Monitorizar condiciones del viento para sitios de arrendamiento petrolíferos
Configurar un proyecto y cargar ubicaciones de arrendamiento petrolífero
En primer lugar, configurará un proyecto nuevo en ArcGIS Pro y cargará datos en él.
- Descargue los datos del tutorial.
Nota:
Dependiendo de su navegador web, puede que se le pida que elija la ubicación de archivo antes de iniciar la descarga. La mayoría de los navegadores descargan los archivos de manera predeterminada en la carpeta Descargas del equipo.
- Descomprima el archivo HRRR.zip en una ubicación de su equipo donde pueda recuperarlo fácilmente.
- Haga doble clic en la carpeta HRRR descomprimida para abrirla.
La carpeta contiene 15 archivos de datos meteorológicos en formato GRIB. Aprenderá más sobre el formato GRIB más adelante en el tutorial.
- Inicie ArcGIS Pro. Si es necesario, inicie sesión con una cuenta con licencia de ArcGIS.
Nota:
Si no tiene acceso a ArcGIS Pro o una cuenta de organización de ArcGIS, consulte las opciones de acceso a software.
- En Nuevo proyecto, haga clic en Mapa.
ArcGIS Pro utiliza proyectos para organizar mapas y datos. Si empieza su proyecto con la plantilla Mapa, configurará el proyecto con varios archivos, incluido un mapa en blanco y geodatabase.
- En la ventana Crear un nuevo proyecto, nombre el proyecto como Condiciones del viento de la Ensenada de Cook y haga clic en Aceptar.
A menos que se especifique lo contrario, los nuevos proyectos de ArcGIS Pro se guardan en una nueva carpeta en su carpeta Proyectos. El proyecto se abre y muestra un mapa en blanco.
En primer lugar, agregará datos que representen las ubicaciones de los sitios de arrendamiento de petróleo y gas de los Estados Unidos. Ese dataset lo proporciona el Departamento de Energía de EE. UU., y está disponible en ArcGIS Living Atlas of the World, un repositorio en línea de datos geoespaciales acreditados.
- En la cinta, haga clic en la pestaña Vista y, en el grupo Ventanas, haga clic en Panel Catálogo.
- En el panel Catálogo, haga clic en la pestaña Portal y elija Living Atlas.
- Busque la capa USA Lease Blocks. Haga clic con el botón derecho en el resultado y elija Agregar a mapa actual.
La capa USA Lease Blocks se dibuja en el mapa. La extensión predeterminada de la capa es el Golfo de México, donde existe un clúster de arrendamientos activos frente a la costa de Texas y Louisiana. Los arrendamientos de petróleo que va a monitorizar se encuentran en Alaska, en la ensenada de Cook. A continuación, usará la herramienta Localizar para localizar la ensenada de Cook.
- En la cinta, haga clic en la pestaña Mapa. En el grupo Consulta, haga clic en Localizar.
Aparece el panel Localizar.
- En el panel Localizar, escriba Cook Inlet y pulse Intro.
El mapa se acerca a Alaska y deja caer un punto rotulado sobre la ensenada.
- Acerque hasta que pueda ver los bloques de arrendamiento cerca de Homer, Alaska.
Estos bloques de arrendamiento son su área de interés para analizar las velocidades del viento.
- Cierre el panel Localizar.
Para volver a esta vista, debe crear un marcador.
- En la cinta, en la pestaña Mapa, en el grupo Navegar, haga clic en Marcadores y seleccione Nuevo marcador.
- En la ventana Crear marcador, escriba Ensenada de Cook y haga clic en Aceptar.
El marcador se guarda y se puede acceder a él desde el botón Marcadores.
- En la Barra de herramientas de acceso rápido, haga clic en Guardar.
Ahora que tiene un mapa de su área de interés, agregará datos meteorológicos de los archivos GRIB multidimensionales que descargó.
Extraer datos de un dataset meteorológico multidimensional
En el ámbito del análisis geoespacial, mientras que los datos 2D o de una sola variable se pueden empaquetar en shapefiles o archivos Geotiff, los datos multidimensionales más complejos requieren estructuras de datos más complejas. Este es el caso de los datasets meteorológicos, que normalmente contienen datos para un área geográfica completa, varias variables y varios puntos en el tiempo. Las estructuras de datos más comunes en meteorología y climatología son GRIB, netCDF y HDF, que ArcGIS Pro puede leer cuando se formatean con normas de la Organización Meteorológica Mundial (WMO) o Climate and Forecast (CF).
Los archivos GRIB descargados al principio del tutorial proceden del dataset High-Resolution Rapid Refresh (HRRR). Proporcionado por la Administración Atmosférica y Oceánica Nacional (NOAA) de los EE. UU., HRRR es un modelo meteorológico para todo Estados Unidos que se actualiza cada hora. Contiene muchas variables que proporcionan información sobre temperatura, velocidad del viento, precipitación y otros datos meteorológicos. El subconjunto que descargó contiene datos de toda la región de Alaska, a fecha de 24 de diciembre de 2019, para cada hora entre las 6:00 a.m. y las 8:00 p.m. UTC.
Debido a que los datos de HRRR contienen tanta información, resulta difícil examinarlo todo al mismo tiempo. En su lugar, extraerá elementos de interés específicos para mostrarlos en el mapa.
Primero, desea explorar las temperaturas de la ubicación de la ensenada de Cook en un único momento en el tiempo. Para ello, extraerá datos del dataset GRIB y los agregará como un único ráster al mapa. Cada celda del ráster contendrá un único valor de temperatura.
- En la cinta, en la pestaña Mapa, en el grupo Capa, haga clic en el botón desplegable Agregar datos y seleccione Capa ráster multidimensional.
- En Archivo, dataset de mosaico o servicio de imágenes de entrada, haga clic en el botón Importar variables.
- En la ventana Importar variables de archivos NetCDF, GRIB o HDF, vaya a la carpeta HRRR que descargó; elija el último archivo grib2, hrrr.t06z.wrfsfcf14.ak.grib2; y haga clic en Aceptar.
Este archivo contiene los datos correspondientes al último periodo de una hora: 24 de diciembre de 2019 a las 8:00 p.m. UTC.
Se agrega una lista de todas las variables meteorológicas contenidas en ese dataset a la tabla Seleccionar variables. Las variables están en orden alfabético y van acompañadas de una breve descripción. La variable de temperatura, TMP@HTGL, le interesa.
- En Seleccionar variables, seleccione la casilla TMP@HTGL y haga clic en Aceptar.
Los datos de temperatura se dibujan en el mapa. Cambiará el nombre de la capa por uno más intuitivo.
- En el panel Contenido, haga clic en la capa hrrr.t06z.wrfsfcf14.ak.grib2_TMP@HTGL para seleccionarla y haga clic en ella una vez más. Cambie su nombre a Temperatura.
- Haga clic en unos cuantos puntos cercanos a las explotaciones para ver información sobre ellos en la ventana emergente.
A las 8:00 p.m. UTC del 24 de diciembre de 2019, esta área experimentó temperaturas en torno a 271 kelvin, o aproximadamente -2 grados centígrados.
- Cierre la ventana emergente.
Ahora, examinará la variación en los datos de rachas de viento del 24 de diciembre de 2019 en el área de la ensenada de Cook. Las rachas de viento son ráfagas en las que aumenta la velocidad del viento. Unas velocidades altas del viento podrían dañar las instalaciones de las explotaciones petrolíferas, por lo que es necesario supervisarlas.
Extraerá datos de las rachas de viento de los archivos GRIB para cada hora y los colocará en un dataset de mosaico multidimensional para agregarlo al mapa. Un mosaico es una forma de organizar varias dimensiones de datos (tiempo, espacio, variable, banda, etc.) en una sola composición en su geodatabase.
Primero, creará un dataset de mosaico vacío para utilizarlo como contenedor para sus datos.
- En el panel Contenido, desmarque el ráster Temperatura para desactivarlo.
- En la cinta, haga clic en la pestaña Análisis. En el grupo Geoprocesamiento, haga clic en Herramientas.
- En el panel Geoprocesamiento que aparece, busque y seleccione Crear dataset de mosaico.
- En la herramienta Crear dataset de mosaico, introduzca los siguientes parámetros:
- En Ubicación de salida, haga clic en Examinar. En la ventana que aparece, haga clic en Bases de datos, elija Cook Inlet Wind Conditions.gdb y haga clic en Aceptar.
- En Nombre de dataset de mosaico, escriba RachaViento.
- En Sistema de coordenadas, elija Mapa actual [Mapa].
- Haga clic en Ejecutar.
A continuación, agregará los datos de rachas de viento a este contenedor de mosaico.
- En el panel Geoprocesamiento, haga clic en la flecha hacia atrás.
- Busque y seleccione Agregar rásteres a dataset de mosaico.
- En la herramienta Agregar rásteres a dataset de mosaico, configure y verifique estos parámetros:
- En Dataset de mosaico, elija RachaViento.
- Para Tipo de ráster, elija GRIB.
- En Datos de entrada, elija Carpeta en la lista desplegable. Haga clic en Examinar y vaya a la carpeta datos del tutorial HRRR. Selecciónelo y haga clic en Aceptar.
La carpeta se agrega al cuadro de datos. Una vez elegida la carpeta, puede especificar las variables que hay que extraer del dataset GRIB multidimensional.
- Junto a Tipo de ráster, haga clic en el botón Propiedades.
Aparece la ventana Propiedades del tipo de ráster con información sobre los archivos GRIB en la carpeta.
- Haga clic en la pestaña Variables y active la casilla de GUST@SFC, que representa la velocidad del viento. Haga clic en Aceptar.
El campo Tipo de ráster se actualiza para incluir una ruta de archivo con la variable GUST@SFC.
- Expanda Procesamiento de ráster y active Calcular estadísticas.
- Haga clic en Ejecutar.
Los datos se agregan al mosaico y se dibujan en el mapa.
Dado que eligió toda la carpeta HRRR (y no un archivo GRIB específico, como lo hizo para la capa Temperatura), se han agregado al mosaico los datos de las 15 horas presentes en la carpeta HRRR.
A continuación, lo visualizará como una animación con el tiempo.
Animar y simbolizar una capa multidimensional de rachas de viento
La capa de mosaico RachaViento contiene datos de velocidad del viento para la región de Alaska durante 15 horas el 24 de diciembre de 2019. En esta sección, visualizará estos datos como una animación y elegirá una simbolización adecuada. Primero, comprobará la información sobre el contenido del mosaico.
- En el panel Contenido, expanda la capa de mosaico HRRR y haga doble clic en Imagen.
Aparece la ventana Propiedades de capa. Esta ventana contiene información sobre la imagen en mosaico.
- En la ventana Propiedades de capa , haga clic en la pestaña Fuente y expanda Información multidimensional. En Variables, expanda gust@sfc (StdTime = 15) y StdTime.
Se proporciona la descripción del dataset, incluidos la unidad de medida (Unidad), el intervalo de tiempo (Intervalo) y el rango de tiempo (Extensión). El Recuento de 15 significa que hay 15 capas (o divisiones en zonas) de datos dentro del mosaico, una por cada hora.
- Cierre la ventana Propiedades de capa.
A continuación, examinará los datos de rachas de viento como una animación temporal.
- En el mapa, aléjese con la rueda de desplazamiento del ratón hasta que pueda ver el dataset que cubre toda Alaska.
Nota:
La extensión completa del dataset cubre más de Alaska. Lo más sorprendente es que va más allá del borde del mapa en el lado izquierdo y también aparece en el lado derecho del mapa, sobre Siberia oriental. Sin embargo, en este ejercicio, se centrará únicamente en Alaska.
Dado que algunos de los datos del mapa se pueden visualizar a lo largo del tiempo, se ha agregado un control deslizante de tiempo en la parte superior del mapa. En la cinta, también aparece una pestaña Tiempo. Configurará el control deslizante de tiempo para mostrar correctamente el ráster multidimensional RachaViento a lo largo del tiempo.
- En caso necesario, en el panel Contenido, en RachaViento, haga clic en Imagen para seleccionarla.
- En la parte superior del mapa, pase el cursor por el control deslizante de tiempo para activarlo.
- En el lado izquierdo del control deslizante de tiempo, haga clic en Tiempo deshabilitado para cambiarlo a Tiempo habilitado.
Puede ver que actualmente, el control deslizante de tiempo comienza el 7/10/2011 y termina el 24/12/2019. Este periodo es demasiado largo, ya que su dataset cubre solo 15 horas del 24 de diciembre de 2019. Debe ajustar los parámetros de línea temporal.
- En el lado derecho del control deslizante de tiempo, haga clic en Extensión completa para obtener las fechas de inicio y finalización que coincidan con la capa ráster multidimensional RachaViento.
Las fechas de inicio y finalización del control deslizante de tiempo son ahora las mismas que las de los datos.
Sin embargo, el intervalo de tiempo, es decir, cuánto tiempo se mostrará para cada paso del control deslizante de tiempo, sigue siendo incorrecto, ya que abarca todo el control deslizante de tiempo. En su lugar, se debe establecer en 1 hora; lo corregirá en la pestaña Tiempo.
- En la cinta, en la pestaña Tiempo, en el grupo Hora actual, en Intervalo, introduzca 1 y elija Horas en la lista desplegable.
El control deslizante de tiempo ahora está configurado y se puede utilizar para ver los intervalos del ráster RachaViento a lo largo del tiempo.
- En el control deslizante de tiempo, haga clic en Reproducir.
Podrá ver la animación del mapa y los cambios que ocurren durante las 15 horas que cubren los datos. La rampa de color del arco iris actual puede resultar engañosa, por lo que debe elegir una rampa continua para simbolizar mejor áreas con ráfagas más fuertes.
- En el panel Contenido, expanda la capa Imagen si es necesario y haga clic con el botón derecho en la rampa de color.
- Expanda la lista desplegable, haga clic en Mostrar nombres y elija la rampa de color Morado-azul (continuo).
- Haga clic de nuevo con el botón derecho del ratón en la rampa de color y, a continuación, haga clic en Invertir esquema de color para visualizar las rachas de viento más fuertes en azul oscuro.
El mapa se actualiza para mostrar ráfagas de viento más altas en azul oscuro, mientras que las ráfagas bajas se muestran en tonos de morado claro.
- En el control deslizante de tiempo, haga clic nuevamente en Reproducir para ver la animación con la simbolización finalizada.
- Guarde el mapa.
Usar un gráfico de perfil temporal para visualizar datos multidimensionales
Ahora, usará un gráfico de perfil temporal para visualizar la actividad de las rachas de viento en determinadas explotaciones petrolíferas. Un gráfico de perfil temporal sirve como herramienta de análisis básica para datos multidimensionales que representan una serie temporal. Es un tipo de gráfico que ofrece una visualización y análisis detallados de sus datos ráster multidimensionales.
- En el panel Contenido, haga clic con el botón derecho en la capa Imagen (en el mosaico RachaViento) y señale Crear gráfico. Elija Perfil temporal.
Aparece el panel Propiedades de gráfico, y un gráfico en blanco llamado Gráfico de Imagen se agrega al proyecto. El gráfico también se incluye en el panel Contenido bajo la capa de mosaico RachaViento.
Para rellenar el gráfico, definirá su área de interés como los bloques de arrendamiento petrolífero en la ensenada de Cook.
- Si es necesario, reduzca el espacio ocupado por la ventana del gráfico para asegurarse de que el mapa siga teniendo un tamaño razonable.
- En la cinta, haga clic en la pestaña Mapa. En el grupo Navegar , haga clic en Marcadores y elija su marcador Ensenada de Cook .
El mapa se vuelve a acercar hasta la extensión que guardó.
- Acérquese hasta que pueda ver claramente los bloques de arrendamiento.
- En el panel Propiedades de gráfico, en Definir un área de interés, haga clic en la herramienta Punto .
- En el mapa, haga clic en el sitio de arrendamiento activo que esté más al sudeste para agregar un punto.
Nota:
El color de simbología de la capa se genera de forma aleatoria y puede diferir del de la imagen de ejemplo, pero no afecta a los resultados del análisis.
El panel del gráfico se actualiza para mostrar el cambio en la racha de viento en ese punto concreto durante las 15 horas representadas por sus datos. En este sitio de arrendamiento, Y02444, las ráfagas alcanzaron más de 10 metros por segundo. La entidad de punto también se agrega al panel Propiedades de gráfico, en la tabla, en Definir un área de interés.
- En el gráfico, pase el cursor sobre el punto más alto para ver el intervalo de tiempo y valor exacto.
Las rachas en este punto alcanzaron 10,92 m/s, o aproximadamente 21 nudos.
Nota:
El valor que ve puede ser ligeramente diferente, según la ubicación exacta que eligiera en el mapa.
- En el panel Propiedades de gráfico, en Definir un área de interés, haga clic nuevamente en la herramienta Punto.
- Haga clic en el sitio de arrendamiento que esté más al norte para agregar un segundo punto.
El gráfico se actualiza para mostrar datos para ambos puntos. El arrendamiento más al norte, Y02434, experimentó rachas más suaves que apenas superaron los 8 m/s. Para diferenciar estas tendencias, cambiará el color del segundo punto y realizará algunas mejoras en la simbolización del gráfico.
- En el panel Propiedades de gráfico, en Definir un área de interés, en la columna Símbolo, haga clic en el símbolo de punto de Ubicación 1 y elija un color rojo intenso.
- Si es necesario, cambie el símbolo de Ubicación 0 a un color azul intenso.
- En la columna Símbolo, cambie el tamaño de ambos puntos a 7.
El tamaño de punto del gráfico es ahora más grande y el color ayuda a que los puntos sean mucho más fáciles de ver. Ahora, cambiará el nombre de los dos puntos.
- En la tabla Definir un área de interés, en Etiqueta, haga clic en Ubicación 0 y cámbiele el nombre a Arrendamiento Y02444. En Ubicación 1, cambie el nombre a Arrendamiento Y02434.
Las etiquetas del gráfico se actualizan.
Nota:
Hay muchas otras opciones para los gráficos de perfiles temporales. Por ejemplo, puede agregar datos por horas a intervalos de tiempo diarios, mensuales y anuales y visualizar las tendencias a distintas escalas temporales. Para obtener más información sobre las modificaciones y personalizaciones que puede realizar en su gráfico, consulte Gráfico de perfil temporal.
A continuación, exportará el gráfico al formato PNG.
- En la cinta del gráfico, haga clic en Exportar y elija Exportar como gráfico.
- Introduzca RachaViento, seleccione el tipo de archivo .png y haga clic en Guardar.
- Guarde el proyecto.
Ahora dispone de un gráfico que muestra la velocidad de las ráfagas en la ubicación de sus dos plataformas petrolíferas. Las rachas de viento más fuertes que experimentaron estos sitios de arrendamiento durante este periodo fueron de 10,92 m/s, o 21 nudos. Se trata de rachas de viento bastante suaves y probablemente no requerirán comprobaciones adicionales de daños.
Con ArcGIS Pro, puede visualizar muchos formatos de archivo y varias variables para modelar de forma precisa en ubicaciones determinadas.
Encontrará más tutoriales como este en la página Introducción a imágenes y teledetección.