Ajouter le raster HYCOM
Le paquetage de projet ArcGIS Pro inclut l’ensemble des données et de la symbologie requises pour ce didacticiel. Une fois que vous avez téléchargé et ouvert le paquetage de projet, décompressez le raster multidimensionnel HYCOM inclus qui a été découpé à l’étendue du Golfe du Mexique.
Télécharger et extraire le paquetage de projet
Le paquetage de projet de ce didacticiel est hébergé sur ArcGIS Online. Une fois que vous avez extrait et ouvert le paquetage, un dossier CRF compressé supplémentaire contenant les variables des courants marins du modèle HYCOM apparaît. Vous devez décompresser ce dossier pour pouvoir l’utiliser dans le projet.
- Téléchargez le projet Prévoir les courants marins pour planifier les inspections de puits à distance.
- Recherchez le fichier téléchargé et double-cliquez dessus pour extraire et ouvrir le projet dans ArcGIS Pro.
- Si nécessaire, dans ArcGIS Pro, dans la fenêtre Select unpacking location (Sélectionner l’emplacement de décompression), recherchez et sélectionnez un dossier dans lequel le projet décompressera le contenu.
Si vous n'êtes pas invité à sélectionner un emplacement de décompression, l'application décompresse le contenu dans un emplacement par défaut, tel que C:\Users\<NAME>\Documents\ArcGIS\Packages\ predict ocean currents to plan remote well inspections.
Le projet s'ouvre et affiche une carte intitulée Gulf of Mexico HYCOM (Modèle HYCOM du Golfe du Mexique) et une scène intitulée Gulf of Mexico Scene (Scène Golfe du Mexique).
- Dans File Explorer, accédez à l’emplacement du projet extrait (par exemple, C:\Users\<NAME>\Documents\ArcGIS\Packages\ predict ocean currents to plan remote well inspections).
Le nom du dossier du projet est suivi d'un jeu de caractères supplémentaire, tel que \predict ocean currents to plan remote well inspections_d33969.
- Ouvrez le dossier commondata et le dossier userdata.
- Dans le dossier \commondata\userdata, extrayez le fichier HYCOM_GoM.zip dans le même dossier.
Vous y trouverez également les fichiers de style et de couche utilisés ultérieurement dans ce didacticiel.
Le raster HYCOM a été extrait et vous pouvez maintenant l’ajouter à votre carte pour en explorer les propriétés multidimensionnelles.
- Dans File Explorer, vérifiez que le dossier HYCOM_GoM a été extrait.
- Dans ArcGIS Pro, dans la fenêtre Catalog (Catalogue), cliquez avec le bouton droit sur Folders (Dossiers) et sélectionnez Add Folder Connection (Ajouter une connexion aux dossiers).
La fenêtre Add Folder Connection (Ajouter une connexion aux dossiers) apparaît.
- Dans la fenêtre Add Folder Connection (Ajouter la connexion au dossier), recherchez et sélectionnez le dossier userdata, qui contient le raster HYCOM_GoM, puis cliquez sur OK.
- Dans la fenêtre Catalog (Catalogue), développez Folders (Dossiers) et userdata.
Vous avez maintenant accès au raster HYCOM_GoM dans ce dossier.
- Dans Quick Access Toolbar (Barre d’outils Accès rapide), cliquez sur le bouton Save (Enregistrer) pour enregistrer le projet, puis sur Oui pour enregistrer la version actuelle d’ArcGIS Pro.
Ajouter le raster HYCOM à la carte
Le scénario de ce didacticiel se déroule le 19 avril 2021 et utilise une prévision simulée des courants marins sur sept jours déjà découpée à la zone du projet pour réduire le temps de traitement et garantir une sortie cohérente. Dans un scénario réel, l'un des services HYCOM en temps quasi réel fournis dans ArcGIS Living Atlas serait utilisé pour prévoir les courants marins, voire la hauteur à la surface de la mer, la salinité ou la température.
Le projet contient des onglets pour une carte et une scène du Golfe du Mexique. Vous commencerez par utiliser la carte 2D pour explorer et échantillonner les localisations de puits et les données HYCOM, puis passerez à la scène pour visualiser les résultats en 3D.
- Si nécessaire, activez la carte Gulf of Mexico HYCOM (Modèle HYCOM du Golfe du Mexique).
- Dans la fenêtre Contents (Contenu), vérifiez les couches de la carte.
Ces couches sont les suivantes :
- Oil Wells (Puits de pétrole) : couche composée d’un ensemble de 30 puits de pétrole et de gaz.
- Major Ocean Currents (Principaux courants marins) : couche affichant le courant en boucle du Gulf Stream, un courant marin majeur qui passe par le Golfe du Mexique et l’extrémité sud de la Floride. Cette couche représente les courants chauds et froids réguliers dans le monde.
Remarque :
La couche Major Ocean Currents (Principaux courants marins) se trouve dans ArcGIS Living Atlas of the World.
- Utilisez l'outil Explore (Explorer) pour effectuer un zoom arrière et explorer certains des principaux courants chauds et froids dans le monde avant d'ajouter le raster Gulf of Mexico HYCOM (Modèle HYCOM du Golfe du Mexique) à la carte.
Certains puits sont localisés dans le courant en boucle du Gulf Stream, tandis que d’autres au nord-ouest se trouvent à l’extérieur de ce courant.
- Dans la fenêtre Catalog (catalogue), sous Folders (Dossiers), cliquez avec le bouton droit sur le raster HYCOM_GoM et sélectionnez Properties (Propriétés).
La fenêtre Raster Dataset Properties (Propriétés du jeu de données raster) apparaît.
- Dans la fenêtre Raster Dataset Properties (Propriétés du jeu de données raster), cliquez sur l’onglet Multidimensional Info (Informations multidimensionnelles).
- Examinez la section Properties (Propriétés) et cliquez sur Value (Valeur) dans le menu déroulant pour Default Variable (Variable par défaut).
Le raster multidimensionnel HYCOM possède deux variables (u et v) et deux dimensions. Chaque variable possède une dimension de profondeur et de temps.
- Sous Variables, développez Eastward_Sea_Water_Velocity__u et les dimensions Depth (Profondeur) et StdTime.
Vous pouvez maintenant examiner les dimensions Depth (Profondeur) et StdTime.
- Pour Depth (Profondeur), l'étendue est comprise entre -5000 et 0 et le nombre de valeurs est de 40.
- Pour StdTime (StdTime), l'intervalle est de trois heures, le nombre de valeurs est de 56 et l'étendue est comprise entre 2021-04-19T00:00:00 et 2021-04-25T21:00:00.
Ajoutez ensuite le raster HYCOM_GoM à la carte Gulf of Mexico HYCOM (Modèle HYCOM du Golfe du Mexique).
- De votre côté, étudiez les propriétés des dimensions de la variable Northward_Sea_Water_Velocity__v. Une fois que vous avez terminé, cliquez sur Cancel (Annuler) pour fermer la fenêtre Raster Dataset Properties (Propriétés du jeu de données).
- Dans la fenêtre Catalog (Catalogue), cliquez avec le bouton droit sur le raster HYCOM_GoM et sélectionnez Add to Current Map (Ajouter à la carte actuelle).
Le raster est ajouté à la carte.
- Utilisez l'outil Explore (Explorer) pour zoomer sur l'étendue du raster HYCOM_GoM.
Le raster multidimensionnel HYCOM est temporel. Lorsque vous ajoutez le raster à la carte, notez le curseur temporel affiché dans la partie supérieure de l'écran. Pour le moment, il est préférable de réduire et masquer le curseur temporel. Vous l’activerez et l’utiliserez plus loin dans ce didacticiel.
- Sur la carte, pointez le curseur de la souris sur le curseur temporel et cliquez sur le bouton Collapse (Réduire).
- Dans la fenêtre Contents (Contenu), cliquez sur la couche HYCOM_GoM.
- Sur le ruban, cliquez sur l’onglet Raster Layer (Couche raster) et dans le groupe Rendering (Rendu), cliquez sur le bouton DRA (Ajustement dynamique de la plage).
Conseil :
DRA signifie Dynamic Range Adjustment (ajustement dynamique de la plage).
La carte est mise à jour.
- Dans la fenêtre Contents (Contenu), vérifiez la couche HYCOM_GoM.
La légende de la couche affiche les valeurs minimale et maximale du dégradé de couleurs pour mieux montrer les écarts de magnitude des courants marins.
- Utilisez l'outil Explore (Explorer) pour zoomer sur les entités de la couche Oil Wells (Puits de pétrole).
- Dans le groupe Rendering (Rendu), cliquez sur le menu déroulant Resample Type (Type de rééchantillonnage) et sélectionnez Bilinear (Bilinéaire).
Cette action lisse les pixels du raster.
Le raster multidimensionnel HYCOM possède deux variables et deux dimensions. Les variables sont u (actuellement affichée sur la carte) et v, représentant la profondeur et le temps.
Vous allez maintenant remplacer la variable de direction u (Est-Ouest) affichée dans le raster par la variable de direction v (Nord-Sud).
- Cliquez sur l’onglet Multidimensional (Multidimensionnel), dans le groupe Current Display Slice (Tranche actuellement affichée), cliquez sur le menu déroulant Variable (Variable) et sélectionnez Northward_Sea_Water_Velocity_v.
Lorsque vous modifiez la variable active, vous devez également réappliquer le DRA et le rééchantillonnage bilinéaire.
- Cliquez sur l’onglet Raster Layer (Couche raster), dans le groupe Rendering (Rendu), cliquez sur DRA (Ajustement dynamique de la plage). Cliquez sur le menu déroulant Resample Type (Type de rééchantillonnage) et sélectionnez Bilinear (Bilinéaire).
- Cliquez sur l’onglet Multidimensional (Multidimensionnel), dans le groupe Current Display Slice (Tranche actuellement affichée), cliquez sur le menu déroulant StdTime.
La dimension StdTime utilise des incréments d’observation de trois heures lorsque vous examinez les propriétés des variables et des dimensions du raster HYCOM_GoM.
- Sur l’onglet Multidimensional (Multidimensionnel), dans le groupe Current Display Slice (Tranche actuellement affichée), cliquez sur le menu déroulant Depth (Profondeur).
Les intervalles sont plus denses à proximité de la surface et moins denses à mesure que les observations atteignent -5000 m. De votre côté, explorez différentes heures et profondeurs et observez la manière dont le raster HYCOM est mis à jour sur la carte.
- Enregistrez le projet.
Dans cette section, vous vous êtes familiarisé avec la zone de projet d’inspection des puits de pétrole du Golfe du Mexique et avez commencé à explorer les variables et les dimensions du jeu de données HYCOM en 2D. Dans la section suivante, vous utiliserez les puits de pétrole pour échantillonner les courants marins à des localisations spécifiques et déterminer où et quand un véhicule téléguidé peut être exploité en toute sécurité à proximité du courant en boucle du Gulf Stream. Dans le module suivant, vous allez échantillonner le raster HYCOM à 30 localisations de puit, aux dimensions de profondeur et de temps, et convertir les vecteurs u et v en direction et vitesse.
Échantillonner le raster HYCOM
Les puits du Golfe du Mexique sont régulièrement inspectés et, si nécessaire, fermés lorsque les courants marins sont assez faibles pour que le véhicule téléguidé puisse plonger et remonter en toute sécurité.
Dans cette section, vous allez prélever un échantillon de trois heures de vecteurs de courant u et v dans le raster HYCOM pour chacune des 30 localisations de puits. Vous convertirez ensuite ces valeurs en vitesse et direction pour pouvoir visualiser les courants marins à l'aide de symboles 3D dynamiques.
Échantillons HYCOM des localisations de puits de pétrole
Pour planifier une mission d'inspection du véhicule téléguidé, il est nécessaire d'étudier les courants marins dans le temps aux localisations des puits. L'outil de géotraitement Sample (Échantillon), qui prend en charge les rasters multidimensionnels, vous permet d'extraire la plage complète des dimensions de temps et de profondeur du raster de prévision HYCOM aux localisations des puits.
- Si nécessaire, ouvrez la carte Gulf of Mexico HYCOM (Modèle HYCOM du Golfe du Mexique).
- Dans la fenêtre Content (Contenu), décochez la couche raster HYCOM_GoM.
- Dans la fenêtre Contents (Contenu), développez la couche Oil Wells (Puits de pétrole).
Il existe deux types d’accès aux puits de pétrole offshore. Les 30 puits de pétrole sont symbolisés selon que le véhicule téléguidé est lancé depuis un navire flottant ou une plateforme.
Vous trouverez ci-dessous une image d’un type d’accès par navire flottant.
Vous trouverez ci-dessous une image d’un type d’accès par plateforme.
- Utilisez l'outil Explore (Explorer) pour zoomer sur l'agrégat de puits situé à la fois à l'intérieur et à l'extérieur du courant en boucle.
- En haut de ArcGIS Pro, dans Command Search (Recherche de commande), saisissez Sample (Échantillon) et dans la liste des résultats, choisissez Sample (Image Analyst Tools) (Échantillon (Outils Image Analyst)).
La fenêtre de l’outil Sample (Échantillon) apparaît.
- Dans l’outil de géotraitement Sample (Échantillon), définissez les paramètres suivants :
- Pour Input rasters (Rasters en entrée), sélectionnez HYCOM_GoM.
- Pour Input location raster or features (Raster de localisation ou entités en entrée), sélectionnez Oil Wells (Puits de pétrole).
- Pour Output table or feature class (Table ou classe d'entités en sortie), saisissez Sample_HYCOM_Go1.
- Pour Unique ID field (Champ d'ID unique), sélectionnez Well ID (Identifiant de puit).
- Cochez Process as multidimensional (Traiter comme multidimensionnel).
- Cochez Generate feature class (Générer une classe d’entités).
L'étude des propriétés de profondeur et de temps a révélé un nombre de profondeurs de 40 et un nombre de temps de 56. Ces comptages, combinés au nombre d'échantillons (30 puits), déterminent le nombre de points en sortie générés par l'outil de géotraitement Sample (Échantillon).
- Cliquez sur Run (Exécuter).
La couche Sample_HYCOM_Go1 est ajoutée à la carte. Elle comprend 67 200 points, représentant un échantillonnage de 40 intervalles de profondeur, 56 intervalles de temps et 30 localisations de puit.
- Enregistrez le projet.
Dans le module suivant, vous allez convertir les attributs requis pour symboliser les courants marins en 3D à l'aide des variables u et v.
Calculer la vitesse et la direction à partir des variables u et v
Le raster HYCOM utilise les vecteurs de direction des composants pour les directions Est-Ouest (u) et Nord-Sud (v), qui décrivent les magnitudes du déplacement des courants marins. Pour mettre à l'échelle et faire pivoter les symboles 3D, vous devez au préalable convertir ces valeurs en vitesse (m/s) et direction (degrés). Dans les étapes suivantes, vous utiliserez un modèle ModelBuilder simple inclus dans la boîte d'outils du projet pour ajouter ces attributs supplémentaires aux points d'échantillonnage.
- Dans la fenêtre Contents (Contenu), cliquez avec le bouton droit sur Sample_HYCOM_Go1 et sélectionnez Attribute Table (Table attributaire).
- Vérifiez la table attributaire Sample_HYCOM_Go1.
L'outil Sample (Échantillon) commence par traiter le premier identifiant de puit, le premier intervalle de temps et l'intervalle de profondeur le plus profond, puis remonte les profondeurs pour chaque localisation avant de passer au prochain intervalle de temps et de répéter le processus.
Vous constaterez peut-être des valeurs nulles aux intervalles les plus profonds ; cela ne pose pas de problème. Le Golfe du Mexique possède une profondeur maximale comprise entre 1 000 m et 3 000 m pour les 30 puits ; les valeurs au-delà de cette profondeur sont donc considérées comme NoData dans le raster HYCOM et vos points d'échantillonnage.
- Ouvrez la fenêtre Catalog (Catalogue) et développez Toolboxes (Boîtes d'outils).
- Développez la boîte à outils Predict ocean currents to plan remore well inspections (Prévoir les courants marins pour planifier les inspections de puits à distance).
- Cliquez avec le bouton droit sur Calculate Velocity and Direction from u and v (Calculer la vitesse et la direction à partir des variables u et v) et sélectionnez Edit (Mise à jour).
L’éditeur ModelBuilder apparaît.
- Dans la partie supérieure de la zone d’affichage du modèle, cliquez sur le bouton Show Toolbar (Afficher la barre d’outils).
- Dans la barre d’outils du modèle, dans le groupe Run (Exécuter), cliquez sur Validate (Valider).
La barre d’outils du modèle apparaît.
- Dans le groupe Model (Modèle), cliquez sur Save (Enregistrer) et fermez la vue ModelBuilder.
- Dans la fenêtre Catalog (Catalogue), double-cliquez sur le modèle Calculate Velocity and Direction from u and v (Calculer la vitesse et la direction à partir des variables u et v).
- Dans la boîte d'outils Visualizing Multidimensional Ocean Data (Visualiser des données océanographiques multidimensionnelles), double-cliquez sur le modèle Calculate Velocity and Direction from u and v (Calculer la vitesse et la direction à partir des variables u et v).
Remarque :
Vous pouvez également rechercher u et v dans les outils de géotraitement pour les retrouver de la même manière qu'avec l'outil Sample (Échantillon).
- Dans l'outil de modèle Calculate Velocity and Direction from u and v (Calculer la vitesse et la direction à partir des variables u et v), pour Sample Points (Points d'échantillonnage), sélectionnez Sample_HYCOM_Go1, puis cliquez sur Run (Exécuter).
L'outil est exécuté correctement, mais il génère un avertissement. Certains points d'échantillonnage contenant des valeurs nulles aux intervalles les plus profonds, l'outil ne parvient pas à traiter ces enregistrements et génère l'avertissement.
Remarque :
Les vecteurs u et v représentant les composants X et Y positifs et négatifs du courant marin, le théorème de Pythagore est utilisé dans le modèle pour résoudre la vitesse en m/s :
Vitesse = √u² + v²
Vous pouvez déterminer à nouveau la direction des courants marins à partir des vecteurs u et v, géométriquement :
Direction = (180/π) * arctan(u,v)
- Vérifiez la table attributaire Sample_HYCOM_Go1.
Les points d'échantillonnage disposent désormais des attributs requis pour mettre à l'échelle et faire pivoter les symboles 3D de courant marin dans l'espace et le temps. Lorsque vous analysez les valeurs Velocity (Vitesse) de la table attributaire, vous pouvez constater qu'elles diminuent rapidement avec la profondeur ; le courant en boucle agit donc principalement près de la surface.
- Fermez la table attributaire Sample_HYCOM_Go1.
- Enregistrez le projet.
Dans ce module, vous avez échantillonné le raster HYCOM à 30 localisations de puit, aux dimensions de profondeur et de temps, et converti les vecteurs u et v en direction et vitesse. Dans le module suivant, vous ajouterez les points d'échantillonnage à la scène et les symboliserez par des flèches 3D temporelles personnalisées indiquant la direction et la magnitude des courants marins.
Configurer les symboles 3D des courants marins
La nature des données multidimensionnelles HYCOM rend difficile la synthèse de plusieurs dimensions de changement et de magnitude dans une vue 2D. Vous pouvez observer les intervalles de temps ou de profondeur un par un, mais vous perdez alors le contexte de l'intervalle avant ou après. À l'aide d'une scène, vous pouvez convertir vos 67 200 points d'échantillonnage en symboles intuitifs qui capturent toutes les dimensions de profondeur dans une même vue 3D.
Ajouter des points d'échantillonnage HYCOM à la scène et configurer la profondeur
Dans ce module, vous allez ajouter les points d’échantillonnage HYCOM à une scène fournie dans le projet et configurer les propriétés de la couche pour permettre la visualisation de la profondeur de l’océan dans une scène globale à l’aide du service d’élévation TopoBathy 3D (topographie et bathymétrie) disponible dans ArcGIS Living Atlas. Un fichier de couche (.lyrx) incluant un simple symbole directionnel 3D créé dans SketchUp a également été fourni dans le projet.
- Sur la carte Gulf of Mexico HYCOM (Modèle HYCOM du Golfe du Mexique), dans la fenêtre Contents (Contenu), cliquez avec le bouton droit sur Sample_HYCOM_Go1 et sélectionnez Copy (Copier).
- Activez l’onglet Gulf of Mexico Scene (Scène Golfe du Mexique).
Cette scène inclut une vue 3D en gros plan du puits 20. Ce puits peut être inspecté par un navire et indique une profondeur maximale de -2604 m jusqu'au plancher océanique :
- Dans la fenêtre Contents (Contenu) de la scène, cliquez avec le bouton droit sur Gulf of Mexico Scene (Scène Golfe du Mexique) et sélectionnez Paste (Coller).
La couche est ajoutée au groupe 2D Layers (Couches 2D) de la scène.
- Sur le ruban, sur l’onglet Map (Carte), dans le groupe Navigate (Naviguer), cliquez sur Bookmarks (Géosignets), puis sur New Bookmark (Nouveau géosignet).
- Dans la fenêtre Create Bookmark (Créer un géosignet), pour Name (Nom), saisissez Puits 20 et cliquez sur OK.
- Utilisez l'outil Explore (Explorer) pour effectuer un zoom arrière et explorer les entités de la couche Sample_HYCOM_Go1.
Appliquez un fichier de couche qui déplace la couche Sample_HYCOM_Go1 vers le groupe 3D Layers (Couches 3D).
- Dans la fenêtre Contents (Contenu), cliquez sur la couche Sample_HYCOM_Go1.
- Dans le ruban, sous l'onglet Feature Layer (Couche d’entités), cliquez sur le bouton Symbology (Symbologie).
La fenêtre Symbology (Symbologie) apparaît.
- Dans la fenêtre Symbology (Symbologie), recherchez le boutonImport symbology (Importer la symbologie) et cliquez dessus.
- Dans l’outil Apply symbology from Layer (Appliquer la symbologie d’une couche), définissez les paramètres suivants :
- Pour Input layer (Couche en entrée), vérifiez que Sample_HYCOM_Go1 est sélectionné.
- Pour Symbology Layer (Couche de symbologie), accédez au fichier3D Arrows.lyrx (3D Arrows.lyrx) et sélectionnez-le depuis votre connexion à un dossier.
- Vérifiez les paramètres Symbology Fields (Champs de symbologie) définis par le fichier de couche 3D Arrows.lyrx (3D Arrows.lyrx).
- Type (Type) est défini sur Value field (Champ de valeur).
- Source Field (Champ source) est défini sur Velocity (Vitesse).
- Target Field (Champ cible) est défini sur Velocity (m/s) (Vitesse (m/s)).
- Pour Update Symbology Ranges by Data (Mettre à jour les plages de symbologie par données), sélectionnez Maintain ranges (Conserver les plages).
- Cliquez sur Run (Exécuter) pour appliquer la symbologie.
La scène est à présent mise à jour pour afficher une collection de flèches 3D superposées à la surface de l'océan, au niveau du puits 20. La plus grande partie du travail de symbologie a été réalisée par le fichier de couche (notamment, l’application d’un symbole de flèche 3D personnalisé, le déplacement de la couche vers le groupe 3D Layers (Couches 3D), la définition des limites de vitesse à l’aide de couleurs dégradées et l’ajout d’étiquettes).
- Dans la fenêtre Contents (Contenu), vérifiez la légende de la couche Sample_HYCOM_Go1.
Remarque :
La fenêtre Contents (Contenu) n'affiche pas les flèches 3D personnalisées appliquées à la couche Sample_HYCOM_Go1. Toutefois, les puits de la scène sont représentés par les symboles et affichent les limites de vitesse par des couleurs dégradées et des étiquettes.
Dans ce didacticiel, les limites de vitesse des courants marins et les symboles sont basés sur les plages d’exploitation hypothétiques du véhicule téléguidé utilisé pour les inspections des puits de pétrole.
- Dans la fenêtre Symbology (Symbologie), cliquez sur l’onglet Vary symbology by attribute (Varier la symbologie par attribut) et développez Size (Taille).
Notez que le champ de taille est défini de sorte à utiliser Velocity(m/s) (Vitesse (m/s)).
- Fermez la fenêtre Symbology (Symbologie).
- Utilisez le géosignet Well 20 (Puits 20) pour zoomer sur le puits cible.
- Sur la scène, utilisez l’outil Explore (Explorer) pour étudier le puits 20, le faire pivoter et l’incliner.
- Les flèches vertes indiquent les vitesses de courant faibles optimales (< 0,25 m/s).
- Les flèches jaunes représentent les vitesses de courant modérées (mais tout de même exploitables) (0,25 à 0,5 m/s).
- Les flèches rouges indiquent les vitesses de courant (> 0,5 m/s) au-delà des plages d'exploitation du véhicule téléguidé.
Notez que les paramètres de hauteur des entités doivent tout de même être configurés dans les propriétés de couche.
- Dans la fenêtre Contents (Contenu), double-cliquez sur la couche Sample_HYCOM_Go1.
La fenêtre Layer Properties (Propriétés de la couche) apparaît.
- Dans la fenêtre Layer Properties (Propriétés de la couche), cliquez sur l'onglet Elevation (Altitude). Vérifiez que Features are (Les entités sont) est défini sur At an absolute height (À une hauteur absolue). Pour A field (Un champ), cliquez sur le menu déroulant et sélectionnez Depth (Profondeur).
Vous avez défini la valeur Z de chaque point d’échantillonnage. Vous allez maintenant vérifier les propriétés d’affichage.
- Dans la fenêtre Layer Properties (Propriétés de la couche), cliquez sur l'onglet Display (Affichage). Vérifiez que l’option Display 3D symbols in real world units (Afficher des symboles 3D en unités réelles) est cochée, puis cliquez sur OK.
La scène est mise à jour pour afficher chaque jeu de points d'échantillonnage à sa profondeur sous la surface, avec une étiquette indiquant la vitesse du courant marin en mètres/seconde.
- Sur la scène, utilisez l’outil Explore (Explorer) pour faire pivoter et incliner une entité de puits et observer la vitesse du courant.
- Enregistrez le projet.
Configurer le temps
Le raster multidimensionnel HYCOM est temporel.
Conseil :
Lorsque vous avez ajouté le raster à la carte pour l'étape d'échantillonnage, vous avez dû réduire et masquer le curseur temporel affiché dans la partie supérieure de l'écran.
Les points d'échantillonnage incorporaient les intervalles de temps comme attribut du raster HYCOM, mais la couche de scène elle-même ne sait toujours pas qu'elle est temporelle. Les étapes qui suivent configurent le temps de sorte que vous puissiez plus facilement explorer (et animer) les changements de vitesse des courants marins dans cette dimension.
- Dans l’onglet Gulf of Mexico Scene (Scène Golfe du Mexique), dans la fenêtre Contents (Contenu), double-cliquez sur la couche Sample_HYCOM_Go1.
- Dans la fenêtre Propriétés de la couche, cliquez sur l'onglet Heure.
- Dans l’onglet Time (Heure), pour Filter using time (Filtrer à l’aide du temps), cliquez sur Filter layer content based on attribute values (Filtrer le contenu de la couche en fonction de valeurs attributaires).
- Vérifiez que les valeurs de Layer Time (Heure de la couche) et Time Field (Champ temporel) sont respectivement Each feature has a single time field (Chaque entité possède un champ temporel unique) et StdTime.
Actuellement, le jeu de données HYCOM est défini de sorte à s'afficher entre minuit le 19 avril et 9h00 le 25 avril. HYCOM possédant une fréquence temporelle de trois heures (temps universel coordonné), les propriétés de temps des points d'échantillonnage doivent la respecter.
- Pour Time Interval (Intervalle temporel), cochez View using regular time interval (Afficher avec un intervalle temporel régulier) et définissez Step (Étape) sur 3 et les unités sur Hours (Heures).
- Pour Time Zone (Fuseau horaire), cliquez sur le menu déroulant et sélectionnez (UTC) Coordinated Universal Time (UTC (Temps universel coordonné)).
- Cliquez sur OK.
Une fois que vous avez configuré l'heure d'une couche, elle s'affiche dans la partie supérieure de la scène.
- Sur la scène, pointez le curseur de la souris sur le curseur temporel et cliquez sur le bouton Time disabled (Temps désactivé).
Conseil :
Lorsque le curseur Time (Temps) est désactivé, une icône rouge apparaît sur le bouton.
Le curseur filtre les données pour afficher la première étape de la série : 19 avril 2021, à minuit.
- Cliquez sur la flèche de droite dans la partie supérieure du curseur temporel pour avancer de plusieurs étapes dans la série temporelle.
Vous constatez qu'une fenêtre horaire de trois heures est actuellement affichée, mais vous souhaitez avancer d'une valeur temporelle et non d'une plage temporelle.
- Sur le ruban, sous l'onglet Time (Heure), dans le groupe Current Time (Heure actuelle), recherchez Span (Période), puis remplacez 3 par 0.
- Dans le groupe Step (Étape), vérifiez que Step Interval (Intervalle) est défini sur 3 Hours (3 heures).
Le curseur temporel affiche maintenant une seule valeur lorsque vous avancez ou reculez dans la série temporelle, par incréments de trois heures.
- Sur la scène, utilisez l’outil Explore (Explorer) pour zoomer davantage sur le puits 20.
- Dans la fenêtre Contents (Contenu), décochez la couche Well Tops (Sommets des puits) pour mieux voir les courants proches de la surface.
Remarque :
Les flèches sur votre carte peuvent être différentes.
Les dimensions de profondeur et de temps ont à présent été configurées pour vos points d'échantillonnage.
- De votre propre chef, explorez certaines des autres localisations de puits dans la scène et utilisez le curseur temporel pour comparer l'évolution de la vitesse et des directions des courants dans l'espace, la profondeur et le temps.
Remarque :
Vous pouvez également configurer cette couche pour qu'elle utilise les plages en connectant l'attribut de profondeur au curseur de plage. Vous pouvez afficher certaines profondeurs ou plages de profondeurs si vous cherchez par exemple à ne visualiser que les points d'échantillonnage sur les 100 premiers mètres. Pour plus d’informations, reportez-vous à la documentation ArcGIS Pro sur la configuration des plages. La configuration du temps (ou des plages) sur un jeu de données constitue une méthode essentielle de filtrage et de visualisation des processus dynamiques en 2D et en 3D.
Pour le scénario de votre didacticiel, vous devez traiter une grande quantité d’informations pour savoir où et quand les courants marins sont propices à l’envoi d’un véhicule téléguidé dans les profondeurs. Heureusement, des options de création de diagrammes de ArcGIS Pro permettent de simplifier davantage le jeu de données en une vue d'ensemble de planification ou d'analyse des fenêtres de plongée potentielles du véhicule téléguidé. Vous générerez un diagramme dans le prochain module.
Découvrir les fenêtres de plongée du véhicule télécommandé à l'aide d'un diagramme de densité matriciel
La visualisation des courants sous forme de symboles de flèche 3D constitue un moyen intuitif de représenter la direction, la magnitude et la profondeur. Toutefois, vous ne pouvez évaluer qu’un puits à la fois, ce qui n’est pas adapté aux vastes jeux de données d’échantillons. Pour distiller votre analyse d’une semaine de modèle HYCOM et de 30 localisations de puits afin qu’elle tienne sur une page, vous allez utiliser un diagramme de densité matriciel.
Configurer le diagramme de densité matriciel
Le diagramme de densité matriciel est un moyen pratique d’analyser la relation entre deux champs catégoriels (Well ID (Identifiant de puits) et Time (Heure)) en fonction de la valeur d’un champ numérique (Velocity (Vitesse)). Ce diagramme permet de répondre à la question suivante : À une localisation de puits donnée et une heure donnée, la vitesse du courant dépasse-t-elle les paramètres d’exploitation de votre véhicule téléguidé ? Dans cette situation, vous ne vous préoccupez pas des valeurs de profondeur individuelles car vous devrez passer par chacune d’elles lors de la plongée vers le plancher océanographique et lors de la remontée. Toutefois, vous devez vous intéresser à la valeur maximale du courant pour toutes les profondeurs, à un puits et une heure donnés.
Dans les étapes qui suivent, vous allez configurer un diagramme de densité matriciel à l'aide des attributs des points d'échantillonnage pour répondre à cette question.
- Si nécessaire, activez l’onglet Gulf of Mexico Scene (Scène Golfe du Mexique).
Remarque :
Le curseur temporel fonctionnant essentiellement comme une requête de définition, pour afficher l'intégralité du jeu de données dans le diagramme, vous devez le désactiver. Toutefois, vous pouvez également l'utiliser avec les diagrammes si vous souhaitez parcourir des valeurs temporelles individuelles pour voir comment le diagramme réagit.
- Sur le curseur temporel de la scène, cliquez sur le bouton Time enabled (Temps activé) pour désactiver le facteur temps.
- Dans la fenêtre Contents (Contenu), cliquez avec le bouton droit sur la couche Sample_HYCOM_Go1, pointez sur Create Chart (Créer un diagramme) et sélectionnez Matrix Heat Chart (Diagramme de densité matriciel).
Un diagramme de densité matriciel vide est ajouté sous la scène, avec la fenêtre Chart Properties (Propriétés du diagramme) correspondante à droite.
- Si nécessaire, repositionnez le diagramme et la fenêtre des propriétés.
- Dans la fenêtre Chart Properties (Propriétés du diagramme), dans l'onglet Data (Données), mettez à jour les paramètres suivants :
- Pour Column category (Catégorie de colonne), sélectionnez StdTime.
- Pour Row category (Catégorie de ligne), sélectionnez Well ID (Identifiant de puits).
- Pour Aggregation (Agrégation), sélectionnez Maximum (Valeur maximale).
- Pour Number (Nombre), sélectionnez Velocity (m/s) (Vitesse (m/s)).
- Pour Classes, sélectionnez 3.
- Dans la fenêtre Chart Properties (Propriétés du diagramme), développez Class breaks (Interruptions de classe).
Remarque :
Les valeurs des interruptions de classe ne reflètent pas vos limites de vitesse actuelles.
Vous devez reconfigurer les trois interruptions de classe pour utiliser les limites de 0,25, 0,5 et 2,0 et apparier les couleurs aux flèches directionnelles 3D.
- Cliquez sur le menu déroulant Color scheme (Combinaison de couleurs) et sélectionnez Show names (Afficher les noms). Dans le menu déroulant Color scheme (Combinaison de couleurs), sélectionnez la combinaison HYCOM Velocity Colors (Couleurs des vitesses du modèle HYCOM).
La combinaison HYCOM Velocity Colors (Couleurs des vitesses du modèle HYCOM) est incluse dans le paquetage du projet et comprend trois styles de couleur, définis sur chacune des limites supérieures configurées pour s’afficher en vert, jaune et rouge.
- Dans l’onglet Classes, pour Class Breaks (Interruptions de classe), mettez à jour la valeur supérieure de chaque intervalle comme suit :
- Pour vert, saisissez 0,25.
- Pour jaune, saisissez 0,5.
- Pour rouge, saisissez 2,0.
- Pour Sort rows (Trier les lignes), cliquez sur le menu déroulant et sélectionnez Z-A Descending (Décroissant de Z à A).
Le diagramme commence à être significatif, mais une mise en forme supplémentaire devrait le rendre encore plus clair.
- Dans la fenêtre Chart Properties (Propriétés du diagramme), cliquez sur l'onglet Format (Format), puis sur le bouton Symbol elements (Éléments de symbole).
- Cliquez sur Grid lines (Lignes de quadrillage). Pour Color (Couleur), choisissez Gray 50% (Gris 50 %) (1re colonne, 6e ligne) et pour Width (Largeur), saisissez 0.25pt (0,25 pt). Pour Line type (Type de ligne), choisissez Solid (Trait plein).
Conseil :
Pour voir le nom d’une couleur, pointez le curseur sur la couleur.
Le diagramme est mis à jour et il est plus simple d'identifier les puits et les intervalles de temps.
- Dans la fenêtre Chart Properties (Propriétés du diagramme), cliquez sur l’onglet General (Général) et mettez à jour les propriétés suivantes :
- Pour Chart title (Titre du diagramme), vérifiez qu’il est défini sur Maximum of Velocity (m/s) for StdTime and WellID (Vitesse maximale (m/s) pour StdTime et Identifiant de puits).
- Pour X axis title (Titre de l’axe X), saisissez Heure (UTC).
- Pour Y axis title (Titre de l’axe Y), saisissez Well_ID.
- Pour Legend title (Titre de la légende), saisissez Hebdomadaire (m/s).
- Pour Description (Description), saisissez Ce diagramme indique la vitesse maximale des courants marins par identifiant de puits dans le Golfe du Mexique, calculée à partir du modèle HYCOM, entre le 19 avril et le 25 avril 2021.
- Une fois que vous avez fini, agrandissez le diagramme terminé pour explorer les cellules et les intervalles temporels.
Dans le diagramme, notez l’évolution du courant à mesure que les localisations de puits passent d’Est en Ouest (et vers le courant en boucle).
- Dans le diagramme, recherchez les puits les plus à l'ouest (#1 à 15) identifiés par A dans l'image ci-après et notez que ces puits sont soumis à des courants maximum de 0,25 et 0,50, compris dans les limites d'exploitation d'un véhicule téléguidé.
- Dans le diagramme, recherchez les puits à l'est (#16 à 26), identifiés par B dans l'image. Notez que pour certaines périodes, le courant est trop fort (2,0 et au-delà) et dépasse les limites d'exploitation d'un véhicule téléguidé.
À mesure que vous pénétrez dans le courant, certains puits (#27 à 29) identifiés par C dans l'image ne disposent d'aucune fenêtre d'exploitation car ils se situent entièrement dans le courant en boucle. Ce phénomène peut être saisonnier et les limites d'exploitation peuvent changer lorsque la boucle se décale suite à des changements saisonniers.
- Sur la scène, activez le curseur temporel, ciblez un sous-ensemble des données temporelles et spécifiez une seule journée comme durée.
Le diagramme réagit pour n'afficher qu'une seule journée de courants marins. Repositionnez la scène et le diagramme pour observer à la fois le puits et le diagramme.
- Enregistrez le projet.
Dans cette section, vous avez récapitulé 67 200 prévisions individuelles de courants marins en un diagramme clair qui peut être utilisé pour planifier les opérations du véhicule téléguidé. Lorsque vous avez étudié le processus de recherche d'un signal dans le bruit du modèle HYCOM, vous avez appliqué le mantra de recherche d’informations du Docteur Ben Shneiderman dans le processus : « Vue d’ensemble, zoom et filtrage, puis détails à la demande ». Vous avez créé un diagramme (vue d’ensemble), vous l’avez utilisé pour simplifier le jeu de données et rechercher les points aberrants (zoom et filtrage) et vous allez maintenant terminer ce mantra (et le didacticiel) en animant les courants pour le puits de votre choix (détails à la demande).
Animer les courants marins en 3D
Dans ce module, vous allez créer une animation d'un puit à l'aide de la dimension de temps dans le modèle HYCOM pour illustrer la dynamique détaillée de l'intensité et de la direction des courants marins au cours d'une semaine. Heureusement, la moitié du travail de préparation a été réalisé en configurant et activant le temps sur les points d'échantillonnage de sorte qu'il ne reste plus qu'à zoomer sur un puit, charger les intervalles de temps dans une nouvelle animation, ajouter une annotation et l'exporter.
Charger une série temporelle dans une animation
- Si nécessaire, activez l’onglet Gulf of Mexico Scene (Scène Golfe du Mexique).
- Dans le curseur temporel de la scène, cliquez sur le bouton Time enabled (Temps activé) pour désactiver le facteur temps et réduire le curseur temporel.
- Dans la fenêtre Contents (Contenu), vérifiez et sélectionnez la couche Well Tops (Sommets des puits).
- Sur le ruban, dans l’onglet Feature Layer (Couche d’entités), dans le groupe Effects (Effets), pour Transparency (Transparence), saisissez 95 %.
Le navire ou la plate-forme pétrolière est ainsi en grande partie masqué, mais vous pouvez toujours voir l'étiquette.
- Utilisez l'outil Explore (Explorer) pour étudier le puit 20 (ou un autre puit de votre choix). Encadrez la moitié supérieure du puit à l'écran, là où la plupart des courants marins supérieurs sont présents.
- Sur le ruban, dans l’onglet View (Vue), dans le groupe Animation, cliquez sur Add (Ajouter).
Le volet Animation Timeline (Chronologie de l’animation) apparaît.
- Dans le volet Animation Timeline (Chronologie de l'animation), cliquez sur Create first keyframe (Créer la première image-clé).
La fenêtre de la scène est mise à jour et illustre la manière dont l'animation sera découpée par les proportions du film en sortie (HD 720, HD 1080, etc.)
Sélectionnez ensuite un format en sortie dans les options du film.
- Sur le ruban, dans l'onglet Animation (Animation), dans le groupe Export (Exporter), cliquez sur le bouton Movie (Film).
- Dans la fenêtre Export Movie (Exporter le film), dans Movie Export Presets (Valeurs prédéfinies d’exportation des films), sélectionnez HD 1080 (HD 1080).
- Sur le ruban, dans l’onglet Animation, dans le groupe Export (Exporter), vérifiez que le bouton Lock View Size (Verrouiller la taille de l’affichage) est activé.
Le bouton Lock View Size (Verrouiller la taille de l’affichage) est activé lorsque son arrière-plan est bleu.
La vue de scène est ainsi découpée aux proportions sélectionnées (1080).
- Vérifiez la scène et assurez-vous que les proportions du film en sortie ne découpent pas les données ou les étiquettes. Le cas échéant, déplacez et recadrez la scène jusqu'à ce tout paraisse correct dans la vue verrouillée.
- Dans le volet Animation Timeline (Chronologie de l’animation), dans Keyframe Gallery (Galerie d’images-clés), cliquez sur la première image-clé pour la sélectionner, cliquez dessus avec le bouton droit, puis sélectionnez Delete Selection (Supprimer la sélection).
- Sur le ruban, dans l’onglet Animation (Animation), dans le groupe Create (Créer), cliquez sur le menu déroulant Import (Importer) et sélectionnez Time Slider Steps (Étapes du curseur temporel).
La série chronologique du modèle HYCOM inclut 56 étapes (7 jours x 8 mesures par jour). Chacune de ces étapes est ajoutée comme image-clé à la chronologie avec une image de départ, pour un total de 57 images.
Sélectionnez ensuite l'intégralité de la chronologie.
- Cliquez sur la première image-clé (#1), maintenez la touche Shift (Maj) enfoncée, accédez à la dernière image-clé (#57), puis cliquez dessus.
- Sur le ruban, dans l'onglet Animation (Animation), dans le groupe Edit (Mettre à jour), cliquez sur le bouton Properties (Propriétés) (ou cliquez avec le bouton droit sur les images de la chronologie et sélectionnez Animation Properties (Propriétés de l’animation)).
Dans la fenêtre Animation Properties (Propriétés de l’animation), vous pouvez définir la durée d'images-clés individuelles ou de toutes les images-clés. Par défaut, une valeur de trois secondes par image-clé est appliquée, soit une durée d'exécution de 2:48. Vous allez maintenant modifier la durée d'exécution du film pour qu'elle soit inférieure à 30 secondes.
- Dans la fenêtre Animation Properties (Propriétés de l’animation), remplacez la valeur de Length (Durée) par 0,25 seconde.
La durée totale d'exécution est ainsi de 14 secondes.
- Enregistrez le projet.
Ajouter des superpositions d’animations
Vous allez ensuite ajouter une superposition à l'animation.
- Sur le ruban, dans l’onglet Animation (Animation), dans le groupe Overlay (Superposition), cliquez sur le menu déroulant Add Overlay (Ajouter une superposition).
- Sous le groupe Dynamic text (Texte dynamique), sélectionnez Map Time (Heure de la carte).
Dans la scène, le texte de début et de fin de l'annotation est ajouté comme superposition. Toutefois, vos données ne comportent qu'une valeur temporelle par étape.
- Sur la scène, pour la superposition, sélectionnez et supprimez la deuxième ligne, qui correspond à l’heure de fin.
- Vérifiez que la superposition contient le texte suivant :<dyn type="animation" property="startTime" format="short|long"/>
- Sur la scène, cliquez sur le bouton Close on-screen editing and commit changes (Fermez la session de mise à jour à l’écran et validez les modifications).
- Dans la fenêtre Animation Properties (Propriétés de l’animation), cliquez sur l’onglet Overlays (Superpositions). Vérifiez que Start Key (Touche de début) est défini sur 1 et End Key (Touche de fin), sur 57.
Les modifications sont ainsi appliquées à toutes les images-clés de l'animation.
- Pour la superposition de texte dynamique, cliquez sur le bouton Format the overlay symbol (Mettre en forme le symbole de superposition).
- Dans la fenêtre Format Text Symbol (Formater le symbole textuel), développez Appearance (Apparence) et mettez à jour l’apparence du texte en modifiant la police et la taille si nécessaire.
- Cliquez sur la flèche de retour pour revenir dans l’onglet Overlays (Superpositions), puis choisissez l’une des neuf positions prédéfinies pour la superposition à afficher sur l’image-clé.
Remarque :
À l'aide de l'onglet Overlays (Superpositions), vous pouvez ajouter un titre, une image ou un autre texte aux images d'animation.
- Vérifiez que la superposition Map Time (Heure de la carte) a été correctement mise en forme et qu'elle s'affiche à la position appropriée dans l'image-clé.
- Enregistrez le projet.
- Sur le ruban, dans l'onglet Animation (Animation), dans le groupe Export (Exporter), cliquez sur le bouton Movie (Film).
- Dans la fenêtre Export Movie (Exporter le film), pour File Name (Nom de fichier), accédez à un emplacement de votre choix et spécifiez un nom de sortie.
- Développez la section File Export Settings (Paramètres d’exportation de fichier), pour Media Format (Format du support), sélectionnez MPEG4 movie (mp4) (Film MPEG4 (.mp4)).
- Pour Frames Per Second (Images par seconde), sélectionnez 30 (30) images par seconde.
- Une fois que vous avez terminé, cliquez sur le bouton Export (Exporter).
Remarque :
L'exportation de votre animation peut prendre un certain temps et dépend de votre processeur et de votre carte vidéo. Ce processus peut durer entre 10 et 15 minutes.
- Dans la fenêtre Export Movie (Exporter le film), cliquez sur Play the video (Lire la vidéo) pour vérifier le film d'animation.
En plus des captures d'écran, des diagrammes et des scènes interactives, les animations représentent l'un des principaux outils de communication en 3D, en particulier si des couches temporelles, telles que les points échantillonnés du modèle HYCOM, sont utilisées. Vous pouvez utiliser ces mêmes techniques d'animation en 2D et en 3D. Par exemple, vous pouvez utiliser un quadrillage régulièrement espacé de points d'échantillonnage au lieu de localisations de puit spécifiques pour observer l'évolution régionale des courants et températures à la surface de l'océan.
Dans cette animation de 48 heures, l'ouragan Dorian se déplace vers la côte Est après s'être presque immobilisé et avoir dévasté les Bahamas en 2019.
Ce didacticiel a illustré la manière d’extraire et d’échantillonner les prévisions des courants marins des jeux de données raster multidimensionnelles HYCOM pour planifier les missions du véhicule téléguidé dans le Golfe du Mexique. En chemin, vous avez converti les variables u et v des courants marins en symboles 3D faciles à comprendre, créé un diagramme de densité matricielle de vue d’ensemble pour récapituler les fenêtres de plongée du véhicule téléguidé pour l’ensemble du jeu de données et sélectionné un puits pour examiner en profondeur l’évolution des courants marins dans la série chronologique. Vous pouvez appliquer ces processus et outils à d'autres variables HYCOM ou jeux de données multidimensionnelles afin de mieux comprendre les processus complexes de la Terre dans l'espace et le temps.
Vous trouverez d’autres didacticiels dans la bibliothèque des didacticiels.