Hydrograf

Webowy system analizy hydrologicznej służący do wyznaczania granic zlewni, obliczania parametrów fizjograficznych i generowania hydrogramów odpływu. Hub integrujący trzy biblioteki własne: IMGWTools, Kartograf i Hydrolog.

Materiał przygotowany z pomocą AI

Status

Repozytorium prywatne (kopia zapasowa, brak dostępu publicznego). Wersja: 0.4.0 | Licencja: MIT | Python 3.12+ | PostgreSQL + PostGIS

Idea projektu

Wyznaczenie zlewni i wygenerowanie hydrogramu odpływu wymaga zazwyczaj specjalistycznego oprogramowania GIS, dostępu do rozproszonych danych i zaawansowanej wiedzy technicznej. Hydrograf upraszcza ten proces do kliknięcia na mapie — użytkownik wskazuje punkt na cieku, a system automatycznie wyznacza zlewnię, oblicza parametry i generuje hydrogramy.

System bazuje wyłącznie na otwartych danych polskich (GUGiK, IMGW, BDOT10k).

Ograniczenie metodyczne: metoda SCS-CN stosowana wyłącznie dla zlewni $\le$ 250 km².

Zakres możliwości

Wyznaczanie zlewni

• Kliknięcie na mapie → automatyczne znalezienie najbliższego segmentu cieku
• Algorytm BFS po grafie zlewni cząstkowych
• Wynik w kilka sekund, granice w GeoJSON z wygładzaniem

Parametry morfometryczne

• Wskaźniki kształtu
• Wskaźniki rzeźby
• Krzywa hipsometryczna, gęstość drenażu, spadki terenu i cieku

Generowanie hydrogramów

• 42 scenariusze: 7 czasów trwania (15 min - 24 h) × 6 prawdopodobieństw (1% - 50%)
• Hietogramy: Beta, blokowy, Euler II
• Hydrogram jednostkowy SCS, splot z opadem efektywnym
• Wyniki: $Q_{max}$ [m³/s], czas do szczytu, objętość, współczynnik odpływu

Pipeline preprocessingu

Jednorazowe przygotowanie danych dla obszaru zainteresowania (9 kroków):

1. Pobranie NMT 5m z GUGiK (przez Kartograf)
2. Pobranie pokrycia terenu BDOT10k/CORINE (przez Kartograf)
3. Obliczenie grup hydrologicznych gleby HSG (przez Kartograf, ale docelowo będzie to przeniesione)
4. Wypełnianie depresji, kierunki przepływu D8, akumulacja
5. Wektoryzacja sieci cieków, rząd Strahlera
6. Delimitacja zlewni cząstkowych
7. Interpolacja opadów IDW z IMGW (dane pobierane przez IMGWTools)

Interfejs użytkownika

• Mapa interaktywna (Leaflet.js) z kafelkami wektorowymi MVT
• Wykresy hydrogramów (Chart.js)
• Panel administracyjny z dashboardem

Stack technologiczny

Warstwa	Technologia
Backend	FastAPI, SQLAlchemy 2.0, GeoAlchemy2
Baza danych	PostgreSQL 16 + PostGIS 3.4
Frontend	Vanilla JS, Leaflet.js, Chart.js, Bootstrap 5
Infrastruktura	Docker, Docker Compose, Nginx

Rola huba — integracja ekosystemu

Hydrograf jest jedynym projektem, który łączy wszystkie trzy biblioteki w jeden pipeline:

                    HYDROGRAF
                (główna aplikacja)
               /       |        \
         IMGWTools  Kartograf  Hydrolog
         (dane      (dane        (obliczenia
          IMGW)    przestrzenne) hydrologiczne)

Biblioteka	Punkty integracji	Zastosowanie
IMGWTools v2.1.0	Preprocessing opadów	Dane PMAXTP dla 42 scenariuszy
Kartograf v0.4.1	Preprocessing terenu	NMT z GUGiK, pokrycie terenu, HSG
Hydrolog v0.5.2	Generowanie hydrogramów	SCS-CN, hietogramy, hydrogramy jednostkowe

Biblioteki są instalowane z GitHub i mogą działać niezależnie. Hydrograf odpowiada za orkiestrację: Kartograf dostarcza dane przestrzenne → IMGWTools dostarcza dane opadowe → Hydrolog wykonuje obliczenia → Hydrograf prezentuje wyniki.

Zobacz także

• IMGWTools — dane obserwacyjne z IMGW
• Kartograf — dane przestrzenne (NMT, pokrycie terenu, gleby)
• Hydrolog — obliczenia hydrologiczne
• Hydrologia — baza wiedzy z zakresu hydrologii