld das Feld Well ID aus.
    • Aktivieren Sie Als multidimensional verarbeiten.
    • Aktivieren Sie Feature-Class erstellen.

    Parameter des Werkzeugs "Stichprobe"

    Die Untersuchung der Eigenschaften der Dimensionen Tiefe und Zeit ergibt eine Anzahl von 40 Tiefen und 56 Zeiten. Diese Zahlen bestimmen in Kombination mit der Anzahl der Stichproben (30 Quellen) die Anzahl der Ausgabepunkte, die durch das Geoverarbeitungswerkzeug Stichprobe generiert werden.

  7. Klicken Sie auf Ausführen.

    Der Layer Sample_HYCOM_Go1 wird der Karte hinzugefügt. Er besteht aus 67.200 Punkten, die eine Stichprobe von 40 Tiefenintervallen, 56 Zeitschritten und 30 Ölquellenpositionen repräsentieren.

  8. Speichern Sie das Projekt.

    Im nächsten Modul werden Sie die Attribute, die zum Symbolisieren der Meeresströmungen in 3D benötigt werden, unter Verwendung der Variablen u und v transformieren.

Geschwindigkeit und Richtung aus Variablen u und v berechnen

Das HYCOM-Raster verwendet Vektoren für die Komponentenrichtungen Ost-West (u) und Nord-Süd (v), die die Magnituden der Bewegung der Meeresströmungen beschreiben. Zum Skalieren und Drehen der 3D-Symbole müssen Sie zuerst diese Werte in eine Geschwindigkeit (m/s) und eine Richtung (Grad) konvertieren. In den folgenden Schritten werden Sie ein einfaches ModelBuilder-Modell aus der Projekt-Toolbox verwenden, um diese zusätzlichen Attribute den Stichprobenpunkten hinzuzufügen.

  1. Klicken Sie im Bereich Inhalt mit der rechten Maustaste auf Sample_HYCOM_Go1, und wählen Sie Attributtabelle aus.
  2. Überprüfen Sie die Attributtabelle Sample_HYCOM_Go1.

    Das Werkzeug Stichprobe beginnt mit der Verarbeitung der ersten Ölquellen-ID ("Well ID"), dem ersten Zeitschritt und dem tiefsten Tiefenintervall und verringert die Tiefen für jede Position, bevor es zum nächsten Zeitschritt übergeht und diesen Prozess wiederholt.

    Erkunden Sie die Attributtabelle "Sample_HYCOM_Go1".

    Wundern Sie sich nicht über die NULL-Werte bei den tieferen Intervallen; dies ist in Ordnung. Da im Golf von Mexiko die 30 Ölquellen eine maximale Tiefe von -1000 m bis -3000 m haben, gilt im HYCOM-Raster und in Ihren Stichprobenpunkten jeder Wert über diese Tiefe hinaus als NoData.

  3. Öffnen Sie den Bereich Katalog, und blenden Sie Toolboxes ein.
  4. Blenden Sie die Toolbox Predict ocean currents to plan remore well inspections ein.

    Suchen Sie das Modellwerkzeug.

  5. Klicken Sie mit der rechten Maustaste auf Calculate Velocity and Direction from u and v, und wählen Sie Bearbeiten aus.

    Schaltfläche "Bearbeiten" für das Modell "Calculate Velocity and Direction from u and v" im Bereich "Katalog"

    Der ModelBuilder-Editor wird angezeigt.

  6. Klicken Sie oben auf der Modellzeichenfläche auf die Schaltfläche Werkzeugleiste einblenden.

    Schaltfläche "Werkzeugleiste einblenden"

  7. Klicken Sie auf der Modell-Werkzeugleiste in der Gruppe Ausführen auf Überprüfen.

    Schaltfläche "Überprüfen"

    Die Modell-Werkzeugleiste wird angezeigt.

  8. Klicken Sie in der Gruppe Modell auf Speichern, und schließen Sie die Ansicht ModelBuilder.
  9. Doppelklicken Sie im Bereich Katalog auf das Modell Calculate Velocity and Direction from u and v.
  10. Doppelklicken Sie in der Toolbox Visualizing Multidimensional Ocean Data auf das Modell Calculate Velocity and Direction from u and v.
    Hinweis:

    Um es zu finden, können Sie auch die Geoverarbeitungswerkzeuge nach u and v durchsuchen, wie Sie es beim Werkzeug Stichprobe getan haben.

  11. Wählen Sie im Modellwerkzeug Calculate Velocity and Direction from u and v für Sample Points die Option Sample_HYCOM_Go1 aus, und klicken Sie auf Ausführen.

    Verwenden Sie das Modellwerkzeug.

    Das Werkzeug wird zwar erfolgreich ausgeführt, gibt aber eine Warnung aus. Da einige Stichprobenpunkte bei tieferen Intervallen NULL-Werte enthalten, kann das Werkzeug diese Datensätze nicht verarbeiten, sondern generiert diese Warnung.

    Warnung des Modellwerkzeugs

    Hinweis:

    Da die Vektoren u und v die positiven und negativen X- und Y-Komponenten der Meeresströmung repräsentieren, wird im Modell der Satz des Pythagoras zum Auflösen nach der Geschwindigkeit in m/s verwendet:

    Geschwindigkeit = √u² + v²

    Die Richtung der Meeresströmung können Sie wieder aus u und v auf geometrischem Wege bestimmen:

    Richtung = (180/π) * arctan(u,v)

  12. Überprüfen Sie die Attributtabelle Sample_HYCOM_Go1.

    Überprüfen Sie die neuen Feldwerte.

    Die Stichprobenpunkte besitzen jetzt die Attribute, die zum Skalieren und Drehen der 3D-Symbole für die Meeresströmung in Raum und Zeit benötigt werden. Beim Überprüfen der Werte für die Geschwindigkeit werden Sie sicher feststellen, dass sie mit zunehmender Tiefe rapide abnehmen. Daran ist zu erkennen, dass die Strömungsschleife hauptsächlich in der Nähe der Oberfläche aktiv ist.

  13. Schließen Sie die Attributtabelle Sample_HYCOM_Go1.
  14. Speichern Sie das Projekt.

In diesem Modul haben Sie Stichproben im HYCOM-Raster an den 30 Positionen der Ölquellen in den beiden Dimensionen Tiefe und Zeit genommen und den u- und den v-Vektor in Richtung und Geschwindigkeit transformiert. Im nächsten Modul werden Sie die Stichprobenpunkte zur Szene hinzufügen und als zeitbezogene benutzerdefinierte 3D-Pfeile, die Richtung und Magnitude von Meeresströmungen anzeigen, symbolisieren.


3D-Symbole für die Meeresströmung konfigurieren

Die multidimensionalen HYCOM-Daten lassen es von Natur aus nur schwer zu, verschiedene Dimensionen der Veränderung und Magnitude in einer 2D-Ansicht zu synthetisieren. Sie können immer nur ein Tiefen- oder Zeitintervall betrachten, verlieren dann aber den Kontext des Intervalls davor oder dahinter. Mit einer Szene können Sie Ihre 67.200 Stichprobenpunkte in intuitive Symbole konvertieren, die alle Tiefendimensionen in einer einzigen 3D-Ansicht erfassen.

HYCOM-Stichprobenpunkte zur Szene hinzufügen und Tiefe konfigurieren

In diesem Modul werden Sie die HYCOM-Stichprobenpunkte zu einer im Projekt bereitgestellten Szene hinzufügen und die Layer-Eigenschaften so konfigurieren, dass die Visualisierung der Meerestiefe in einer globalen Szene mit dem Höhenservice TopoBathy 3D (Topografie und Bathymetrie/Tiefseemessung), der in ArcGIS Living Atlas verfügbar ist, unterstützt wird. Im Projekt wurde auch eine Layer-Datei (.lyrx) bereitgestellt, die ein einfaches unidirektionales 3D-Symbol, das in SketchUp erstellt wurde, enthält.

  1. Klicken Sie auf der Karte Gulf of Mexico HYCOM im Bereich Inhalt mit der rechten Maustaste auf den Layer Sample_HYCOM_Go1, und wählen Sie Kopieren aus.

    Kopieren Sie den Layer, um ihn zu duplizieren.

  2. Aktivieren Sie die Szene Gulf of Mexico Scene.

    Registerkarte "Gulf of Mexico Scene"

    Diese Szene enthält eine 3D-Ansicht der Ölquelle 20 ("Well 20") aus der Nähe. Diese Ölquelle ist für Inspektionen mit einem Wasserfahrzeug zugänglich und hat eine maximale Tiefe von -2604 m zum Meeresboden:

    Szene "Gulf of Mexico Scene"

  3. Klicken Sie in der Szene im Bereich Inhalt mit der rechten Maustaste auf Gulf of Mexico Scene, und wählen Sie Einfügen aus.

    Den Layer kopieren und einfügen.

    Der Layer wird der Gruppe 2D-Layer der Szene hinzugefügt.

  4. Klicken Sie auf dem Menüband auf der Registerkarte Karte in der Gruppe Navigieren auf Lesezeichen und dann auf Neues Lesezeichen.

    Neues Lesezeichen hinzufügen

  5. Geben Sie im Fenster Lesezeichen erstellen für Name den Namen Well 20 ein, und klicken Sie auf OK.

    Ein Lesezeichen erstellen

  6. Verkleinern Sie mit dem Werkzeug Erkunden die Ansicht, und erkunden Sie die Features im Layer Sample_HYCOM_Go1.

    Features im Layer "Sample_HYCOM_Go1" erkunden.

    Sie wenden eine Layer-Datei an, mit der der Layer Sample_HYCOM_Go1 in die Gruppe 3D-Layer verschoben wird.

  7. Klicken Sie im Bereich Inhalt auf den Layer Sample_HYCOM_Go1.
  8. Klicken Sie auf dem Menüband auf der Registerkarte Feature-Layer auf die Schaltfläche Symbolisierung.

    Den Bereich "Symbolisierung" anzeigen.

    Der Bereich Symbolisierung wird angezeigt.

  9. Klicken Sie im Bereich Symbolisierung auf die Schaltfläche Symbolisierung importieren.

    Klicken Sie auf "Symbolisierung importieren".

  10. Legen Sie im Werkzeug Symbolisierung aus Layer anwenden die folgenden Parameter fest:
    • Überprüfen Sie unter Eingabe-Layer, ob Sample_HYCOM_Go1 ausgewählt ist.
    • Navigieren Sie für Symbolisierungs-Layer zum Layer 3D Arrows.lyrx in Ihrer Ordnerverbindung, und wählen Sie ihn aus.

    Symbolisierungs-Layer auswählen.

  11. Überprüfen Sie unter Symbolisierungsfelder die durch die Layer-Datei 3D Arrows.lyrx festgelegt wurden.
    • Typ ist auf Wertefeld festgelegt.
    • Quellfeld ist auf Velocity festgelegt.
    • Zielfeld ist auf Velocity (m/s) festgelegt.
    • Wählen Sie unter Symbolisierungsbereiche nach Daten aktualisieren die Option Bereiche beibehalten aus.

    Symbolisierung aus dem Layer anwenden.

  12. Klicken Sie auf Ausführen, um die Symbolisierung anzuwenden.

    Die Szene wird aktualisiert und zeigt eine Sammlung überlappender 3D-Pfeile an der Meeresoberfläche bei Ölquelle 20. Der größte Teil der Symbolisierung wurde durch die Layer-Datei übernommen, wie zum Beispiel das Anwenden eines benutzerdefinierten 3D-Pfeil-Symbols, das Verschieben des Layers in die Gruppe 3D-Layer, das Festlegen der Geschwindigkeitsgrenzwerte mit abgestuften Farben und das Hinzufügen von Beschriftungen.

  13. Prüfen Sie im Bereich Inhalt die Legende des Layers Sample_HYCOM_Go1.
    Hinweis:

    Im Bereich Inhalt werden die benutzerdefinierten 3D-Pfeile, die auf den Layer Sample_HYCOM_Go1 angewendet wurden, nicht angezeigt. Die Ölquellen in der Szene werden jedoch mit den Symbolen und mit Geschwindigkeitsgrenzwerten mit abgestuften Farben und mit Beschriftungen angezeigt.

    Bereich "Inhalt"

    Die Geschwindigkeitsgrenzwerte und Symbole für Meeresströmungen basieren auf den hypothetischen Grenzwerten für den Betrieb des ROV, das für die Ölquelleninspektionen in diesem Lernprogramm verwendet wird.

  14. Klicken Sie im Bereich Symbolisierung auf die Registerkarte Symbolisierung nach Attribut variieren, und erweitern Sie Größe.

    Eigenschaften des Bereichs "Symbolisierung" festlegen

    Wie Sie sehen, ist das Feld für die Größe auf Velocity (m/s) festgelegt.

  15. Schließen Sie den Bereich Symbolisierung.
  16. Zoomen Sie mit dem Lesezeichen Well 20 auf die gewünschte Ölquelle.
  17. Verwenden Sie in der Szene das Werkzeug Erkunden, um die Ölquelle 20 zu untersuchen, zu drehen und zu neigen.

    • Grüne Pfeile zeigen optimale niedrige Strömungsgeschwindigkeiten (< 0,25 m/s)
    • Gelbe Pfeile zeigen optimale moderate (aber noch zulässige) Strömungsgeschwindigkeiten (0,25 - 0,5 m/s)
    • Rote Pfeile zeigen Strömungsgeschwindigkeiten (> 0,5 m/s), die über den Grenzwerten für den Betrieb des ROV liegen

    Gestapelte Pfeile überprüfen

    Wie Sie sehen, müssen noch die Höheneinstellungen für Features in den Layer-Eigenschaften konfiguriert werden.

  18. Doppelklicken Sie im Bereich Inhalt auf den Layer Sample_HYCOM_Go1.

    Das Fenster Layer-Eigenschaften wird angezeigt.

  19. Klicken Sie im Fenster Layer-Eigenschaften auf die Registerkarte Höhe. Überprüfen Sie, ob Features sind auf Mit einer absoluten Höhe festgelegt ist. Klicken Sie für Ein Feld auf das Dropdown-Menü, und wählen Sie Depth aus.

    Eigenschaft "Höhe" festlegen

    Nun, da Sie den Z-Wert für jeden Stichprobenpunkt festgelegt haben, werden Sie als Nächstes die Anzeigeeigenschaften überprüfen.

  20. Klicken Sie im Fenster Layer-Eigenschaften auf die Registerkarte Anzeige. Überprüfen Sie, ob 3D-Symbole in realen Einheiten anzeigen aktiviert ist, und klicken Sie auf OK.

    Layer-Anzeigeeigenschaften festlegen.

    Die Szene wird aktualisiert und zeigt alle Stichprobenpunkte in ihrer Tiefe unter der Oberfläche mit der Geschwindigkeit der Meeresströmung in Meter/Sekunde als Beschriftung.

    Anzeigeeigenschaften überprüfen.

  21. Verwenden Sie in der Szene das Werkzeug Erkunden, um ein Ölquellen-Feature zu drehen und zu neigen und die Strömungsgeschwindigkeit zu beobachten.
  22. Speichern Sie das Projekt.

Zeit konfigurieren

Im multidimensionalen HYCOM-Raster sind die Zeiteigenschaften aktiviert.

Tipp:

Als Sie das Raster zur Karte hinzugefügt hatten, um den Schritt der Stichprobennahme durchzuführen, wurden Sie aufgefordert, den Zeitschieberegler oben auf dem Bildschirm zu deaktivieren und auszublenden.

Obwohl die Stichprobenpunkte die Zeitschritte als Attribut des HYCOM-Rasters verkörpern, lässt der Szenen-Layer selbst noch nicht erkennen, ob in ihm die Zeiteigenschaften aktiviert sind. Mit den folgenden Schritten wird die Zeit konfiguriert, damit Sie die Änderungen der Geschwindigkeit der Meeresströmungen in dieser Dimension einfacher erkunden (und animieren) können.

  1. Doppelklicken Sie in der Szene Gulf of Mexico Scene im Bereich Inhalt auf den Layer Sample_HYCOM_Go1.
  2. Klicken Sie im Fenster Layer-Eigenschaften auf Zeit.
  3. Klicken Sie auf der Registerkarte Zeit für Nach Zeit filtern auf Layer-Inhalt auf Basis von Attributwerten filtern.

    Layer-Eigenschaften anzeigen.

  4. Überprüfen Sie für Layer-Zeit und Zeitfeld, dass der Wert Jedes Feature hat ein Zeitfeld bzw. Zeitfeld ausgewählt ist.

    Ein Zeitfeld auswählen

    Aktuell ist für das HYCOM-Dataset der Zeitraum der Anzeige auf 19. April um Mitternacht bis 25. April, 21 Uhr, festgelegt. Da in HYCOM ein Zeitintervall von drei Stunden (UTC-Zeit) festgelegt ist, müssen die Zeiteigenschaften der Stichprobenpunkte damit übereinstimmen.

  5. Aktivieren Sie für Zeitintervall die Option Mit einem regulären Zeitintervall anzeigen, und legen Sie Schritt auf 3 in der Einheit Stunden fest.

    Zeitintervallschritt festlegen

  6. Klicken Sie für Zeitzone auf das Dropdown-Menü, und wählen Sie (UTC) Coordinated Universal Time aus.

    Zeitzone auf "(UTC) Coordinated Universal Time" festlegen

  7. Klicken Sie auf OK.

    Wenn Sie die Zeit für einen Layer konfiguriert haben, wird sie oben in der Szene angezeigt.

    Zeitschieberegler in einer Szene

  8. Zeigen Sie in der Szene auf den Zeitschieberegler, und klicken Sie auf die Schaltfläche Zeit deaktiviert.
    Tipp:

    Wenn der Zeitschieberegler deaktiviert ist, ist in der Schaltfläche ein rotes Symbol zu sehen.

    Zeit aktivieren oder deaktivieren

    Der Schieberegler filtert dann die Daten so, dass nur der erste Schritt in der Serie angezeigt wird: 19. April 2021, um Mitternacht.

    Erster Schritt in der Serie

  9. Klicken Sie oben auf dem Zeitschieberegler auf den Pfeil nach rechts, um sich in der Zeitserie um einige Schritte vorwärts zu bewegen.

    Schritte vorwärts bewegen

    Sie werden feststellen, dass aktuell ein gleitendes 3-Stunden-Zeitfenster angezeigt wird. Sie möchten aber stattdessen genau einen Zeitwert durchschreiten.

  10. Suchen Sie auf dem Menüband auf der Registerkarte Zeit in der Gruppe Aktuelle Zeit die Einstellung Zeitspanne, und ersetzen Sie den Wert 3 durch den Wert 0.

    Zeitspanne festlegen.

  11. Überprüfen Sie in der Gruppe Schritt, ob Schrittintervall auf 3 Stunden festgelegt ist.

    Schrittintervall überprüfen

    Jetzt wird auf dem Zeitschieberegler nur ein einzelner Wert angezeigt, während Sie sich in 3-Stunden-Schritten vorwärts und rückwärts durch die Zeitserie bewegen.

    Wiedergabezeit mit Schrittintervall

  12. Verwenden Sie in der Szene das Werkzeug Erkunden, um näher an Ölquelle 20 zu zoomen.
  13. Deaktivieren Sie im Bereich Inhalt den Layer Well Tops, damit die oberflächennahen Strömungen besser zu erkennen sind.

    Wiedergabezeit ohne Ölquellenspitze
    Hinweis:

    Die Pfeile auf Ihrer Karte sehen möglicherweise anders aus.

    Jetzt sind die Dimensionen Tiefe und Zeit für Ihre Stichprobenpunkte konfiguriert.

  14. Erkunden Sie selbstständig einige der anderen Ölquellenpositionen in der Szene, und verwenden Sie den Zeitschieberegler, um zu vergleichen, wie sich die Geschwindigkeit und Richtung der Strömungen im Raum, in der Tiefe und in der Zeit ändern.

    Animation

    Hinweis:

    Sie können diesen Layer auch als bereichsbezogen konfigurieren, indem Sie das Tiefenattribut in den Bereichsschieberegler einfügen. Sie können bestimmte Tiefen oder Tiefenbereiche anzeigen, wenn Sie zum Beispiel nur die Stichprobenpunkte in den obersten 100 Metern sehen möchten. Weitere Informationen finden Sie in der ArcGIS Pro-Dokumentation unter Konfigurieren eines Bereichs. Das Konfigurieren der Zeit (oder eines Bereichs) für ein Dataset ist eine grundlegende Methode beim Filtern und Visualisieren dynamischer Prozesse in 2D und 3D.

Für das Szenario Ihres Lernprogramms müssen eine Menge an Informationen verarbeitet werden, um zu ermitteln, wo und wann die Meeresströmungen für ausreichend ruhige See sorgen, damit ein ROV in die Tiefe geschickt werden kann. Glücklicherweise bietet ArcGIS Pro mehrere Diagrammoptionen, mit deren Hilfe aus dem Dataset eine einfache Übersicht über potenzielle ROV-Tauchfenster für Planer oder Entscheidungsträger abgeleitet werden kann. Im nächsten Abschnitt werden Sie ein Diagramm generieren.


Zeitfenster für ROV-Tauchgänge mit einem Matrix-Heat-Diagramm ermitteln

Das Visualisieren der Strömungen als 3D-Pfeil-Symbole ist eine intuitive Methode zum Darstellen von Richtung, Magnitude und Tiefe. Da Sie jedoch immer nur eine Ölquelle beurteilen können, ist diese Methode bei großen Stichproben-Datasets nicht besonders gut geeignet. Um Ihre Analysen an HYCOM-Daten und 30 Ölquellenpositionen einer Woche in eine Form zu bringen, die auf ein einzelnes Blatt Papier passt, sollten Sie ein Matrix-Heat-Diagramm verwenden.

Das Matrix-Heat-Diagramm konfigurieren

Das Matrix-Heat-Diagramm ist eine einfache Möglichkeit zum Analysieren der Beziehung zwischen zwei Kategoriefeldern (Ölquellen-ID und Zeit) entsprechend dem Wert eines numerischen Feldes (Geschwindigkeit). Dieses Diagramm kann helfen, die Frage zu beantworten, ob an einer bestimmten Ölquellenposition zu einer bestimmten Zeit die Geschwindigkeit der Strömung die Betriebsparameter Ihres ROV überschreitet. In dieser Situation geht es Ihnen nicht um einzelne Tiefenwerte, da beim Abstieg und beim Wiederaufstieg vom Meeresboden alle diese Werte durchlaufen werden müssen. Worum es Ihnen aber geht, ist die Frage, wie groß der maximale Strömungswert für alle Tiefen an einer bestimmten Ölquelle zu einer bestimmten Zeit ist.

In den folgenden Schritten werden Sie anhand der Attribute der Stichprobenpunkte ein Matrix-Heat-Diagramm konfigurieren, um diese Frage zu beantworten.

  1. Aktivieren Sie ggf. die Szene Gulf of Mexico Scene.
    Hinweis:

    Da der Zeitschieberegler im Grunde wie eine Definitionsabfrage funktioniert, müssen Sie ihn deaktivieren, damit das vollständige Dataset im Diagramm angezeigt wird. Sie können ihn aber auch mit den Diagrammen verwenden, wenn Sie schrittweise einzelne Zeitwerte durchlaufen möchten, um zu sehen, wie das Diagramm reagiert.

  2. Klicken Sie in der Szene im Zeitschieberegler auf die Schaltfläche Zeit aktiviert, um die Zeit zu deaktivieren.

    Zeitschieberegler deaktivieren

  3. Klicken Sie im Bereich Inhalt mit der rechten Maustaste auf den Layer Sample_HYCOM_Go1, zeigen Sie auf Diagramm erstellen, und wählen Sie Matrix-Heat-Diagramm aus.

    Matrix-Heat-Diagramm erstellen

    Unterhalb der Szene wird ein leeres Matrix-Heat-Diagramm mit dem entsprechenden Fenster Diagrammeigenschaften auf der rechten Seite hinzugefügt.

  4. Die Position des Bereichs mit dem Diagramm und den Eigenschaften können Sie bei Bedarf ändern.

    Ändern Sie die Position des Bereichs mit dem Diagramm und den Eigenschaften, und verankern Sie ihn.

  5. Aktualisieren Sie auf der Registerkarte Daten im Bereich Diagrammeigenschaften die folgenden Werte:
    • Wählen Sie für Spaltenkategorie den Eintrag StdTime aus.
    • Wählen Sie für Zeilenkategorie den Eintrag WellID aus.
    • Wählen Sie für Aggregation den Eintrag Maximum aus.
    • Wählen Sie für Zahl den Eintrag Velocity (m/s) aus.
    • Wählen Sie für Klassen den Wert 3.

    Diagrammeigenschaften festlegen.

  6. Blenden Sie im Bereich Diagrammeigenschaften die Klassengrenzen ein.
    Hinweis:

    Die Werte der Klassengrenzen entsprechen nicht den aktuellen Grenzwerten für die Strömungsgeschwindigkeit.

    Standard-Klassengrenzen

    Diese drei Klassengrenzen müssen Sie so konfigurieren, dass die Grenzwerte 0,25, 0,5 und 2,0 verwendet werden und die Farben mit den Farben der unidirektionalen 3D-Pfeile übereinstimmen.

  7. Klicken Sie auf das Dropdown-Menü Farbschema, und aktivieren Sie das Kontrollkästchen Namen anzeigen. Wählen Sie im Dropdown-Menü Farbschema das Schema HYCOM Velocity Colors aus.

    Wählen Sie das Farbschema "HYCOM Velocity Colors" aus.

    Das Farbschema HYCOM Velocity Colors ist im Projektpaket enthalten und besteht aus drei Farb-Styles für die jeweiligen oberen Grenzwerte, die als Grün, Gelb und Rot konfiguriert sind.

  8. Legen Sie auf der Registerkarte Klassen für Klassengrenzen den oberen Wert für jedes Intervall wie folgt fest:
    • Geben Sie für Grün den Wert 0.25 ein.
    • Geben Sie für Gelb den Wert 0.5 ein.
    • Geben Sie für Rot den Wert 2.0 ein.

    Aktualisieren Sie die Klassenintervalle.

  9. Klicken Sie für Zeilen sortieren auf das Dropdown-Menü, und wählen Sie Absteigend (Z-A) aus.

    Option "Zeilen sortieren"

    Langsam wird das Diagramm aussagekräftig, erfordert aber zur besseren Klarheit noch eine zusätzliche Formatierung.

    Symbolisiertes Matrix-Heat-Diagramm

  10. Klicken Sie im Bereich Diagrammeigenschaften auf die Registerkarte Format und dort auf die Schaltfläche Symbolelemente.

    Registerkarte "Format" für das Diagramm

  11. Klicken Sie auf Gitternetzlinien. Wählen Sie für Farbe die Option Grau 50 % (1. Spalte, 6. Zeile) aus, und geben Sie für Breite den Wert 0,25 Pkt ein. Wählen Sie dann für Linientyp die Option Durchgezogen aus.
    Tipp:

    Zeigen Sie auf eine Farbe, um ihren Namen einzublenden.

    Eigenschaften für Diagrammanzeige festlegen

    Nach der Aktualisierung des Diagramms lassen sich Ölquellen und Zeitintervalle einfacher identifizieren.

    Überprüfen Sie die aktualisierten Ölquellen und Zeitintervalle im Diagramm.

  12. Klicken Sie im Bereich Diagrammeigenschaften auf die Registerkarte Allgemein, und aktualisieren Sie die folgenden Eigenschaften:

    • Überprüfen Sie, ob Diagrammtitel auf Maximum of Velocity (m/s) for StdTime and WellID festgelegt ist.
    • Geben Sie für als Titel der X-Achse den Text Time (UTC) ein.
    • Geben Sie als Titel der Y-Achse den Text Well_ID ein.
    • Geben Sie als Legendentitel den Text Weekly (m/s) ein.
    • Geben Sie als Beschreibung den folgenden Text ein: This chart shows the maximum ocean current velocity by Well ID in the Gulf of Mexico calculated from HYCOM between April 19 - April 25, 2021.

    Allgemeine Diagrammeigenschaften festlegen.

  13. Wenn Sie fertig sind, dann vergrößern Sie das fertige Diagramm, um Zellen und Zeitschritte zu erkunden.

    Wie Sie sehen, verlaufen im Diagramm die Änderungen in Strömung und Ölquellenpositionen von Westen nach Osten (und zur Strömungsschleife).

  14. Wenn Sie sich im Diagramm die am weitesten westlich gelegenen Ölquellen (Nr. 1 bis 15) anschauen, die in der folgenden Abbildung als A angegeben sind, dann werden Sie feststellen, dass bei diesen Ölquellen die Strömungen Maximalwerte von 0,25 und 0,50 haben, die innerhalb der Grenzwerte für den Betrieb eines ROV liegen.

    Die Erreichbarkeit der Ölquellen anhand des Diagramms untersuchen.

  15. Schauen Sie sich im Diagramm die östlich gelegenen Ölquellen (Nr. 16 bis 26) an, die in der Abbildung als B angegeben sind. Bei allen diesen Ölquellen gibt es einen Zeitraum, in dem Strömung zu stark ist (2,0 und höher) und damit die Grenzwerte für den Betrieb eines ROV überschreitet.

    Wenn Sie noch tiefer in die Strömung eintauchen, dann finden Sie einige Ölquellen (Nr. 27 bis 29), die in der Abbildung als C angegeben sind, ohne verfügbare Zeitfenster für den Einsatz, da sie sich vollständig innerhalb der Strömungsschleife befinden. Dies könnte jahreszeitlich bedingt sein, das heißt, wenn sich die Schleife wegen jahreszeitlicher Änderungen verschiebt, dann könnten sich damit auch die Grenzwerte für den Betrieb ändern.

  16. Aktivieren Sie in der Szene den Zeitschieberegler, fokussieren Sie ihn auf eine Teilmenge der Zeitdaten, und legen Sie als Zeit einen einzelnen Tag fest.

    Das Diagramm reagiert, indem nur die Meeresströmungen eines einzelnen Tages angezeigt werden. Ändern Sie die Position der Szene und des Diagramm so, dass sowohl die Ölquelle als auch das Diagramm beobachtet werden können.

    Überprüfen Sie das Matrix-Heat-Diagramm eines einzelnen Tages.

  17. Speichern Sie das Projekt.

In diesem Abschnitt haben Sie 67.200 einzelne Vorhersagen von Meeresströmungen in einem übersichtlichen Diagramm zusammengefasst, das für die Planung der ROV-Einsätze verwendet werden kann. Beim Untersuchen des Prozesses der Suche nach einem Signal im HYCOM-Rauschen haben Sie sich des Mantras von Dr. Ben Shneiderman bezüglich der Suche nach Informationen im Workflow bedient: "Zuerst die Übersicht, zoomen und filtern, dann Details bei Bedarf." Sie haben ein Diagramm erstellt (Übersicht) und dann das Diagramm verwendet, um das Dataset zu vereinfachen und Ausreißer zu suchen (zoomen und filtern). Als Nächstes schließen Sie das Mantra (und das Lernprogramm) ab, indem Sie Strömungen für eine bestimmte Ölquelle animieren (Details bei Bedarf).


Meeresströmungen in 3D animieren

In diesem Modul werden Sie unter Verwendung der Zeitdimension in HYCOM eine Animation einer Ölquelle erstellen, um die Dynamik der Intensität und Richtung der Meeresströmung im Verlauf einer Woche detailliert zu veranschaulichen. Glücklicherweise liegt mit dem Konfigurieren und Aktivieren der Zeit für die Stichprobenpunkte die Vorbereitung zur Hälfte hinter uns. Zu tun bleibt jetzt nur noch, auf eine Ölquelle zu vergrößern, die Zeitschritte in eine neue Animation zu laden, Annotationen hinzuzufügen und sie zu exportieren.

Eine Zeitserie in eine Animation laden

  1. Aktivieren Sie ggf. die Szene Gulf of Mexico Scene.
  2. Klicken Sie in der Szene im Zeitschieberegler auf die Schaltfläche Zeit aktiviert, um die Zeit zu deaktivieren, und blenden Sie den Zeitschieberegler aus.
  3. Aktivieren Sie im Bereich Inhalt den Layer Well Tops, und wählen Sie ihn aus.
  4. Geben Sie auf dem Menüband auf der Registerkarte Feature-Layer in der Gruppe Effekte für die Option Transparenz den Wert 95 % ein.

    Damit wird das Wasserfahrzeug bzw. die Bohrinsel größtenteils ausgeblendet. Die Beschriftung ist aber noch zu sehen.

    Transparenz des Wasserfahrzeugs festlegen

  5. Verwenden Sie das Werkzeug Erkunden, um Ölquelle 20 ("Well 20") oder eine andere Ölquelle Ihrer Wahl zu untersuchen. Konzentrieren Sie die Anzeige auf die obere Hälfte der Ölquelle, in der der größte Teil der stärkeren Meeresströmungen vorhanden ist.

    Erkunden Sie eine gewünschte Ölquelle.

  6. Klicken Sie auf dem Menüband auf der Registerkarte Ansicht in der Gruppe Animation auf Hinzufügen.

    Klicken Sie auf die Schaltfläche "Hinzufügen".

    Die Animationszeitachse wird angezeigt.

  7. Klicken Sie im Bereich Animationszeitachse auf Erstes Schlüsselbild erstellen.

    Das erste Schlüsselbild erstellen

    Nach seiner Aktualisierung wird im Fenster mit der Szene dargestellt, wie die Animation über das Seitenverhältnis des Ausgabefilms ausgeschnitten werden soll (HD 720, HD 1080 usw.).

    Das Seitenverhältnis des Ausgabefilms erkunden

    Als Nächstes wählen Sie in den Optionen das Ausgabeformat für den Film aus.

  8. Klicken Sie auf dem Menüband auf der Registerkarte Animation in der Gruppe Exportieren auf die Schaltfläche Film.

    Den Bereich mit den Exportoptionen anzeigen

  9. Wählen Sie im Bereich Film exportieren unter Voreinstellungen für Filmexport die Option HD 1080 aus.

    Eine Voreinstellung für den Filmexport auswählen

  10. Vergewissern Sie sich, dass im Menüband auf der Registerkarte Animation in der Gruppe Exportieren die Schaltfläche Ansichtsgröße sperren aktiviert ist.

    Die Schaltfläche Ansichtsgröße sperren ist aktiviert, wenn sie einen blauen Hintergrund hat.

    Die Ansichtsgröße sperren

    Damit wird sichergestellt, dass die Szenenansicht auf das ausgewählte Seitenverhältnis von 1080 zugeschnitten wird.

  11. Überprüfen Sie die Szene, und stellen Sie sicher, dass über das Seitenverhältnis des Ausgabefilms weder Daten noch Beschriftungen ausgeschnitten werden. Sorgen Sie bei Bedarf durch Verschieben der Szene oder Neufestlegen des Videobildes dafür, dass in der gesperrten Ansicht alles wie gewünscht aussieht.
  12. Klicken Sie im Bereich Animationszeitachse in der Schlüsselbild-Galerie auf das erste Schlüsselbild, um es auszuwählen. Klicken Sie dann mit der rechten Maustaste darauf, und wählen Sie Auswahl löschen aus.

    Das erste Videobild löschen

  13. Klicken Sie auf dem Menüband auf der Registerkarte Animation in der Gruppe Erstellen auf das Dropdown-Menü Importieren, und wählen Sie Schritte des Zeitschiebereglers aus.

    Zeitintervalle als Videobilder importieren

    Die HYCOM-Zeitserie enthält 56 Schritte (7 Tage x 8 Messungen pro Tag). Jeder dieser Schritte wird als Schlüsselbild zur Zeitachse hinzugefügt. Zusammen mit dem einen Startbild ergeben sich damit insgesamt 57 Videobilder.

    Die aus Zeitintervallen generierten Videobilder überprüfen

    Als Nächstes wählen Sie die vollständige Zeitachse aus.

  14. Klicken Sie auf das erste Schlüsselbild (Nr. 1), blättern Sie bei gedrückter Umschalttaste zum letzten Schlüsselbild (Nr. 57), und klicken Sie darauf.

    Animationsbilder auswählen

  15. Klicken Sie auf dem Menüband auf der Registerkarte Animation in der Gruppe Bearbeiten auf die Schaltfläche Eigenschaften (oder klicken Sie mit der rechten Maustaste auf die Videobilder auf der Zeitachse, und wählen Sie Animationseigenschaften aus).

    Schaltfläche "Animationseigenschaften"

    Im Bereich Animationseigenschaften können Sie die Länge einzelner (oder aller) Schlüsselbilder definieren. Standardmäßig wird ein Wert von 3 Sekunden pro Schlüsselbild verwendet, womit sich eine Laufzeit von 2:48 ergibt. Als Nächstes ändern Sie die Filmlaufzeit auf unter 30 Sekunden.

  16. Legen Sie im Bereich Animationseigenschaften die Länge auf einen Wert von 0,25 Sekunden fest.

    Damit ergibt sich eine Gesamtlaufzeit von 14 Sekunden.

    Länge der Animation festlegen

  17. Speichern Sie das Projekt.

Animationsüberlagerungen hinzufügen

Als Nächstes fügen Sie der Animation eine Überlagerung hinzu.

  1. Klicken Sie auf dem Menüband auf der Registerkarte Animation in der Gruppe Überlagerung auf das Dropdown-Menü Überlagerung hinzufügen.

    Dropdown-Pfeil im Menü "Überlagerung" auf der Registerkarte "Animation"

  2. Wählen Sie in der Gruppe Dynamischer Text die Option Kartenzeit aus.

    Überlagerung zu Animation hinzufügen

    In der Szene wird Annotationstext für Start und Ende als Überlagerung hinzugefügt. Ihre Daten enthalten jedoch nur einen einzelnen Zeitwert für jeden Schritt.

    Annotationstext für Start und Ende

  3. Wählen Sie in der Szene für die Überlagerung die zweite Endzeitposition aus, und löschen Sie sie.

    Zu löschenden Überlagerungstext auswählen

  4. Überprüfen Sie, ob die Überlagerung den folgenden Text enthält:
    <dyn type="animation" property="startTime" format="short|long"/>
  5. Klicken Sie in der Szene auf die Schaltfläche Die Bearbeitung auf dem Bildschirm schließen und die Änderungen übernehmen.

    Schaltfläche "Die Bearbeitung auf dem Bildschirm schließen und die Änderungen übernehmen"

  6. Klicken Sie im Bereich Animationseigenschaften auf die Registerkarte Überlagerungen. Überprüfen Sie, ob Anfangsschlüsselbild auf 1 und Endschlüsselbild auf 57 festgelegt ist.

    Die Optionen "Anfangsschlüsselbild" und "Endschlüsselbild", die auf der Registerkarte "Überlagerungen" des Bereichs "Animationseigenschaften" festgelegt wurden

    Damit wird sichergestellt, dass Änderungen in alle Schlüsselbilder in der Animation übernommen werden.

  7. Klicken Sie für die dynamische Textüberlagerung auf Das Symbol für Überlagerung formatieren.

    Start- und Endbild überprüfen

  8. Blenden Sie im Bereich Textsymbol formatieren den Abschnitt Aussehen ein, und ändern Sie das Aussehen des Textes, indem Sie Schriftart und Größe nach Bedarf festlegen.

    Schriftart und Größe der Kartenzeit-Überlagerung aktualisieren

  9. Klicken Sie auf den Zurück-Pfeil, um zur Registerkarte Überlagerungen zurückzukehren, und wählen Sie eine der neun voreingestellten Positionen für die Anzeige der Überlagerung auf dem Schlüsselbild aus.

    Position der Kartenzeit-Überlagerung festlegen

    Hinweis:

    Auf der Registerkarte Überlagerungen können Sie einen Titel, ein Bild oder sonstigen Text zu den Animationsbildern hinzufügen.

  10. Überprüfen Sie, ob die Kartenzeit-Überlagerung erfolgreich formatiert wurde und an der richtigen Position im Schlüsselbild angezeigt wird.

    Kartenzeit-Überlagerung überprüfen

  11. Speichern Sie das Projekt.
  12. Klicken Sie auf dem Menüband auf der Registerkarte Animation in der Gruppe Exportieren auf die Schaltfläche Film.
  13. Navigieren Sie im Bereich Film exportieren für Dateiname zu einem Speicherort Ihrer Wahl, und geben Sie einen Ausgabenamen an.
  14. Blenden Sie unter Medienformat den Abschnitt Dateiexporteinstellungen ein, und wählen Sie MPEG4-Film (.mp4) aus.
  15. Wählen Sie für Bilder pro Sekunde den Wert 30 Bilder pro Sekunde aus.
  16. Klicken Sie abschließend auf die Schaltfläche Exportieren.

    Animationsfilm exportieren

    Hinweis:

    Wie lange das Exportieren Ihrer Animation dauert, hängt von Ihrem Prozessor und von Ihrer Videokarte ab. Dieser Prozess kann 10 bis 15 Minuten in Anspruch nehmen.

  17. Klicken Sie im Bereich Film exportieren auf Video abspielen, um den Animationsfilm zu überprüfen.

    Video abspielen

    Neben Bildschirmaufnahmen, Diagrammen und interaktiven Szenen sind Animationen eines der wichtigsten Werkzeuge für die Kommunikation in 3D, insbesondere beim Umgang mit zeitbezogenen Layern, wie zum Beispiel die von HYCOM als Stichprobe erfassten Punkte. Sie können dieselben Animationstechniken in 2D oder 3D verwenden. Sie können zum Beispiel ein Netz aus Stichprobenpunkten mit regelmäßigen Abständen anstelle bestimmter Ölquellenpositionen verwenden, um regionale Änderungen in Meeresoberflächenströmungen und -temperaturen zu beobachten.

    In dieser 48-Stunden-Animation zieht Hurrikan Dorian im Jahr 2019 an der Ostküste entlang, nachdem er nahezu zum Stillstand kam und die Bahamas verwüstete.

    Animation des Hurrikans Dorian mit Pfeilen

In diesem Lernprogramm wurde gezeigt, wie Stichprobenpunkte für Vorhersagen der Meeresströmungen aus multidimensionalen HYCOM-Raster-Datasets für die Planung von ROV-Missionen im Golf von Mexiko extrahiert werden. Dabei haben Sie die Variablen u und v für Meeresströmungen in leicht verständliche 3D-Symbole konvertiert, ein Matrix-Heat-Diagramm als Übersicht zur Zusammenfassung der ROV-Tauchfenster für das komplette Dataset erstellt und eine Ölquelle herausgegriffen, um einen detaillierten Blick auf die Änderungen in den Meeresströmungen über die Zeitserie zu erhalten. Diese Workflows und Werkzeuge können Sie auch auf andere HYCOM-Variablen oder beliebige andere multidimensionale Datasets anwenden, um ein besseres Verständnis der komplexen Prozesse auf der Erde in Raum und Zeit zu erlangen.

Weitere Lernprogramme finden Sie in der Lernprogrammgalerie.