Programmreport 2012 - DORIS - Bundesamt für Strahlenschutz

Da beim Einsatz von LASAIR nicht davon ausgegangen werden kann, dass ein einheitliches Gebäudekataster
zur Verfügung steht, wurde die Möglichkeit geschaffen, dass der Benutzer die Gebäude anhand eines Lageplans
selbst definiert.
Zunächst wird das Bild eines Lageplans eingelesen und dieses interaktiv vom Benutzer unter Angabe der
(UTM (Universal Transverse Mercator)-) Koordinaten von drei Referenzpunkten georeferenziert. Der georeferenzierte
Lageplan wird dann von einem Zeichenprogramm (aus den LASAT-Tools) übernommen, in welchem
der Benutzer die Konturen der Gebäude mit der Maus nachfahren kann. Mögliche Grundrisse sind
Kreis, Rechteck und Polygon. Separat wird die Gebäudehöhe angegeben. Zusätzlich kann für jedes Gebäude
ein Name und eine Darstellungsfarbe festgelegt werden. Zur visuellen Überprüfung der Eingabe kann eine
3-dimensionale Darstellung der Gebäude abgerufen werden.
Die so definierten Gebäude werden als Datei in einem projektübergreifenden Verzeichnis gespeichert, stehen
also für jedes neu anzulegende Projekt zur Verfügung. Sie werden nur in einer Detail-Rechnung mit Netzschachtelung
berücksichtigt; in einer Übersichtsrechnung mit relativ grobem Netz können Gebäude nicht berücksichtigt
werden.
Das Programm LASAT erwartet, dass alle Gebäude im Inneren des feinsten Netzes liegen. Beim Anlegen eines
neuen Projektes, für das Gebäude vorgegeben sind, werden in die Grafik die Gebäude und die Ausdehnung
des feinsten Netzes eingezeichnet. Durch Verschieben des Rechennetzes muss der Benutzer erreichen,
dass die Gebäude im Innern dieses Bereiches liegen. Solange dies nicht erfüllt ist, kann das neue Projekt
nicht angelegt werden.
Die Deutsche Topographische Karte 1:25.000 (DTK25) ist weniger gut geeignet, die Gebäudegrundrisse darzustellen.
Es wurde daher die Möglichkeit geschaffen, den zur Definition der Gebäude benutzten Lageplan
als zusätzliche Detailkarte zu verwenden. Sie wird dann in die Projektkarte mit dem größten Abbildungsmaßstab
maßstabsgetreu eingeblendet.
Bei einer Rechnung mit Berücksichtigung von Gebäuden wird vor der eigentlichen Ausbreitungsrechnung das
3-dimensionale Windfeld durch das Programm Lprwnd aus dem LASAT-Programmsystem berechnet. Es
kann auf einem Rechner mit mehreren Prozessoren mehrere Windfelder gleichzeitig berechnen und so die
Rechenkapazität optimal ausnutzen. Dies ist ein für typische LASAT-Anwendungen geeignetes Verfahren,
greift aber bei LASAIR häufig nicht, da hier die verschiedenen zu behandelnden meteorologischen Situationen
erst im Verlauf der Rechnung festgelegt zu werden brauchen. Um die vorgegebene Rechenzeitbeschränkung
einhalten zu können, wurde das Programm Lprwnd so umstrukturiert, dass es auch bei der Berechnung
eines einzelnen Windfeldes weitgehend parallelisiert arbeitet.
Die berechneten Windfelder werden projektbezogen in einer Bibliothek gespeichert. Wird bei der Ausbreitungsrechnung
eine meteorologische Situation angetroffen, für die schon ein Windfeld berechnet worden ist,
dann wird das entsprechende Windfeld aus der Bibliothek verwendet und es wird nicht neu berechnet. Für
alle Windfelder in der Bibliothek kann eine graphische Darstellung in den verschiedenen verwendeten Maßstäben
abgerufen werden.
Da die Gebäudeumrisse in den gewählten Farben in die Projektkarten eingezeichnet sind, erscheinen sie
auch in der Ergebnisdarstellung. Zusätzlich ist die Aufrasterung der Gebäude eingezeichnet, so wie sie vom
Windfeldmodell vorgenommen wird. Zur Veranschaulichung kann auch eine 3-dimensionale Darstellung gewählt
werden.
Unabhängig von Gebäuden können auch allgemeine Geländeunebenheiten berücksichtigt werden. Hierfür
wird auf das vom Bundesamt für Kartographie und Geodäsie (BKG) bereitgestellte Digitale Geländemodell
von Deutschland (DGM25) zurückgegriffen. Es wird in LASAIR neben den topographischen Karten in den
Rasterweiten 25, 50, 100, 200 und 400 m installiert. Bei der Anlage eines neuen Projektes kann eine 3-dimensionale
Geländedarstellung abgerufen werden, um zu entscheiden, ob bzw. in welchem Ausschnitt Geländeunebenheiten
berücksichtigt werden müssen.
Für die Berechnung, Handhabung und Darstellung des Windfeldes gilt ebenfalls das für die Gebäudeumströmung
gesagte.
TB 06
Ergebnisse
3.2
Für die Darstellung von Gebäuden auf dem Rechennetz ist die bisher in LASAIR enthaltene feinste Maschenweite
von 25 m immer noch zu grob. Es wurde daher ein neues Schema von geschachtelten Rechennetzen
entworfen, bei dem sich die Maschenweiten jeweils um den Faktor 2 unterscheiden. Es beginnt mit einer Ma-
Ergebnisse der abgeschlossenen Forschungsvorhaben im Jahr 2012 - TB 06 73