Agregar el ráster del HYCOM
El paquete de proyecto de ArcGIS Pro incluye todos los datos y la simbología necesarios para este tutorial. Después de descargar y abrir el paquete del proyecto, descomprima el ráster multidimensional del HYCOM incluido que se ha recortado a la extensión del Golfo de México.
Descargar y extraer el paquete del proyecto
El paquete del proyecto para este tutorial está alojado en ArcGIS Online. Cuando haya extraído y abierto el paquete, dentro encontrará una carpeta CRF comprimida adicional que contiene las variables de corriente oceánica del HYCOM. Debe descomprimir esta carpeta antes de poder utilizarla en el proyecto.
- Descargue el proyecto Predecir corrientes oceánicas para planificar inspecciones remotas de pozos.
- Localice el archivo descargado y haga doble clic para extraer y abrir el proyecto en ArcGIS Pro.
- En caso necesario, en ArcGIS Pro, en el panel Seleccionar ubicación de desempaquetado, examine y elija una carpeta para que el proyecto abra el contenido.
Si no se le pide que elija una ubicación de desempaquetado, la aplicación realizará el desempaquetado en una ubicación predeterminada, como C:\Users\<NAME>\Documents\ArcGIS\Packages\ predict ocean currents to plan remote well inspections.
El proyecto se abre y muestra un mapa titulado HYCOM del Golfo de México y una escena titulada Escena del Golfo de México.
- En el File Explorer, vaya a la ubicación del proyecto extraído, por ejemplo, C:\Users\<NAME>\Documents\ArcGIS\Packages\ predict ocean currents to plan remote well inspections.
El nombre de la carpeta del proyecto tendrá un conjunto adicional de caracteres, como \predict ocean currents to plan remote well inspections_d33969.
- Abra la carpeta commondata y abra la carpeta userdata.
- En la carpeta \commondata\userdata, extraiga el archivo HYCOM_GoM.zip contenido en la misma carpeta.
Aquí también encontrará los archivos de capa y estilo que se utilizarán más adelante en este tutorial.
El ráster del HYCOM se ha extraído y ahora puede agregarlo a su mapa y explorar sus propiedades multidimensionales.
- En el File Explorer, compruebe que se haya extraído la carpeta HYCOM_GoM.
- En ArcGIS Pro, en el panel Catálogo, haga clic con el botón derecho en Carpetas y elija Agregar conexión a carpetas.
Aparece la ventana Agregar conexión de carpeta.
- En la ventana Agregar conexión a carpetas, examine y elija la carpeta userdata que contiene el ráster HYCOM_GoM y haga clic en Aceptar.
- En el panel Catálogo, expanda Carpetas y expanda userdata.
Ahora puede acceder al ráster HYCOM_GoM de esta carpeta.
- En la barra de herramientas de acceso rápido, haga clic en el botón Guardar para guardar el proyecto y haga clic en Sí cuando se pregunte si desea guardar la versión actual de ArcGIS Pro.
Agregar el ráster del HYCOM al mapa
El escenario de este tutorial se enmarca el 19 de abril de 2021 y utiliza una previsión de corriente oceánica simulada que ya se ha recortado al área del proyecto para reducir el tiempo de procesamiento y garantizar un resultado coherente. En un escenario real, se utilizaría uno de los servicios del HYCOM casi en tiempo real proporcionados en ArcGIS Living Atlas para predecir las corrientes oceánicas o incluso la altura de la superficie marina, la salinidad o la temperatura.
El proyecto contiene pestañas para un mapa y una escena del Golfo de México. En primer lugar, utilice el mapa 2D para explorar y tomar muestras de las ubicaciones de los pozos y los datos del HYCOM, y trasládese a la escena para visualizar los resultados en 3D.
- Si es necesario, active el mapa del HYCOM del Golfo de México.
- En el panel Contenido, revise las capas del mapa.
Las capas incluyen lo siguiente:
- Pozos petrolíferos: una capa que consta de una colección de 30 pozos de petróleo y gas.
- Principales corrientes oceánicas: una capa que muestra la corriente de bucle del Golfo, una importante corriente oceánica que atraviesa el Golfo de México y pasa alrededor del extremo sur de Florida. La capa muestra las corrientes frías y calientes de todo el mundo.
Nota:
Puede encontrar la capa Principales corrientes oceánicas en ArcGIS Living Atlas of the World.
- Utilice la herramienta Explorar para alejarse y explorar algunas de las principales corrientes frías y calientes del mundo antes de agregar el ráster del HYCOM del Golfo de México al mapa.
La ubicación de algunos pozos está dentro de la corriente de bucle del Golfo, mientras que otras del noroeste están fuera de la corriente.
- En el panel Catálogo, en Carpetas, haga clic con el botón derecho en el ráster HYCOM_GoM y haga clic en Propiedades.
Aparece la ventana Propiedades del dataset ráster.
- En la ventana Propiedades de dataset ráster, haga clic en la pestaña Información multidimensional.
- Revise la sección Propiedades y en Variable predeterminada, haga clic en el menú desplegable Valor.
El ráster del HYCOM multidimensional tiene dos variables y dos dimensiones: las variables son u y v. Cada variable tiene una dimensión de tiempo y profundidad.
- En Variables, expanda Eastward_Sea_Water_Velocity__u y expanda las dimensiones Profundidad y StdTime.
Ahora puede revisar las propiedades de las dimensiones Profundidad y StdTime.
- Para Profundidad, los rangos de extensión van de -5000 a 0, y el recuento es 40.
- Para StdTime, el intervalo es de 3 horas, con un recuento de 56 y una extensión de 2021-04-19T00:00:00 — 2021-04-25T21:00:00.
A continuación, agregue el ráster HYCOM_GoM al mapa del HYCOM del Golfo de México.
- Por su cuenta, investigue las propiedades de las dimensiones de la variable Northward_Sea_Water_Velocity__v. Cuando haya terminado, haga clic en Cancelar para cerrar el panel de Propiedades de dataset ráster.
- En el panel Catálogo, haga clic con el botón derecho en el ráster HYCOM_GoM y elija Agregar a mapa actual.
El ráster se agrega al mapa.
- Utilice la herramienta Explorar para acercarse a la extensión del ráster HYCOM_GoM.
El ráster multidimensional del HYCOM tiene la función de tiempo habilitada. Mientras agrega el ráster al mapa, fíjese en el control deslizante de tiempo que se muestra en la parte superior de la pantalla. Por ahora, es mejor contraer y ocultar el control deslizante de tiempo. Habilitará y utilizará el tiempo más adelante en este tutorial.
- En el mapa, señale el control deslizante de tiempo y haga clic en el botón Contraer.
- En el panel Contenidos, haga clic en la capa HYCOM_GoM.
- En la cinta, haga clic en la pestaña Capa ráster y, en el grupo Representación, haga clic en el botón DRA.
Sugerencia:
DRA son las siglas en inglés de ajuste de rango dinámico.
El mapa se actualiza.
- En el panel Contenido, revise la capa HYCOM_GoM.
La leyenda de la capa muestra los valores mínimo y máximo de la rampa de color para mostrar mejor las variaciones en la magnitud de la corriente oceánica.
- Use la herramienta Explorar para acercarse a las entidades de la capa Pozos petrolíferos.
- En el grupo Representación en pantalla, haga clic en el menú desplegable Tipo de remuestreo y elija Bilineal.
Esta acción suaviza los píxeles del ráster.
El ráster del HYCOM multidimensional tiene dos variables y dos dimensiones. Las variables son u (actualmente mostrada en el mapa) y v, que representan la profundidad y el tiempo.
A continuación, cambie la variable mostrada en el ráster de u (este-oeste) a la dirección del componente v (norte-sur).
- Haga clic en la pestaña Multidimensional, en el grupo División de visualización actual, haga clic en el menú desplegable Variable y elija Northward_Sea_Water_Velocity_v.
Cuando cambie la variable activa, también debe volver a aplicar el DRA y el remuestreo bilineal.
- Haga clic en la pestaña Capa ráster; en el grupo Representación en pantalla, haga clic en DRA. Haga clic en el menú desplegable Tipo de remuestreo y elija Bilineal.
- Haga clic en la pestaña Multidimensional, en el grupo División de visualización actual, haga clic en el menú desplegable StdTime.
La dimensión StdTime se encuentra en períodos de tres horas, como ya vio al revisar las propiedades de las variables y dimensiones del ráster HYCOM_GoM.
- En la pestaña Multidimensional, en el grupo División de visualización actual, haga clic en el menú desplegable Profundidad.
El intervalo de período más denso se acerca a la superficie y un intervalo menos denso alcanzan -5000 m. Por su cuenta, explore diferentes tiempos y profundidades y observe cómo se actualiza el ráster del HYCOM en el mapa.
- Guarde el proyecto.
En esta sección, se ha familiarizado con el área del proyecto de inspección petrolífera del Golfo de México y ha empezado a explorar las variables y dimensiones del dataset del HYCOM en 2D. En la siguiente sección, utilizará los pozos petrolíferos para obtener una muestra de las corrientes oceánicas en ubicaciones concretas con el fin de determinar dónde y cuándo es seguro operar un ROV cerca de la corriente de bucle del Golfo. En el siguiente módulo, realizará un muestreo del ráster del HYCOM en las 30 ubicaciones con pozos en las dimensiones de profundidad y tiempo, y transformará los vectores u y v en dirección y velocidad.
Realizar un muestreo del ráster del HYCOM
Los pozos ubicados en el Golfo de México se inspeccionan habitualmente y, cuando es necesario, se tapan mientras las corrientes oceánicas son lo suficientemente bajas para permitir un descenso y ascenso seguros del ROV.
En esta sección, realizará un muestreo de un período de tiempo de tres horas de los vectores de corriente u y v en el ráster del HYCOM para cada una de las 30 ubicaciones con pozos. A continuación, transformará estos valores en velocidad y dirección, que se usarán para visualizar la corriente oceánica utilizando símbolos 3D dinámicos.
Muestras del HYCOM de la ubicación de un pozo petrolífero
Para planificar la misión de inspección del ROV, es necesario investigar las corrientes oceánicas a lo largo del tiempo en las ubicaciones de los pozos. La herramienta de geoprocesamiento Muestra, que admite rásteres multidimensionales, le permite extraer el rango completo de las dimensiones de tiempo y profundidad para el ráster de predicción del HYCOM en las ubicaciones de los pozos.
- Si es necesario, abra el mapa del HYCOM del Golfo de México.
- En el panel Contenido, desactive la capa de ráster HYCOM_GoM.
- En el panel Contenido, expanda la capa Pozos petrolíferos.
Existen dos tipos de acceso a los pozos de petróleo en alta mar. Los 30 pozos petrolíferos están simbolizados en función de si el ROV se lanzará desde una embarcación o desde una plataforma.
A continuación se muestra una imagen de un tipo de acceso de embarcación flotante.
A continuación se muestra una imagen de un tipo de acceso a la plataforma.
- Use la herramienta Explorar para acercarse al grupo de pozos ubicados tanto dentro como fuera de la corriente de bucle.
- En la parte superior de ArcGIS Pro, en Búsqueda de comandos, escriba Muestra y, en la lista de resultados, elija Muestra (Herramientas de Image Analyst).
Aparece el panel de la herramienta Muestra.
- En la herramienta de geoprocesamiento Muestra, defina los siguientes parámetros:
- En Rásteres de entrada, elija HYCOM_GoM.
- En Entidades o ráster de ubicación de entrada, elija Pozos petrolíferos.
- En Tabla o clase de entidad de salida, escriba Sample_HYCOM_Go1.
- En Campo de Id. único, elija Id. de pozo.
- Active Procesar como multidimensional.
- Active Generar clase de entidad.
La investigación de las propiedades de las dimensiones de profundidad y tiempo reveló un recuento de profundidad de 40 y un recuento de tiempo de 56. Estos recuentos combinados con el número de muestras (30 pozos) determina el número de puntos de salida generados por la herramienta de geoprocesamiento Muestra.
- Haga clic en Ejecutar.
La capa Sample_HYCOM_Go1 se ha agregado al mapa. Consta de 67 200 puntos, que representan una muestra de 40 intervalos de profundidad, 56 periodos de tiempo y 30 ubicaciones de pozos.
- Guarde el proyecto.
En el siguiente módulo, convertirá los atributos necesarios para simbolizar las corrientes oceánicas en 3D utilizando las variables u y v.
Calcular la velocidad y la dirección a partir de las variables u y v
El ráster del HYCOM utiliza vectores de dirección del componente para este-oeste (u) y norte-sur (v) que describen las magnitudes del movimiento de las corrientes oceánicas. Para escalar y rotar los símbolos 3D, primero debe convertir estos valores a una velocidad (m/s) y una dirección (grados). En los siguientes pasos, utilizará un modelo de ModelBuilder sencillo incluido en la caja de herramientas del proyecto para agregar estos atributos adicionales a los puntos de muestra.
- En el panel Contenido, haga clic con el botón derecho en Sample_HYCOM_Go1 y elija Tabla de atributos.
- Revise la tabla de atributos Sample_HYCOM_Go1.
La herramienta Muestra se inicia procesando el primer Id. de pozo, el primer periodo de tiempo y el intervalo de profundidad más profundo, y asciende las profundidades de cada ubicación antes de continuar con el siguiente periodo de tiempo y repitiendo el proceso.
Puede observar que en los intervalos más profundos hay valores nulos; esto es correcto. El Golfo de México tiene una profundidad máxima de entre -1000 m y -3000 m para los 30 pozos, por lo que cualquier cosa más allá de esa profundidad se considera NoData en el ráster del HYCOM y sus puntos de muestra.
- En el panel Catálogo, expanda Cajas de herramientas.
- Expanda la caja de herramientas Predecir corrientes oceánicas para planificar inspecciones de pozos remotos.
- Haga clic con el botón derecho en Calcular la velocidad y la dirección a partir de u y v y elija Editar.
Aparece el editor de ModelBuilder.
- En el lienzo del modelo de la parte superior, haga clic en el botón Mostrar barra de herramientas.
- En la barra de herramientas del modelo, en el grupo Ejecutar, haga clic en Validar.
Aparece la barra de herramientas del modelo.
- En el grupo Modelo, haga clic en Guardar y cierre la vista ModelBuilder.
- En el panel Catálogo, haga doble clic en el modelo Calcular la velocidad y la dirección a partir de u y v.
- En la caja de herramientas Visualización de datos de océanos multidimensionales, haga doble clic en el modelo Calcular velocidad y dirección a partir de u y v.
Nota:
También puede buscar herramientas de geoprocesamiento para u y v para encontrarla del mismo modo que hizo con la herramienta Muestra.
- En la herramienta de modelo Calcular velocidad y dirección a partir de u y v, en Puntos de muestra, elija Sample_HYCOM_Go1 y haga clic en Ejecutar.
La herramienta se ejecuta correctamente, pero da una advertencia. Dado que algunos puntos de muestra contienen valores nulos en los intervalos más profundos, la herramienta no puede procesar estos registros y genera la advertencia.
Nota:
Los vectores u y v representan los componentes X e Y positivos y negativos de la corriente oceánica, por lo que el teorema de Pitágoras se utiliza en el modelo para resolver la velocidad en m/s:
Velocidad = √u² + v²
Puede determinar la dirección de la corriente oceánica a partir de u y v mediante cálculos geométricos:
Dirección = (180/π) * arctan(u,v)
- Revise la tabla de atributos Sample_HYCOM_Go1.
Los puntos de muestra tienen ahora los atributos necesarios para escalar y rotar los símbolos 3D de la corriente oceánica en espacio y tiempo. Es posible que, al examinar los valores de Velocidad en la tabla de atributos, observe que estos disminuyen rápidamente a medida que profundiza, lo que significa que la mayor parte de la acción de la corriente de bucle está sucediendo cerca de la superficie.
- Cierre la tabla de atributos Sample_HYCOM_Go1.
- Guarde el proyecto.
En este módulo, ha realizado un muestreo del ráster del HYCOM en las 30 ubicaciones con pozos tanto en las dimensiones de profundidad como de tiempo, y ha convertido los vectores u y v en dirección y velocidad. En el siguiente módulo, agregará los puntos de muestra a la escena y los simbolizará como flechas 3D personalizadas con habilitación temporal que muestren la magnitud y la dirección de la corriente oceánica.
Configurar símbolos de corriente oceánica 3D
La naturaleza de los datos multidimensionales del HYCOM significa que resulta difícil sintetizar varias dimensiones de cambio y magnitud en una vista 2D. Puede observar a la vez un intervalo de tiempo o una profundidad, pero luego pierde el contexto antes o después. Con una escena, puede convertir sus 67 200 puntos de muestra en símbolos intuitivos que capturan todas las dimensiones de profundidad en una única vista 3D.
Agregar puntos de muestra del HYCOM a la escena y configurar la profundidad
En este módulo, agregará los puntos de muestra del HYCOM a una escena proporcionada en el proyecto y configurará las propiedades de capa para admitir la visualización de la profundidad del océano en una escena global mediante el servicio de elevación TopoBathy 3D (topografía y batimetría) disponible en ArcGIS Living Atlas. También se proporciona en el proyecto un archivo de capa (.lyrx) que incluye un símbolo direccional 3D simple creado en SketchUp.
- En el mapa del HYCOM del Golfo de México, en el panel Contenido, haga clic con el botón derecho en Sample_HYCOM_Go1 y elija Copiar.
- Active la escena Golfo de México.
La escena incluye una vista 3D en primer plano del Pozo 20. Este pozo es accesible para su inspección por parte de las embarcaciones, y muestra una profundidad máxima hasta el suelo oceánico de -2604m:
- En el panel Contenido de la escena, haga clic con el botón derecho en Escena del Golfo de México y elija Pegar.
La capa se agrega al grupo Capas 2D de la escena.
- En la cinta, en la pestaña Mapa, en el grupo Navegar, haga clic en Marcadores y haga clic en Nuevo marcador.
- En la ventana Crear marcador, en Nombre, escriba Well 20 y haga clic en Aceptar.
- Utilice la herramienta Explorar para alejarse y explorar las entidades de la capa Sample_HYCOM_Go1.
Aplique un archivo de capa para mover la capa Sample_HYCOM_Go1 al grupo Capas 3D.
- En el panel Contenido, haga clic en la capa Sample_HYCOM_Go1.
- En la cinta, en la pestaña Capa de entidades, haga clic en el botón Simbología.
Aparece el panel Simbología.
- En el panel Simbología, localice y haga clic en el botón Importar simbología.
- En la herramienta Aplicar simbología de capa, defina los siguientes parámetros:
- En Capa de entrada, verifique que Sample_HYCOM_Go1 esté seleccionado.
- En Capa de simbología, examine y seleccione 3D Arrows.lyrx en su conexión a carpetas.
- Verifique los parámetros Campos de simbología definidos por el archivo de capa 3D Arrows.lyrx.
- El Tipo se establece en Campo de valor.
- El Campo de origen se establece en Velocidad.
- El Campo de destino se establece en Velocidad (m/s).
- En Actualizar rangos de simbología en función de los datos, elija Mantener rangos.
- Haga clic en Ejecutar para aplicar la simbología.
Ahora la escena está actualizada para mostrar un conjunto de flechas 3D superpuestas en la superficie del océano ubicada en el Pozo 20. El archivo de capa realizó la mayor parte del trabajo de simbología, como aplicar un símbolo de flecha 3D personalizado, mover la capa al grupo Capas 3D, establecer valores límite de velocidad con colores graduados y agregar etiquetas.
- En el panel Contenido, revise la leyenda de la capa Sample_HYCOM_Go1.
Nota:
El panel Contenido no muestra las flechas 3D personalizadas aplicadas a la capa Sample_HYCOM_Go1. Sin embargo, los pozos presentes en la escena se representan con los símbolos y los valores límite de velocidad de visualización con colores graduados y etiquetas.
Los símbolos y valores límite de velocidad de las corrientes oceánicas se basan en los límites operativos hipotéticos del ROV utilizado para las inspecciones de pozos petrolíferos de este tutorial.
- En el panel Simbología, haga clic en la pestaña Variar la simbología por atributo y expanda Tamaño.
Tenga en cuenta que el campo de tamaño está configurado para usar Velocidad (m/s).
- Cierre el panel Simbología.
- Utilice el marcador Pozo 20 para acercarse al pozo objetivo.
- En la escena, use la herramienta Explorar para investigar, rotar e inclinar el Pozo 20.
- Las flechas verdes muestran velocidades bajas de corriente óptimas (<0,25 m/s).
- Las flechas amarillas representan velocidades de corriente moderadas (pero aun aceptables) (0,25-0,5 m/s).
- Las flechas rojas muestran velocidades de corriente (>0,5 m/s) que superan los límites operativos del ROV.
Observe que los ajustes de altura de la entidad aún se deben configurar en las propiedades de capa.
- En el panel Contenido, haga doble clic en la capa Sample_HYCOM_Go1.
Aparece la ventana Propiedades de capa.
- En la ventana Propiedades de capa, haga clic en la pestaña Elevación. Compruebe que Las entidades están están definidas como En una altura absoluta. En Un campo, haga clic en el menú desplegable y elija Profundidad.
Ahora ha establecido el valor Z para cada punto de muestra. A continuación, verificará las propiedades de visualización.
- En la ventana Propiedades de capa, haga clic en la pestaña Visualización. Compruebe que Mostrar los símbolos 3D en unidades del mundo real esté activado y haga clic en Aceptar.
La escena se actualiza para mostrar cada conjunto de puntos de muestra en su profundidad por debajo de la superficie, donde una etiqueta muestra la velocidad de la corriente oceánica en metros/segundo.
- En la escena, utilice la herramienta Explorar para rotar e inclinar una entidad de pozo y observar la velocidad de la corriente.
- Guarde el proyecto.
Configuración del tiempo
El ráster multidimensional del HYCOM tiene la función de tiempo habilitada.
Sugerencia:
Cuando agregó el ráster al mapa para el paso de muestreo, se le indicó que contrayera y ocultara el control deslizante de tiempo que se muestra en la parte superior de la pantalla.
Aunque los puntos de muestra incorporan los periodos de tiempo como un atributo del ráster del HYCOM, la propia capa de escena todavía no sabe que tiene habilitada la función de tiempo. Los siguientes pasos configurarán el tiempo para que pueda explorar (y animar) más fácilmente los cambios en la velocidad de la corriente oceánica en esa dimensión.
- En la escena Golfo de México, en el panel Contenido, haga doble clic en la capa Sample_HYCOM_Go1.
- En la ventana Propiedades de capa, haga clic en la pestaña Tiempo.
- En Filtrar usando tiempo de la pestaña Tiempo, haga clic en Filtrar el contenido de la capa en función de los valores de atributo.
- En Tiempo de capa y Campo de tiempo, verifique que los valores son Cada entidad tiene solo un campo de fecha y Campo de tiempo, respectivamente.
Actualmente, la extensión de tiempo para el dataset del HYCOM está configurada para mostrarse desde medianoche del 19 de abril a las 9 p.m. del 25 de abril. El HYCOM tiene una frecuencia temporal de tres horas (hora UTC), por lo que las propiedades de tiempo de los puntos de muestra deben coincidir con ella.
- En Intervalo de tiempo, active Visualizar usando un intervalo de tiempo regular y defina el Periodo en 3 y las unidades en Horas.
- En Zona horaria, haga clic en el menú desplegable y elija (UTC) Hora universal coordinada.
- Haga clic en Aceptar.
Cuando haya configurado el tiempo de una capa, este se muestra en la parte superior de la escena.
- En la escena, señale el control deslizante de tiempo y haga clic en el botón Tiempo deshabilitado.
Sugerencia:
Cuando el control deslizante de Tiempo está deshabilitado, hay un icono rojo en el botón.
El control deslizante filtrará los datos para mostrar el primer período de la serie: 19 de abril de 2021, a medianoche.
- Haga clic en la flecha derecha de la parte superior del control deslizante de tiempo para mover varios períodos hacia adelante por la serie temporal.
Observará que actualmente muestra una ventana de tiempo móvil de tres horas, pero usted desea desplazarse por un valor de tiempo, no por una ventana móvil.
- En la cinta, en la pestaña Tiempo, en el grupo Hora actual, localice Intervalo y cambie 3 a 0.
- En el grupo Período, verifique que el Intervalo del período esté definido en 3 horas.
El control deslizante de tiempo muestra ahora un solo valor a medida que avanza y retrocede a través de las series temporales, en incrementos de tres horas.
- En la escena, utilice la herramienta Explorar para acercarse al Pozo 20.
- En el panel Contenido, desactive la capa Superficies de pozo para ver mejor las corrientes cercanas a la superficie.
Nota:
Las flechas del mapa pueden ser diferentes.
Ahora se han configurado las dimensiones de profundidad y de tiempo para los puntos de muestra.
- Por su cuenta, explore otras de las ubicaciones de pozos de la escena y utilice el control deslizante de tiempo para comparar cómo cambian la velocidad y la dirección de la corriente en el espacio, la profundidad y el tiempo.
Nota:
También puede configurar esta capa para que esté habilitada para el rango conectando el atributo de profundidad al control deslizante de rango. Puede mostrar determinadas profundidades o rangos de profundidades si solo le interesa ver los puntos de muestra en los 100 primeros metros, por ejemplo. Consulte la documentación de ArcGIS Pro sobre la configuración del rango para obtener más información. Configurar el tiempo (o el rango) en un dataset es un método esencial para filtrar y visualizar procesos dinámicos en 2D y 3D.
En el escenario de este tutorial, hay mucha información a procesar para determinar dónde y cuándo las corrientes oceánicas están lo suficientemente lejos como para enviar un ROV a las profundidades. Afortunadamente, existen opciones de creación de gráficos en ArcGIS Pro que pueden simplificar aún más el dataset en una planificación o resumen ejecutivo de posibles ventanas de inmersión del ROV. Generará un gráfico en el siguiente módulo.
Descubrir ventanas de inmersión del ROV con un gráfico de calor de matriz
Visualizar las corrientes como símbolos de flecha 3D es una forma intuitiva de representar su dirección, magnitud y profundidad. Sin embargo, solo puede evaluar un pozo a la vez, lo que no se adapta bien a datasets de muestra grandes. Para sintetizar nuestro análisis de una semana del HYCOM y 30 ubicaciones de pozo en algo que pueda encajar en una sola hoja de papel, utilizará un gráfico de calor de matriz.
Configurar el gráfico de calor de matriz
El gráfico de calor de matriz es una forma práctica de analizar la relación entre dos campos de categorías (Id. de pozo y Hora) de acuerdo con el valor de un campo numérico (Velocidad). El gráfico ayudará a responder la siguiente pregunta: en una ubicación de pozo determinada y a una hora determinada, ¿la velocidad de la corriente excede los parámetros operativos del ROV? En esta situación, no le preocupan los valores de profundidad individuales, ya que tendrá que pasar por todos ellos en el descenso y la ascensión desde el suelo oceánico. Sin embargo, lo que le preocupa es saber cuál es el valor máximo de corriente para todas las profundidades en un pozo y hora determinados.
En los pasos siguientes, configurará un gráfico de calor de matriz usando los atributos de puntos de muestra para ayudar a responder a esa pregunta.
- Si es necesario, active la escena Golfo de México.
Nota:
El control deslizante de tiempo funciona básicamente como una consulta de definición, de modo que, para mostrar el dataset completo en el gráfico, debe deshabilitarlo. Sin embargo, puede usarlo con los gráficos si desea desplazarse por valores de tiempo individuales para ver cómo responde el gráfico.
- En el control deslizante de tiempo de la escena, haga clic en el botón Tiempo habilitado para desactivar el tiempo.
- En el panel Contenido, haga clic con el botón derecho en la capa Sample_HYCOM_Go1, apunte a Crear gráfico y elija Gráfico de calor de matriz.
Se agregará un gráfico de calor de matriz vacío debajo de la escena, junto con el panel Propiedades de gráfico correspondiente a la derecha.
- Si es necesario, recoloque el gráfico y el panel de propiedades.
- En el panel Propiedades de gráfico, en la pestaña Datos, actualice lo siguiente:
- En Categoría de columna, elija StdTime.
- En Categoría de fila, elija WellID.
- En Agregación, elija Máximo.
- En Número, elija Velocidad (m/s).
- En Clases, elija 3.
- En el panel Propiedades de gráfico, expanda Cortes de clase.
Nota:
Los valores de cortes de clase no reflejan sus valores límite de velocidad.
Debe volver a configurar los tres cortes de clase para utilizar los valores límite 0,25, 0,5 y 2,0 y hacer coincidir los colores con las flechas direccionales 3D.
- Haga clic en el menú desplegable Esquema de color y active Mostrar nombres. En el menú desplegable Esquema de color, elija el esquema Colores de velocidad del HYCOM.
El esquema de Colores de velocidad del HYCOM se incluye en el paquete del proyecto y consta de tres estilos de color, establecidos para cada uno de los valores límite y configurados como verde, amarillo y rojo.
- En Cortes de clase de la pestaña Clases, actualice el valor más alto para cada intervalo del siguiente modo:
- Para el verde, escriba 0,25.
- Para el amarillo, escriba 0,5.
- Para el rojo, escriba 2,0.
- En Ordenar filas, haga clic en el menú desplegable y elija Descendente Z-A.
El gráfico empieza a cobrar sentido; sin embargo, agregar más formato hará que las cosas sean más claras.
- En el panel Propiedades de gráfico, haga clic en la pestaña Formato, y luego en el botón Elementos de símbolo.
- Haga clic en Líneas de cuadrícula. En Color, elija 50% de gris (1ª columna, 6ª fila) y en Anchura, introduzca 0,25 pt. En Tipo de línea, elija Sólido.
Sugerencia:
Para ver el nombre de una rampa de color, señale el color con el puntero.
El gráfico se actualiza y resulta más fácil identificar los pozos e intervalos de tiempo.
- En el panel Propiedades de gráfico, haga clic en la pestaña General y actualice las siguientes propiedades:
- En Título del gráfico, verifique que esté definido como Máximo de velocidad (m/s) para StdTime y WellID.
- En Título de eje X, escriba Hora (UTC).
- En Título de eje Y, escriba Id. del pozo.
- En Título de la leyenda, escriba Semanal (m/s).
- En Descripción, escriba Este gráfico muestra la velocidad máxima de corriente oceánica por Id. de pozo en el Golfo de México, calculada desde el 19 de abril al 25 de abril de 2021.
- Cuando haya terminado, amplíe el gráfico para explorar celdas y periodos de tiempo.
En el gráfico, observe que los cambios en la corriente, así como las ubicaciones de pozo, se mueven de oeste a este (y hacia la corriente de bucle).
- En el gráfico, localice los pozos situados más al oeste (n.º 1-15) identificados como A en la siguiente imagen, y observe que estos pozos tienen corrientes máximas de 0,25 y 0,50, y que se encuentran dentro de los límites operativos de un ROV.
- En el gráfico, localice los pozos situados más al este (n.º 16-26), identificados como B en la imagen. Observe que todos tienen algún período de tiempo en el que la corriente es demasiado alta (2,0 o superior) y, por tanto, supera los límites operativos de un ROV.
A medida que profundiza en la corriente, algunos pozos (n.º 27-29) identificados como C en la imagen, no tienen ventanas operativas disponibles, ya que se encuentran por completo dentro de la corriente de bucle. Esto puede ser algo estacional, y los límites operativos pueden cambiar a medida que la corriente de bucle cambie como resultado de cambios estacionales.
- En la escena, habilite el control deslizante de tiempo, céntrese en un subconjunto de datos de tiempo y establezca el tiempo en un solo día.
El gráfico mostrará tan solo un día de corrientes oceánicas. Recoloque la escena y el gráfico para observar tanto el pozo como el gráfico.
- Guarde el proyecto.
En esta sección, ha resumido 67.200 predicciones individuales de corriente oceánica en un gráfico claro que se puede usar para planificar las operaciones del ROV. Mientras investigaba el proceso de tratar de encontrar una señal en medio del ruido del HYCOM, utilizó el mantra de búsqueda de información del Dr. Ben Shneiderman en el flujo de trabajo: "Vista general primero, zoom y filtro, y luego detalles bajo demanda". Usted ha creado un gráfico (vista general), ha usado el gráfico para simplificar el dataset y encontrar valores atípicos (zoom y filtro) y, después, finalizará el mantra (y el tutorial) mediante la animación de las corrientes para un pozo de interés específico (detalles bajo demanda).
Animar corrientes oceánicas en 3D
En este módulo, creará una animación de un pozo utilizando la dimensión de tiempo en el HYCOM para ilustrar la dinámica detallada de la intensidad y dirección de la corriente oceánica en el transcurso de una semana. Afortunadamente, la mitad del trabajo de preparación se ha realizado configurando y habilitando el tiempo en los puntos de muestra, de modo que lo único que queda por hacer es acercarse a un pozo, cargar los períodos de tiempo en una nueva animación, agregar notas y exportar.
Cargar una serie temporal en una animación
- Si es necesario, active la escena Golfo de México.
- En el control deslizante de tiempo de la escena, haga clic en el botón Tiempo habilitado para deshabilitar el tiempo y contraer el controlador deslizante de tiempo.
- En el panel Contenido, active y seleccione la capa Superficies de pozo.
- En la cinta, en la pestaña Capa de entidades, en el grupo Efectos, en Transparencia, escriba 95%.
Esto oculta principalmente el buque o la plataforma petrolífera, pero todavía se puede ver la etiqueta.
- Utilice la herramienta Explorar para investigar el Pozo 20 (o un pozo diferente de su elección). Encuadre la mitad superior del pozo en la visualización, que muestra dónde están presentes la mayor parte de las corrientes oceánicas más altas.
- En la cinta, en la pestaña Vista, en el grupo Animación, haga clic en Agregar.
Aparece la línea temporal de animación.
- En el panel Línea temporal de animación, haga clic en Crear primer fotograma clave.
La ventana de la escena se actualiza e ilustra cómo se recortará la animación por la relación de aspecto de la película de salida (HD 720, HD 1080, etc.).
A continuación, seleccione un formato de salida en las opciones de la película.
- En la cinta, en la pestaña Animación, en el grupo Exportar, haga clic en el botón Película.
- En el panel Exportar película, en Preajustes de exportación de películas, haga clic en HD 1080.
- En la cinta, en la pestaña Animación, en el grupo Exportar, compruebe que el botón Bloquear tamaño de vista está habilitado.
El botón Bloquear tamaño de vista se activa cuando el botón tiene un fondo azul.
De esta forma, se garantiza que la vista de la escena se recorte a la relación de aspecto seleccionada de 1080.
- Revise la escena y asegúrese de que la relación de aspecto de la película de salida no recorte los datos ni las etiquetas. Si es necesario, mueva y vuelva a acoplar la escena hasta que todo tenga buen aspecto en la vista bloqueada.
- En el panel Línea temporal de animación, en la Galería de fotogramas clave, haga clic en el primer fotograma clave para seleccionarlo, haga clic con el botón derecho en él y elija Eliminar selección.
- En la cinta, en la pestaña Animación, en el grupo Crear, haga clic en el menú desplegable Importar y elija Intervalos del control deslizante de tiempo.
La serie temporal del HYCOM incluye 56 períodos (7 días x 8 mediciones por día). Cada uno de estos períodos se agrega como un fotograma clave a la línea temporal junto con un fotograma inicial, lo que resulta en un total de 57 fotogramas.
A continuación, seleccione la línea temporal completa.
- Haga clic en el primer fotograma clave (N.º 1), mantenga pulsada la tecla Mayús, desplácese hasta el último fotograma clave (N.º 57) y haga clic.
- En la cinta, en la pestaña Animación, en el grupo Editar, haga clic en el botón Propiedades (o haga clic con el botón derecho en los fotogramas de la línea temporal y seleccione Propiedades de animación).
En el panel Propiedades de animación, puede definir la longitud de fotogramas clave individuales (o de todos). De forma predeterminada, se aplica un valor de 3 segundos por fotograma clave, lo que da como resultado un tiempo de ejecución de 2:48. A continuación, modificará el tiempo de ejecución de la película para que sea inferior a 30 segundos.
- En el panel Propiedades de animación, cambie el valor de la Longitud a 0,25 segundos.
Esto dará como resultado un tiempo de ejecución total de 14 segundos.
- Guarde el proyecto.
Agregar superposiciones de animación
A continuación, agregará una superposición a la animación.
- En la cinta, en la pestaña Animación, en el grupo Superposición, haga clic en el menú desplegable Agregar superposición.
- En el grupo Texto dinámico, elija Hora del mapa.
En la escena, las anotaciones de inicio y fin se agregan como una superposición. Sin embargo, sus datos solo tienen un único valor de tiempo para cada período.
- En la superposición de la escena, seleccione y elimine la segunda línea de la hora de fin.
- Compruebe que la superposición contenga el siguiente texto:<dyn type="animation" property="startTime" format="short|long"/>
- En la escena, haga clic en el botón Cerrar edición en pantalla y confirmar cambios.
- En el panel Propiedades de animación, haga clic en la pestaña Superposiciones. Verifique que la Tecla de inicio esté configurada en 1 y que la Tecla de fin esté configurada en 57.
Con esto se garantiza que los cambios se apliquen a todos los fotogramas clave de la animación.
- Para la superposición de texto dinámico, haga clic en el botón Dar formato al símbolo de superposición.
- En el panel Dar formato al símbolo de texto, expanda Apariencia y actualice la apariencia del texto cambiando la fuente y el tamaño según sea necesario.
- Haga clic en la flecha hacia atrás para volver a la pestaña Superposiciones y elija una de las nueve posiciones predefinidas para que la superposición se muestre en el fotograma clave.
Nota:
Mediante la pestaña Superposiciones, puede agregar un título, una imagen u otro texto a los fotogramas de la animación.
- Compruebe que la superposición Hora del mapa se ha formateado correctamente y se muestra en la posición correcta en el fotograma clave.
- Guarde el proyecto.
- En la cinta, en la pestaña Animación, en el grupo Exportar, haga clic en el botón Película.
- En el panel Exportar película, en Nombre de archivo, vaya a la ubicación que desee y especifique un nombre de salida.
- Expanda la sección Configuración de exportación de archivo y, en Formato multimedia, elija Película MPEG4 (mp4).
- En Fotogramas por segundo, seleccione 30 fotogramas por segundo.
- Cuando haya terminado, haga clic en el botón Exportar.
Nota:
La exportación de la animación puede llevar algún tiempo y depende de su procesador y su tarjeta de vídeo. Completar este proceso puede tardar hasta 10-15 minutos.
- En el panel Exportar película, haga clic en Reproducir el vídeo para revisar la película de animación.
Además de las capturas de pantalla, los gráficos y las escenas interactivas, las animaciones son una de las herramientas clave para comunicarse en 3D, especialmente cuando se trata de capas con tiempo habilitado, como los puntos muestreados del HYCOM. Puede utilizar estas mismas técnicas de animación en 2D o 3D. Por ejemplo, puede utilizar una red de puntos de muestra con espaciado regular en lugar de ubicaciones de pozo específicas para observar los cambios regionales en las corrientes y las temperaturas de la superficie oceánica.
En esta animación de 48 horas, el huracán Dorian se acerca por la costa este después de casi detenerse y arrasar las Bahamas en 2019.
En este tutorial hemos visto cómo extraer y muestrear pronósticos de corrientes oceánicas a partir de los datasets de ráster multidimensional del HYCOM para planificar las misiones de ROV en el Golfo de México. A lo largo del proceso, ha convertido las variables de corriente oceánica u y v en símbolos 3D fáciles de entender, ha creado un gráfico de calor de matriz general para resumir las ventanas de inmersión del ROV para todo el dataset, y ha individuado un pozo para obtener un análisis detallado de los cambios en las corrientes oceánicas a lo largo de la serie temporal. Puede aplicar estos flujos de trabajo y herramientas a otras variables del HYCOM o a cualquier otro dataset multidimensional con el fin de entender mejor los complejos procesos de la Tierra en espacio y tiempo.
Encontrará más tutoriales en la galería de tutoriales.