メッシュ後の地形

地形サーフェスを使用して，3 D地形フォローメッシュを作成します．

メッシュに続く地形は，環境科学，例えば水文モデリング( Maxwell 2013 と ParFlow を参照)において一般的である．

この例では，特定の地形サーフェスに従う3 Dグリッド/メッシュを作成する簡単な方法を適用します．この例では，指定した数値標高モデル (DEM) が構造化されていることに注意してください(グリッド付きで3角形でない): これはDEMでは一般的です．

import numpy as np

import pyvista as pv
from pyvista import examples

グリッド地形サーフェス (DEM) をダウンロードします

dem = examples.download_crater_topo()
dem

Header	Data Arrays
ImageData Information N Cells 1677401 N Points 1680000 X Bounds 1.810e+06, 1.831e+06 Y Bounds 5.640e+06, 5.658e+06 Z Bounds 0.000e+00, 0.000e+00 Dimensions 1400, 1200, 1 Spacing 1.500e+01, 1.500e+01, 0.000e+00 N Arrays 1	Name Field Type N Comp Min Max scalar1of1 Points float64 1 7.339e+02 2.787e+03

ここで，対象となる領域をサブサンプルして抽出し，この例を単純にしましょう(ロードしたばかりのDEMもかなり大きいです．)．ロードしたDEMは pyvista.ImageData メッシュなので， pyvista.ImageData.extract_subset() filter: フィルタを使用できます．

subset = dem.extract_subset((500, 900, 400, 800, 0, 0), (5, 5, 1))
subset.plot(cpos="xy")

メッシュに沿って地表の関心領域ができたので，DEMの3 Dサーフェスを作成します．

terrain = subset.warp_by_scalar()
terrain

Header	Data Arrays
StructuredGrid Information N Cells 6400 N Points 6561 X Bounds 1.818e+06, 1.824e+06 Y Bounds 5.646e+06, 5.652e+06 Z Bounds 1.441e+03, 2.769e+03 Dimensions 81, 81, 1 N Arrays 1	Name Field Type N Comp Min Max scalar1of1 Points float64 1 1.441e+03 2.769e+03

terrain.plot()

これで，地形の3 D構造サーフェスが作成されました．構造化されたサーフェスを3 Dメッシュに拡張して，グリッドに沿った地形を形成できるようになりました．これを行うには，まずz方向(これらは地表から始まり)のセル間隔を設定します．次に，地表メッシュのXYZ構造化座標を繰り返し，各ZレベルをZセル間隔だけ下げます．これらの構造化された座標が得られたら， pyvista.StructuredGrid を作成できます．

z_cells = np.array([25] * 5 + [35] * 3 + [50] * 2 + [75, 100])

xx = np.repeat(terrain.x, len(z_cells), axis=-1)
yy = np.repeat(terrain.y, len(z_cells), axis=-1)
zz = np.repeat(terrain.z, len(z_cells), axis=-1) - np.cumsum(z_cells).reshape((1, 1, -1))

mesh = pv.StructuredGrid(xx, yy, zz)
mesh["Elevation"] = zz.ravel(order="F")
mesh

Header	Data Arrays
StructuredGrid Information N Cells 70400 N Points 78732 X Bounds 1.818e+06, 1.824e+06 Y Bounds 5.646e+06, 5.652e+06 Z Bounds 9.364e+02, 2.744e+03 Dimensions 81, 81, 12 N Arrays 1	Name Field Type N Comp Min Max Elevation Points float64 1 9.364e+02 2.744e+03

cpos = [
    (1826736.796308761, 5655837.275274233, 4676.8405505181745),
    (1821066.1790519988, 5649248.765538796, 943.0995128226014),
    (-0.2797856225380979, -0.27966946337594883, 0.9184252809434081),
]

mesh.plot(show_edges=True, lighting=False, cpos=cpos)