Generar Trimesh

Este capítulo describe la herramienta Generar Trimesh, que crea la malla computacional triangular (TriMesh) utilizada para las simulaciones hidrodinámicas. La malla define el dominio de cálculo donde se resuelven las ecuaciones de flujo. Esta herramienta se encuentra en el segundo botón de la barra de herramientas del plugin OilFlow2D.

El menú desplegable ofrece tres opciones de generación de malla:

• Generate TriMesh: Generación básica de malla sin datos de elevación.

• Generate TriMesh with elevations from DEM Raster: Genera malla con elevaciones muestreadas de una capa raster DEM.

• Generate TriMesh with elevations from DEM TIN: Genera malla con elevaciones interpoladas de una capa vectorial TIN.

Generación básica de malla

La opción Generate TriMesh crea una malla triangular básica sin asignar valores de elevación a las celdas. Esta opción es útil cuando las elevaciones se asignarán posteriormente o cuando solo se necesita la geometría de la malla.

Ventana del diálogo

Esta opción no muestra una ventana de diálogo. Al seleccionarla, la herramienta ejecuta automáticamente el proceso de generación de malla utilizando la configuración definida por las capas del proyecto.

Controles del diálogo

No hay controles de diálogo para esta opción. Todos los parámetros de generación de malla se obtienen automáticamente de las capas del proyecto, principalmente del campo CellSize en la capa Domain Outline.

Flujo de trabajo

1. Asegúrese de que la capa Domain Outline existe y contiene el campo CellSize con el tamaño de celda deseado (ver sección Requisitos).

2. Verifique que la capa Domain Outline no esté en modo de edición.

3. Opcionalmente, configure las capas MeshBreakLine, MeshDensityLine o MeshDensityPolygon para controlar la densidad de malla.

4. Haga clic en el ícono y seleccione la opción Generate TriMesh del menú desplegable.

5. La herramienta procesará automáticamente las capas y generará la malla.

6. La capa TriMesh resultante se cargará en QGIS con simbología graduada.

Requisitos

Capas requeridas:

• Domain Outline: Capa de polígono que define el límite del dominio computacional. Debe contener un campo CellSize (o LELEM o ElemenSize) que especifica el tamaño de celda deseado. La capa no debe estar en modo de edición.

Capas opcionales:

• MeshBreakLine: Capa de líneas que impone aristas de elementos de malla a lo largo de estas líneas (por ejemplo, diques, muros). Debe contener campo CellSize.

• MeshDensityLine: Capa de líneas que define donde se controla la densidad de malla con valores de tamaño de celda variables.

• MeshDensityPolygon: Capa de polígonos que define áreas donde se aplica un tamaño de celda específico.

• Bridges, Gates, Weirs, DamBreach, Channels1D: Estructuras que se incorporan a la geometría de la malla.

Detalles técnicos

Proceso de generación:

• La herramienta densifica la geometría del dominio según el valor de CellSize.

• Genera un archivo de geometría (.geo) para Gmsh.

• Ejecuta Gmsh para crear la malla triangular usando el algoritmo Delaunay 2D.

• Convierte el resultado a shapefile.

Capa de salida TriMesh:

La herramienta genera una capa shapefile llamada TriMesh con los siguientes campos:

• idT: Identificador único del triángulo.

• N1, N2, N3: Índices de los nodos vértices del triángulo.

• MANNINGN: Coeficiente de rugosidad de Manning (inicializado a cero).

• ELZB: Elevación del fondo de la celda (vacío en esta opción).

• ELINITWSE: Elevación inicial de la superficie del agua.

• MINERODE: Profundidad mínima de erosión.

• DUMMY: Campo de reserva.

La capa se carga con simbología graduada basada en el campo ELZB, con opacidad del 60%.

Malla con elevación desde DEM raster

La opción Generate TriMesh with elevations from DEM Raster crea una malla triangular y asigna valores de elevación a cada celda muestreando un modelo digital de elevación (DEM) en formato raster.

Ventana del diálogo

Al seleccionar esta opción, aparece un diálogo titulado TriMesh with Elevations que permite al usuario seleccionar la capa raster DEM de donde se muestrearán las elevaciones.

Controles del diálogo

Control	Tipo	Descripción
DEM Layer List	Desplegable	Lista de capas raster disponibles en el proyecto. Seleccione la capa DEM que contiene los datos de elevación.
Use Multiple DEM Boundaries	Casilla	Si está marcada, utiliza la capa MultipleDemBoundaries para definir zonas con diferentes DEMs. Cuando está activa, deshabilita el desplegable de selección de capa única.
OK	Botón	Ejecuta la generación de malla con las configuraciones seleccionadas.
Cancel	Botón	Cierra el diálogo sin generar la malla.

Flujo de trabajo

1. Asegúrese de cumplir con todos los requisitos listados en la sección Requisitos.

2. Cargue la capa raster DEM en el proyecto QGIS.

3. Haga clic en el ícono y seleccione la opción Generate TriMesh with elevations from DEM Raster del menú desplegable.

4. Aparece el diálogo TriMesh with Elevations.

5. En el diálogo, seleccione la capa DEM del desplegable.

6. Si utiliza múltiples DEMs, marque la casilla Use Multiple DEM Boundaries y asegúrese de que la capa MultipleDemBoundaries esté configurada.

7. Haga clic en OK para ejecutar la generación.

8. La herramienta generará la malla y muestreará las elevaciones del DEM para cada celda.

9. Si hay celdas con valores de elevación nulos (fuera del DEM), se mostrará un diálogo para hacer zoom a las celdas problemáticas.

Requisitos

Además de los requisitos de la opción básica (capa Domain Outline con campo CellSize):

• Capa DEM raster: Capa raster que contiene los datos de elevación del terreno.

• El sistema de referencia de coordenadas (CRS) del DEM debe coincidir con el del proyecto.

• El DEM debe cubrir todo el dominio de cálculo para evitar valores nulos de elevación.

• MultipleDemBoundaries (opcional): Capa de polígonos que define zonas que utilizan diferentes capas DEM.

Detalles técnicos

Método de muestreo:

Para cada celda de la malla generada, la herramienta:

• Calcula el centroide del triángulo.

• Muestrea el valor de elevación del DEM raster en la posición del centroide.

• Asigna el valor muestreado al campo ELZB de la celda.

Capa de salida TriMesh:

La capa TriMesh generada contiene los mismos campos que la opción básica, pero con el campo ELZB poblado con los valores de elevación muestreados del DEM raster. La simbología graduada mostrará la variación de elevación en el dominio.

Malla con elevación desde DEM TIN

La opción Generate TriMesh with elevations from DEM TIN es una nueva funcionalidad que crea una malla triangular y asigna valores de elevación a cada celda mediante interpolación baricéntrica a partir de un modelo digital de elevación en formato vectorial con estructura TIN (Red de Triángulos Irregulares).

Ventana del diálogo

Al seleccionar esta opción, aparece un diálogo titulado TriMesh with Elevations con el subtítulo Select TIN Layer que permite al usuario seleccionar la capa vectorial TIN.

Controles del diálogo

Control	Tipo	Descripción
Tin Layer List	Desplegable	Lista de capas vectoriales de tipo polígono disponibles en el proyecto (excluyendo capas del sistema como TriMesh, Domain Outline, etc.). Seleccione la capa TIN que contiene los datos de elevación.
Get elevations from Multiple TIN Boundaries	Casilla	Si está marcada, utiliza la capa MultipleDemBoundaries para definir zonas con diferentes capas TIN.
OK	Botón	Ejecuta la generación de malla con las configuraciones seleccionadas.
Cancel	Botón	Cierra el diálogo sin generar la malla.

Flujo de trabajo

Antes de ejecutar esta herramienta, verifique que la capa TIN cumpla con los requisitos descritos en la sección Requisitos, incluyendo la verificación de coordenadas Z.

1. Cargue la capa vectorial TIN en el proyecto QGIS.

2. Verifique que la capa TIN contiene coordenadas Z válidas (ver sección Requisitos).

3. Haga clic en el ícono y seleccione la opción Generate TriMesh with elevations from DEM TIN del menú desplegable.

4. Aparece el diálogo TriMesh with Elevations - Select TIN Layer.

5. En el diálogo, seleccione la capa TIN del desplegable Tin Layer List.

6. Si utiliza múltiples TINs, marque la casilla Get elevations from Multiple TIN Boundaries.

7. Haga clic en OK para ejecutar la generación.

8. La herramienta generará la malla e interpolará las elevaciones usando coordenadas baricéntricas.

Requisitos

Además de los requisitos de la opción básica (capa Domain Outline con campo CellSize):

Requisitos de la capa TIN:

• Estructura: Debe estar compuesta por una malla de elementos triangulares 3D que pueden ser irregulares (TIN).

• Coordenadas Z: Los vértices o nodos de los triángulos deben contener el valor de la coordenada Z (elevación).

• Formato: El formato del archivo debe ser shapefile. Se puede usar una capa importada de un archivo DXF, pero el proceso de muestreo será muy lento.

• Sistema de coordenadas: El CRS debe ser el mismo que el del proyecto.

• Cobertura: El DEM TIN debe cubrir todo el dominio de cálculo.

Verificación de coordenadas Z en la capa TIN:

Para verificar si la capa TIN tiene coordenadas Z válidas:

1. Seleccione el botón Identificación de elementos en la barra de herramientas de QGIS.

2. Haga clic sobre cualquier triángulo de la malla TIN.

3. En la ventana de Identificación de resultados, despliegue el grupo (Derived).

4. Verifique que existe el campo Closest vertex Z y que muestra un valor numérico.

Si el campo Closest vertex Z no aparece o muestra valores nulos, la capa TIN no contiene coordenadas Z válidas.

Detalles técnicos

Método de interpolación baricéntrica:

Para cada celda de la malla generada, la herramienta:

• Calcula el centroide del triángulo.

• Encuentra el triángulo TIN que contiene el centroide usando un índice espacial para búsquedas rápidas.

• Calcula las coordenadas baricéntricas del centroide respecto a los tres vértices del triángulo TIN.

• Interpola el valor de elevación usando los valores Z de los tres vértices y las coordenadas baricéntricas.

• Asigna el valor interpolado al campo ELZB de la celda.

Ventajas sobre el método raster:

• Mayor precisión: La interpolación baricéntrica proporciona valores de elevación más precisos al considerar los tres vértices del triángulo en lugar de un solo punto del raster.

• Mejor representación del terreno: Los modelos TIN pueden representar mejor las variaciones del terreno, especialmente en áreas con topografía compleja.

• Eficiencia en datos: Los TIN pueden representar superficies con menos datos que los rasters equivalentes, especialmente en áreas de topografía suave.

Capa de salida TriMesh:

La capa TriMesh generada contiene los mismos campos que la opción básica, pero con el campo ELZB poblado con los valores de elevación interpolados del TIN. La simbología graduada mostrará la variación de elevación en el dominio.