TIMESHIFT

Basisinformationen

Programm-Name

TIMESHIFT

Version

1.1

Beschreibung

Dezember 2008

Stichworte

ADCP-Messungen vom fahrenden Schiff
Vergleich Messung-Modell
Profil
Daten zeitlich korrigieren / verschieben
Istzeit
Sollzeit

Kurzbeschreibung

Das Programm TIMESHIFT führt eine zeitliche Korrektur von Modellergebnissen auf Profilen aus. Dadurch erhöht sich bei langen Profilfahrten, die nicht mehr als synoptisch anzusehen sind, die Vergleichbarkeit von Messung und Modell. Benötigt werden dazu Sollzeiten einer ADCP-Messfahrt, die in einer Sollzeit-Datei abgelegt sind. Sie errechnen sich aus dem mittleren Zeitpunkt der Messfahrt und der physikalischen Größe Zeitdifferenz zur Sollzeit, wobei mit Sollzeit in diesem Zusammenhang der mittlere Zeitpunkt der Messfahrt gemeint ist. Die Zeitdifferenz muss für jeden Datenpunkt des Sollprofiles vorhanden sein. Das Programm ADCP2PROFILE erzeugt diese Daten.

TIMESHIFT korrigiert in einem zweistufigen Verfahren alle Zeitpunkte der Modellergebnisdateien, die im Folgenden Istzeit-Dateien genannt werden. Im ersten Schritt wird an jedem Ort des Profiles die Zeitdifferenz zur Sollzeit aufaddiert, die die Sollzeit-Datei genau dort aufweist. Dann wird aus allen synoptischen Ist-Zeitpunkten derjenige ausgesucht, der der neuen Sollzeit am nächsten kommt. Dessen Werte der physikalischen Größe werden dort eingetragen.

Abb.1: Erster Schritt der zeitlichen Korrektur. Die Modelldaten werden so zugeordnet, dass Modell und Messung an jedem Ort jeweils die gleiche Differenz zur mittleren Zeit der Messfahrt aufweisen (133k)

Im zweiten, optionalen Schritt wird eine konstante Zeitdifferenz addiert. Dadurch können die Istzeit-Daten genau auf die Sollzeit-Daten verschoben werden, auch wenn Ist- und Sollzeit mehrere Jahre voneinander abweichen. Die Differenz berechnet sich aus der mittleren Zeit der Messfahrt und der in der Eingabesteuerdatei angegebenen, geschätzten Istzeit mit der besten Übereinstimmung von Messung und Modell. Die geschätzte Zeit kann in den Eingabesteuerdaten angegeben werden.

Abb.2: Zweiter Schritt, eine zeitlich konstante Verschiebung (133k)]

Die beiden Schritte werden bei allen Zeitpunkten der Istzeit-Datei durchgeführt, sodass die Ausgabedatei die gleiche Anzahl Zeitpunkte enthält. Jeder dieser Datensätze weist intern die gleiche zeitliche Verteilung auf. Der Modellierer kann sich aus diesem Ensemble den passendsten Datensatz aussuchen.

Eingabe-Dateien

1. Eingabesteuerdaten (Dateityp Timeshift.dat)
2. Alle weiteren Eingabe-Dateien sind in den o.g. Eingabesteuerdaten erklärt.

Ausgabe-Dateien

1. Ausgabe-Dateien sind in den o.g. Eingabesteuerdaten anzugeben;
2. Druckerdatei mit Informationen zum Programmablauf (Dateityp Timeshift.sdr);
3. optionale Trace-Datei mit Informationen zur eventuellen Fehlersuche (Dateityp Timeshift.trc).

Methode

Während der zeitlichen Korrektur ändert sich allein die zeitliche Zuordnung. Die weiteren Attribute der Istzeit-Datei, wie z.B. Anzahl und Art der physikalischen Größen werden unverändert in die Ausgabedatei übernommen.

Zeitlich weit entfernte Werte würden auf den ersten oder letzten Zeitpunkt der Istzeit-Datei interpoliert, was das Bild verfälschen würde. Um das zu verhindern, werden auf dem ersten oder letzten Ist-Zeitpunkt gelegene Werte nicht verwendet. In der späteren graphischen Darstellung werden sie in grauer Farbe als ungültig dargestellt.

Abb.3: Profil mit als ungültig (grau) dargestellten Werten. An diesen Orten geht die zeitliche Korrektur über den Ist-Zeitraum hinaus. (85k)]

Außerdem kann man in Abbildung 3 die zeitliche Zuordnung zu den Ist-Zeitpunkten deutlich erkennen. Das Zeitintervall ist mit einer Stunde recht groß und am Übergang von einem Ist-Zeitpunkt zum nächsten treten deutliche Unstetigkeiten im Wasserstand auf.

Die Istzeit-Datei kann mehrere Teilprofile enthalten, eines davon muss aber den gleichen Namen und die gleiche Anzahl Punkte wie das Profil der Sollzeit-Datei aufweisen. Die Tiefenwerte der Profile dürfen sich unterscheiden.

Für Anwendungsprogrammierer: Zum Lesen und Schreiben verwendet TimeShift das Fortran 90 Paket io_dataset, was neben BDF noch weitere Formate unterstützt. Getestet und zum Gebrauch freigegeben wurde allerdings nur das Lesen und Schreiben von BDF-Dateien.

Vorlauf-Programme

ADCP2PROFILE, DIDAMERGE, TICLQ2, UNTRIM, XTRLQ2

Nachlauf-Programme

GVIEW2D, LQ2PRO, VVIEW2D, XTRDATA

Weitere Informationen

Programmiersprache

Fortran90

zusätzliche Software

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Originalversion

P. Schade

Programmpflege

P. Schade

Dokumentation/Literatur

siehe auch $PROGHOME/examples/TimeShift/

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