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Applicativo per la creazione e la gestione del modello del pendio SSAP2010 in ambiente GIS
Python
Branch: master
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BKP
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ShapeModelloPendio
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Versione117
Licenza.txt
README.md
Shp2SSAP_118.zip
Shp2SSAP_118_setup.exe
change_log.txt

README.md

##Shp2SSAP.exe ver 1.1.8 (build 212)##

Applicativo per la gestione del modello del pendio SSAP2010 (www.ssap.eu) in ambiente GIS.

Permette di convertire shapefile polyline di un modello del pendio in file per SSAP2010 (testato per versioni 4x). Nell’applicazione è integrato strumento di creazione di uno shapefile di un pendio monostrato partendo da un elenco di coordinate della superficie topografica.

SOMMARIO

  1. Autore
  2. Upgrade
  3. Requisiti di Sistema
  4. Funzionalità principali
  5. Installazione
  6. Guida all'Uso
  7. Caratteristiche Shapefile
  8. Bug fix

AUTORE

Lorenzo Sulli - Autorità di bacino distrettuale Appennino settentrionale

l.sulli@appenninosettentrionale.it - lorenzo.sulli@gmail.com

INDIRIZZO DOWNLOAD

https://github.com/lsulli/shp2ssap

File installazione: https://github.com/lsulli/shp2ssap/raw/master/Shp2SSAP_118_setup.exe

Archivio zip: https://github.com/lsulli/shp2ssap/raw/master/Shp2SSAP_118.zip

Guida: https://github.com/lsulli/shp2ssap/blob/master/README.md

UPGRADE

Versione 1.1.8: aggiunte funzionalità "input appunti" e opzione crea substrato con resistenza infinita in xy2shp_forSSAP.exe. Strumento di semplificazione delle polyline con più di 100 punti in Shp2SSAP.exe

Versione 1.1: aggiunto e integrato tool xy2shp_forSSAP.exe

LICENZA

http://www.gnu.org/licenses/gpl.html

Le procedure fondamentali utilizzano il modulo shapefile.py (credit. https://github.com/GeospatialPython/pyshp)

Per il software SSAP2010 vedi termini di licenza riportati in www.ssap.eu. (Autore Lorenzo Borselli)

REQUISITI SISTEMA

Applicativo sviluppato con Python 3.4 a 64 bit, richiede S.O. Windows 64 bit (testato con sistemi Windows a 64 bit, verificato con windows 8.1 e windows 10). Il file eseguibile non richiede librerie preinstallate (tutti i moduli e le librerie di python sono comprese nel file eseguibile) nè è richiesta l'installazione di software GIS specifici, qualsiasi strumento GIS che permette la modifica degli shapefile è ammesso. Gli shapefile generati dall'applicativo tramite shapefile.py risultano compatibili con tutti i sistemi GIS. Non è strettamente necessario che sia installato SSAP2010 ma è vivamente consigliato per la verifica dei file creati.

ATTENZIONE: per il corretto uso di questo applicativo è necessario conoscere le nozioni fondamentali 
di SSAP2010, in particolare i criteri di costruzione dei file .dat.

ATTENZIONE: per l'installazione con il file di setup è necessario avere i privilegi di amministratore ed
essere certi di avere i requisiti di lettura/scrittura per la directory di installazione dove vengono 
creati ed eleiminati dei file temporanei.

FUNZIONALITA' PRINCIPALI

Eseguibile per windows per la creazione di file .dat, .geo, .fld, .svr, .sin e .mod per SSAP2010 (www.SSAP.eu) partendo da un unico shapefile polyline. Sfruttando le funzionalità GIS è possibile gestire in forma integrata l'editing della geometria per i file .dat, .fld, .svr e .sin e i dati delle informazioni per il file .geo e .svr.

Direttamente dall'interfaccia dell'eseguibile Shp2SSAP.exe è attivabile un tool specifico (xy2shp_forSSAP.exe) per creare uno shapefile monostrato (già strutturato per la creazione di file per SSAP) partendo da un elenco di coordinate cartesiane xy descriventi il profilo morfologico del terreno. Lo shapefile descrive il modello geometrico (ovvero i dati per il file .dat), con la presenza opzionale di falda (dati per il file .fld), alle polyline che descrivono il modello geometrico sono associati gli attributi per la creazione del file .geo. Editando lo Shapefile in ambiente GIS Possono essere modificati gli attributi per il file .geo, aggiunte altre polyline che descrivono altri strati, inserire carichi (dati per file .svr) e una superficie di verifica singola (per file .sin).

Optional Text

INSTALLAZIONE

Il file Shp2SSAP_setup.exe è un file compresso auto-estraente con procedura guidata. Non vengono modificate le chiavi di registro nè creati file all'esterno della directory di installazione, tuttavia se si utilizza il file di setup è richiesto l'accesso come amministratore. Vengono copiati nella directory scelta vari file e subdirectory. Si consiglia di non spostare nessun file dalle directory d'installazione, in ogni caso i file Shp2SSAP.exe e xy2Shp_forSSAP.exe devono risiedere nella stessa directory per la corretta funzionalità dell'applicazione. Il file Shp2SSAP.zip è un semplice archivio compresso con gli stessi file generati dal file di setup.

GUIDA All'USO

Una volta completata l'installazione individuare la directory d'installazione e avviare il file Shp2SSAP.exe; il collegamento sul desktop deve essere creato dall'utente.

ATTENZIONE: l'antivirus al primo avvio può eseguire un controllo dell'eseguibile.
Il controllo può richiedere alcuni secondi e viene eseguito di norma una sola volta. 
Antivirus particolarmente stringenti, in particolare quelli gestiti dai sistemi server, possono 
mettere in quarantena il file .exe impedendo l'uso dell'applicativo eseguibile.

Si aprirà un interfaccia dal quale sarà possibile aprire un file shapefile polyline esistente (tasto Input Shapefile) e indicare i file SSAP2010 di output (tasto Output SSAP files). Di default vengono lette le directory indicate nel file default.txt che può essere modificato a piacimento.

Gli shapefile secondo i requisiti richiesti possono essere creati tramite il tool xy2Shp_forSSAP.exe avviabile direttamente dall'interfaccia di Shp2SSAP.exe (tasto Crea Shape da XY) e quindi modificati ed integrati in ambiente GIS.

Optional Text

ATTENZIONE: Nel caso venga aperta una sezione ex-novo in ambiente GIS fare molta attenzione ad impostare 
unità di misura metriche. Il sistema di coordinate scelto deve essere anch'esso metrico. 
L'uso del sistema EPSG 3003 (Monte Mario Italy 1) o di altri sistemi metrici validi per l'Italia 
è perfettamente compatibile, in questo caso, se il modello del pendio utilizza coordinate cartesiane 
assolute per le ascisse, lo shapefile del modello pendio sarà proiettato in basso a sinistra 
rispetto all'Italia.

Una volta aperto lo shapefile in ambiente GIS potranno essere aggiunti gli strati per .dat, carichi per .svr, la falda per .fld e una superficie per la verifica singola (.sin).

ATTENZIONE: la geometria della polyline .sin è particolarmente critica per le compatibilità 
richieste da SSAP, deve quindi essere editata con criterio.

La diversa tipologia di strato è identificata dall'attributo nel campo SSAP. I valori dei parametri geotecnici per terre e rocce dovranno essere aggiunti nei campi dedicati (PHI, C, ....vedi oltre per i dettagli). La condizione drenata / non drenata deve essere impostata nel campo DR_UNDR. Se SSAP = svr i carichi devono essere specificati nel campo VAL. I carichi non prevedono le opzioni introdotte dalla versione SSAP 4.8.4, pur mantenendo la compatibilità con le versioni successive non sono previste le opzioni relative ai carichi inclinati e alla distribuzione di carichi trapezioidali.

Particolare attenzione deve essere posta all'assegnazione dell'indice (campo SSAP_ID) per le polyline con SSAP = dat e SSAP = svr, l'indice deve rispettare i requisiti per SSAP2010, ovvero essere univoco, continuo e crescente dall'alto verso il basso.

SUGGERIMENTO: Per garantire la creazione di una seguenza corretta degll'indice degli strati la conversione 
degli strati dello shapefile negli strati del file .dat segue rigidamente i valori del campo SSAP_ID
e ignora il feature ID assegnato dal sistema, è quindi possibile inserire uno strato ex novo tra strati 
già esistenti se si ha cura di aggiornare la seguenza dei valori indice in SSAP_ID

Leggere con attenzione i dettagli nel paragrafo "CARATTERISTICHE DELLO SHAPEFILE MODELLO PENDIO".

Nella cartella Shapefile_ModelliPendio sono disponibili shapefile di alcuni modelli di pendio completi.

ATTENZIONE: Una volta editato lo shapefile è necessario salvare o, meglio, chiudere la sezione di editing. 
Il sistema genera una copia temporanea del file in editing: è possibile usare come input sempre il medesimo
shapefile mentre si modifica, come nel caso di verifiche a tentativi ed errori. 
Quando uno shapefile è in fase di editing nel caso vi siano anomalie nella creazione dei file SSAP è 
probabile che si sia verificato un accesso in simultanea al file temporaneo, si consiglia di chiudere 
l'applicativo GIS o esportare lo shapefile con un diverso nome.

Con il tasto Verifica Preliminare Shape è possibile eseguire un controllo dello shapefile di input senza generare file SSAP2010, verranno indicati eventuali errori rispetto alle specifiche SSAP2010 o indicate informazioni generali se il file risulta corretto. Il tasto Converti esegue la conversione da shapefile a file per SSA2010, nel caso di errori nel file di input questi vengono comunicati (come per la verifica preliminare) e la conversione è interrotta, se lo shapefile rispetta le specifiche SSAP2010 verranno generati sempre file .mod, .dat, .geo. I file .fld, .svr e .sin sono presenti se sono inserite le relative polyline nello shapefile.

Sono implementate funzioni di controllo della struttura degli shapefile di input (coordinate negative, numero di strati, sequenza corretta ID strati, etc.) che interrompe la procedura e genera un avviso d'errore che esplicita la tipologia d'errore intercettata.

ATTENZIONE: nel caso di modelli di pendio complessi o in presenza di lenti, l'opzione 
"verifica ordinamento verticale strati" può generare falsi errori, nel caso deve essere disattivata.

In fase di conversione è implementata procedura di triming degli strati che non rispettano i valori di ascissa minimo e massimo dell'ascissa della superficie topografica o, meglio, sono leggermente inferiori ad essa, (opzione Regola gli strati alla superficie topografica), utile per editare gli strati senza preoccuparsi della precisione dei punti di inizio e fine. E'possibile variare la tolleranza della procedura di triming editando il file default.txt (tolleranza di default pari a 1/20 della lunghezza planimetrica della superficie topografica).

ATTENZIONE: Nell'uso di questa opzione è comunque necessario verificare che i nodi 
ricadenti nell'intervallo di tolleranza siano relativamente allineati, 
spezzate complesse possono determinare errori nella procedura di trimming.
Il procedimento dà i risultati migliori impostando i limiti degli strati con valori 
di x superiori al limite sinistro e inferiori al limite destro entro la tolleranza impostata. 

L'opzione Semplifica polyline se > 100 punti è funzionale a correggere i file .dat generati da shapefile creati con il tool xy2Shp_forSSAP.exe attingendo da profili estratti da DTM LIDAR o simili.

ATTENZIONE: L'uso di questa opzione è efficace per strati paralleli ma non permettere 
di mantenere lo snapping quando vi sono strati intersecanti con la superfice topografica.
In questo caso è necessario ridurre tramite editing manuale il numero di punti sino a < 100
controllando che le regole di condivisione dei nodi richieste da SSAp siano rispettate.

Il tasto Crea Shape da XY permette di avviare il tool xy2Shp_forSSAP.exe per creare uno shapefile polyline della superficie topografica da un elenco di coordinate xy (in SSAP2010 strato unico con SSAP_ID = 1). I dati di input possono essere da file o direttamente dalla cache degli appunti (ovviamente recupera l'ultima copia eseguita). Le coordinate di input dovranno avere valori e ordinamento secondo gli standard del file .dat per SSAP. Lo Shapefile avrà tutte le caratteristiche per generare con Shp2SSAP.exe un modello di pendio monostrato per SSAP. Nella cartella ProfiliXY_Input è riportato un profilo d'esempio.

Optional Text

ATTENZIONE: La struttura tipo del file XY ammessa è quella tipica generata dagli strumenti GIS 
per la creazione di profili da DTM. Il file deve essere un file ascii (.txt per default) 
con solo due colonne (valori x e valori Y), quindi senza colonna indice o altri attributi.
Le due colonne di coordinate dovranno essere separate dai caratteri TAB, punto e virgola, 
barra verticale o spazio singolo, la virgola non è ammessa come separatore di colonna.
Per il decimale è ammesso sia il punto che la virgola. 
Vengono automaticamente saltate le righe con caratteri non numerici quindi è ammesso l'header 
del file o i descrittori di campo.

Il tasto Input appunti è stato pensato per utilizzare direttamente i dati copiati negli appunti tramite il Plugin "Profile tool" (http://plugins.qgis.org/plugins/profiletool/) di Qgis (www.qgis.org/en/site/), tuttavia è utile per tutte le fonti dati che rispettano almeno per due punti del pendio le indicazioni appena esplicitate sopra, nel dubbio incollate i dati in un semplice file di testo per esaminarli, poi copiateli di nuovo e utilizzate il comando Input appunti.

Nel tool xy2Shp_forSSAP.exe sono presenti opzioni per aggiungere una falda parallela alla superficie e impostare i parametri geotecnici per le terre. Può essere creato un substrato infinitamente rigido parallelo alla superficie topografica.

Per una back analysis speditiva in condizioni residue può essere approssimato l'angolo d'attrito interno alla pendenza media del pendio e imposto zero alla coesione dreanata (ovvero approssimare l'angolo d'attrito all'angolo di riposo di materiali granulari non coesivi).

SUGGERIMENTO: Non vi sono limitazioni alla generazione di una singola polyline a partire 
da un elenco coordinate, pertanto  è possibile, rispettando rigidamente le specifiche SSAP,
creare polyline dei carichi o di singoli strati (ad esempio di un muro) per poi integrarli 
nel modello pendio in ambiemte GIS.

CARATTERISTICHE DELLO SHAPEFILE MODELLO PENDIO

RICORDATE: con il tool xy2Shp_forSSAP.exe potete generare direttamente uno shapefile che rispetta 
i criteri indcati in questa sezione, non è necessario crearlo ex-novo.

Sono ammessi solo shapefile del tipo polyline "singol part". Nel caso venga caricato uno shapefile di geometria differente verrà generato un errore.

ATTENZIONE: La geometria deve rispettare rigidamente le specifiche SSAP per i file .dat 
così come specificato nel manuale SSAP 4.9.8 al capitolo 3.3.

La struttura degli attributi dello shapefile è riportata sotto. Non è richiesto un ordine prestabilito dei campi, è invece obbligatorio l'uso dei nomi di campo e del tipo e lunghezza minima indicata.

ATTENZIONE: non sono ammessi valori nulli, possono essere generati errori in fase di conversione.
In alcuni casi si tratta di errori non gestiti che quindi sono 'asintomatici' ma non permettono
la conclusione del processo.

['SSAP_ID', 'N', 2, 0] Indice dello strato (campo richiesto)

['SSAP', 'C', 3] Tipo file SSAP. Valori ammessi dat, geo, fld, svr, sin (campo richiesto)

['PHI', 'N', 4, 2] Valore Angolo d'attrito - gradi (campo richiesto)

['C', 'N', 5, 2] Coesione efficace - kpa (campo richiesto)

['CU', 'N', 5, 2] Coesione non drenata - kpa (campo richiesto)

['GAMMA', 'N', 5, 2] Peso di volume naturale - KN/mc (campo richiesto)

['GAMMASAT', 'N', 5, 2] Peso di volume saturo - KN/mc (campo richiesto)

['EXCLUDE', 'N', 1, 0] Campo booleano per escludere strato, sovraccarico, falda o superfice di verifica. Valori ammessi: 1 escludi, <> 1 converti (campo richiesto)

['DR_UNDR', 'C', 1, 0] Campo scelta verifica condizioni drenate/non drenate. Valori ammessi: D o <> U drenato (valore predefinito), U non drenato (Undrained) (campo richiesto)

['SIGCI', 'N', 5, 2] Resistenza Compressione Uniassiale Roccia Intatta - Mpa (campo opzionale)

['GSI','N', 5, 2] Geological Strenght Index - adimensionale (campo opzionale)

['MI','N', 5, 2] Indice litologico ammasso - adimensionale (campo opzionale)

['D','N', 5, 2] Fattore di disturbo ammasso - adimensionale (campo opzionale)

['VAl1','N', 10, 2] Valore caratteristico file .svr - in Kpa (campo opzionale)

Nel dettaglio:

  • Nel campo SSAP_ID deve essere indicato l'indice dello strato (archiviato nel file .dat) o del sovraccarico (archiviato nel file .svr) rispettando la sequenza numerica secondo le specifice indicate nel manuale SSAP.

  • Nel campo SSAP deve essere indicato a quale file ssap è riferita la polyline.

  • Per gli strati con campo SSAP = "dat" e SSAP = "svr" è obbligatorio un insieme di valori SSAP_ID crescenti dall'alto al basso e continuo da 1 a n (n = 20 per SSAP = "dat" e n = 10 per SSAP = "svr"). Per queste polyline non sono ammessi valori di SSAP_ID = 0, valore riservato alle polyline con SSAP = "fld".

  • Le polyline con SSAP = "dat" e SSAP = "svr" possono essere aggiunte anche intercalate a polyline dello stesso tipo già esistenti (aggiunta di strati a piacere), deve comunque essere rispettata la sequenza geometrica crescente e continua dall'alto al basso del campo SSAP_ID: quindi nel caso dell'inserimento di un nuovo strato tra due esistenti deve essere editatto e aggiornato il campo SSAP_ID.

  • Per SSAP = "fld" (falda) è ammesso un solo strato con SSAP_ID = 0: questo valore identifica univocamente la falda.

  • Per SSAP = "sin" (superficie singola di verifica) è ammesso un solo strato con SSAP_ID > 0

  • Per SSAP = "svr" (sovraccarichi), è ammesso un solo strato con SSAP_ID > 0. Viene creato in ogni caso un file .svr con carichi uniformi non inclinati

  • Il file .geo è generato in base ai valori dei campi dedicati (PHI, C, CU etc.), possono essere presenti contemporaneamente valori di C e Cu > 0, l'utente può scegliere se imporre condizioni drenate e non drenate valide per il singolo strato impostando D (dreained) o U (undrained) nel campo DR_UNDR, i file .geo per SSAP2010 verranno creati di conseguenza scrivendo i valori secondo le specifiche SSAP.

Il campo EXCLUDE permette di escludere singoli strati (SSAP = "dat", "svr", "fld" o "sin") che non verranno considerati nella conversione nei file per SSAP2010.

ATTENZIONE: nel caso siano escluse singole polyline SSAP = "dat" o SSAP = "svr" è necessario verificare
i valori del campo USER_ID per garantire una seguenza continua e crescente 1 - n dall'alto 
verso il basso, nel caso è necessario ripristinare la seguenza editando i valori nel campo SSAP_ID, 
se la sequenza è errata verrà generato un errore.

Se presente un valore SIGCI > 0 viene generato un file .geo per strati rocciosi e vengono ignorati i valori dei campi per le terre, che saranno impostati a zero nel file .geo di output.

"""

BUG FIX

L'applicativo è stato testato a lungo anche con modelli di pendio molto complessi e simulando diverse combinazioni degli errori che vengono intercettati dal sistema di controllo.

Tuttavia la facilità con cui è possibile creare strati di geometria complessa è fonte potenziale di errori non gestiti che dipendono principalmente dal mancato rispetto dei criteri di editing del SSAP.

Nel caso siano generati errori imprevisti direttamente da Shp2SSAP.exe o da xy2Shp_forSSAP.exe vi prego di segnalarlo via mail (lorenzo.sulli@gmail.com) allegando lo shapefile che ha generato l'errore. Nel caso siano generati errori da SSAP2010, in particolare in fase di lettura del modello, dopo aver controllato che non vi siano stati errori di editing, vi chiedo di segnalarlo via mail allegando sia lo shapefile che il modello SSAP che ha generato l'errore.

Grazie per la collaborazione e buon lavoro.

Ultima modifica: 2019.10.22

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