UMEP预处理器 Pre-Processor 总结：SUEWS模型输入准备
- [3.9. Urban Energy Balance: SUEWS Converter](#3.9. Urban Energy Balance: SUEWS Converter)
- [3.10. Urban Energy Balance: SUEWS Database Manager](#3.10. Urban Energy Balance: SUEWS Database Manager)
-
- [Main Tab - Reclassifier](#Main Tab - Reclassifier)
- [Typologies Tab](#Typologies Tab)
- [Land Cover Tab](#Land Cover Tab)
- [Parameters Tab](#Parameters Tab)
- [Emissions Tab](#Emissions Tab)
- [Profiles Tab](#Profiles Tab)
- [Irrigation Tab](#Irrigation Tab)
- [Snow Tab](#Snow Tab)
- [Building facets Tab](#Building facets Tab)
- [Building Materials Tab](#Building Materials Tab)
- [3.11. Urban Energy Balance: SUEWS Database Prepare](#3.11. Urban Energy Balance: SUEWS Database Prepare)
- [3.12. Urban Energy Balance: SUEWS Prepare](#3.12. Urban Energy Balance: SUEWS Prepare)
- 参考
3.9. Urban Energy Balance: SUEWS Converter
SUEWS Converter 是一个用于转换 SUEWS 输入数据版本的工具，便于用户在不同版本之间过渡，确保模型能够使用最新格式的数据。
- SUEWS （Surface Urban Energy and Water balance Scheme）是一个用于城市区域能量和水分交换模拟的模型。
- 不同版本的 SUEWS 可能使用不同的输入数据格式。此转换工具可以将旧版本的
RunControl.nml格式转换为新版所需的.yml格式，使用户能够顺利运行新版本的 SUEWS。
使用说明与界面功能
主要包括以下功能：
| 功能按钮 | 描述 |
|---|---|
| Load RunControl | 选择旧数据集中 RunControl.nml 文件的位置。 |
| Output .yml-file | 设置生成的新 .yml 格式输入文件的保存位置。 |
| Run | 启动转换过程，将旧格式转换为新格式。 |
| Close | 关闭 SUEWS Converter 插件界面。 |
💡 此工具是一个版本迁移助手，确保旧有的 SUEWS 数据能够无缝过渡到新版系统。
3.10. Urban Energy Balance: SUEWS Database Manager
SUEWS Database Manager 是一个专为 UMEP 中的核心模型 SUEWS（Surface Urban Energy and Water balance Scheme）设计的数据库管理工具。
插件的主要功能包括：
- 添加、编辑 SUEWS 所需的多种 输入参数；
- 精简传统文本输入文件结构，提高数据管理效率；
- 创建并管理"城市典型类型（urban typologies）"------表示具有相似城市形态与功能属性的城市街区；
- 支持可视化、模块化、系统性的参数设置；
- 所建数据库可用于生成实际模拟输入（通过 SUEWS Database Prepare 插件）；
- 鼓励用户将自定义数据提交至开发者，以便合并至官方数据库项目中（目前需手动发送 Excel 文件至
fredrikl[at]gvc.gu.se）。
| Tab 名称 | 功能说明 |
|---|---|
| Main tab - Reclassifier | 将用户已有的城市类型（typology）矢量数据重分类为数据库中已定义的标准化 typology 类型。适用于已有 shapefile 数据中的类别转换。 |
| Typologies | 创建和管理 城市典型类型（urban typologies）。每个 typology 包括与舗装与建筑相关的地表类型信息。用于模拟特定城市街区的属性。 |
| Land Cover | 创建新的 地表覆盖类型（如建筑、绿地、道路等），并为每一类型指定其环境参数。 |
| Parameters | 所有环境参数数据集中于此，包括反照率、粗糙度、热容等。可新增、查阅和编辑具体参数值。 |
| Emissions | 设置人为排放参数（如交通或建筑能源使用造成的排放）。根据模型结构配置不同参数。参考详细须对照 SUEWS 使用手册。 |
| Profiles | 添加与编辑 SUEWS 所需的 行为活动时间分布（profiles）。包含来自 LUCY 模型的国家级配置，也支持用户自定义 weekday/weekend 行为类型。 |
| Irrigation | 设置与水文过程有关的 灌溉参数，如灌溉频率、方式、强度等。 |
| Snow | 处理 SUEWS 模型中关于 积雪气候过程的信息，包括积雪反照率、融雪参数等。适用于寒冷地区使用场景。 |
| Building Facets | 设置建筑物不同"构建面（facets）"（如墙面、屋顶）材料的结构层信息。目前用于 SPARTACUS 模型（实验中）和 ESTM 模型热计算分析。 |
| Building Materials | 为构建面添加 建筑材料 类型，指定其物理属性（如厚度、颜色、热导率等），用于构建真实结构材料数据。 |
| References | 添加与管理参数来源的 参考信息。每个参数项应尽量配有数据出处（文献、报告等），增强数据库透明度与共享性。 |
Main Tab - Reclassifier
Typologies Tab
Land Cover Tab
Parameters Tab
Emissions Tab
Profiles Tab
Irrigation Tab
Snow Tab
Building facets Tab
Building Materials Tab
3.11. Urban Energy Balance: SUEWS Database Prepare
SUEWS Database Prepare 是 UMEP 中的一个预处理插件，用于根据地理空间数据为 SUEWS（Surface Urban Energy and Water Balance Scheme） 模型准备地表相关输入。SUEWS 可模拟城市的 辐射、能量和平衡过程，适用于城市气候研究与建模。
⚠️ 注意：此插件为实验性功能，欢迎反馈问题！
插件功能概述
该插件使用 SUEWS Database Manager 中的数据库，通过整合多源的地理信息文件生成适用于 SUEWS 模型的数据集。包括如下方面：
- 地表覆盖（Land cover）
- 建筑与植被形态参数（Morphology for buildings and trees）
- 气象数据（Meteorological forcing）
- 人口密度与城市典型区（population and urban typologies）
关联插件（推荐配合使用）：
- MetPreprocessor（气象预处理器）
- Land Cover Fraction (Grid)（地表覆盖比例计算）
- Morphometric Calculator (Grid)（城市形态指标栅格计算）
- SUEWS Database Manager
- Download ERA5 数据
- SUEWS Analyser 等
输入数据要求与设置说明
1、向量数据（Vector Data）
| 项目 | 描述 |
|---|---|
| Grid Polygon Layer | 定义建模网格；需与其他插件中使用的相同，例如 Land Cover Fraction Grid。 |
| ID 字段 | 用以区分各个网格单元的唯一字段（字母或数字）。 |
| 人口密度数据 | 作为字段添加到多边形属性表中；可选择添加工作日人口密度（可选）。 |
| 城市典型区图层（可选） | 来自 Database Manager 的图层，用于聚合城市场景的参数，如反照率等。 |
| 街道网络图层（预留功能） | 将来用于估算交通强度，尚未开发。 |
2、栅格数据（Raster Data）
| 类型 | 描述 |
|---|---|
| DSM | 地面与建筑高度数字表面模型（如：geoTIFF，高度为海拔）。 |
| DEM | 数字高程模型，仅表示地面高度（geoTIFF）。 |
时间与初始状态设置
- 夏令时转换日期 ：
- 使用年中日（DOY）表述，如 1月21日为第21天（DOY=21）
- UTC 时区 ：
- 需与气象数据一致，例如用 ERA5 数据时 UTC=0
- 初始条件设置 ：
- 起始日期、距上次降雨的天数、土壤湿度状态、初始日均温度、植物叶面积指数估计等。
气象强迫数据（Meteorological Forcing）
指定**.txt 格式**的气象数据文件。建议使用 UMEP 中的 MetPreprocessor 插件生成。
地表与形态数据导入方式
- 可通过 Land Cover Fraction 、Morphometric Calculator 插件生成
.txt文件形式导入； - 或直接通过向量图层属性表读取，只需勾选选框，将按钮切换为下拉字段选择。
国家参数设置（National Parameters）：选择建模国家，自动载入相应国家土地覆盖类别的默认参数（如粗糙度、反照率等）。单个类别也可自定义。
周日变化曲线（Profiles） ：选择并配置国家相关的日变化曲线（如人工活动、交通流量等）。也可自定义。
垂直形态（Spartacus，实验功能）：整合进 SUEWS 中的 Spartacus 参数填充机制，尚在开发阶段。
输出与运行
- 输出文件夹：指定生成数据的存储路径
- 生成数据：点击 "Generate" 按钮开始数据生成流程
- 退出插件：点击 "Close" 关闭插件
3.12. Urban Energy Balance: SUEWS Prepare
SUEWS Prepare 是一个预处理工具，用于为 SUEWS 模型（Surface Urban Energy and Water Balance Scheme）生成基于地理空间数据的表面相关输入数据。
SUEWS 模型用于模拟城市辐射、能量和平衡过程，基于常见的气象数据和地表覆盖信息，采用类森林的蒸散-截留机制，通过 Penman-Monteith 公式估算蒸发量，并模拟不同表面类型下的水分状况。
注意：此插件即将弃用 ，推荐使用新版的 SUEWS Database Manager 和 SUEWS Database Prepare。
- Main settings tab（主设置选项卡）：用于输入外部数据（如文本文件、矢量图层属性）。
- Site library tabs（站点库选项卡）：其余所有选项卡都属于此类，用于添加、编辑、不同行政区域或地块的物理特征资料。
| 术语 | 解释 |
|---|---|
| Tab | 每一个 Tab 对应一种信息类别 |
| Widget | Tab 内部的组件单元，包含选择框和变量框 |
| Site Code | 用于区分不同区域的唯一编号 |
| Identification Code | 用于将多个地块划分到同一类别中 |
功能与操作说明
1、栅格矢量图层（Polygon Grid）
- 支持使用 QGIS 中任何矢量格式图层（推荐使用
.shp格式）。 - 每个多边形代表一个输出的单元。
- 需要选择一个 唯一 ID 字段（attribute field with unique integer values）。
- 坐标系统应能同时实现地理坐标（经纬度）和投影坐标（米）。
2、土地覆盖信息和形态学信息
提供 地面覆盖数据 及建筑和树木的形态数据的两种方式：
- 通过文本文件导入 ：
- 生成器插件：
- 地面覆盖：
Land Cover Fraction插件 - 建筑/树木形态：
Image Morphometric Calculator
- 地面覆盖：
- 生成器插件：
- 从矢量图层属性字段读取 ：
- 勾选复选框后，从下拉菜单中选择正确字段。
3、气象数据
- 需要通过按钮导入
.txt文本文件。 - 数据格式必须符合 UMEP 插件要求。
- 文件可由
MetPreprocessor插件生成（格式转换与预处理）。
4、夏令时设置
- 以 一年中的第几天（Day of Year） 表示开始与结束日期，例如：
- 1月21日 = 第21天
- 2月2日 = 第33天
5、人口密度、墙面积（可选）
- 必须已经在属性表中存在相应字段，并可通过下拉菜单选择。
- 墙面积可由
Wall height and aspect calculator插件计算。
6、土地利用率（可选）
- 通过
.txt文件添加：- 包含铺装（impervious）和建筑类（building）使用类别的分布。
- 数值为 0--1，合计为1（各自类别）。
- 文件格式中需包含 ID、各类百分比（fLUp1...）、对应代码字段等。
7、初始条件输出
插件将生成如 InitialConditionsXXXX_YYYY.nml 的初始条件文件，用于 SUEWS 模型运行。
插件输出内容
插件运行后，会在指定的输出文件夹中生成多个文本格式的信息文件，可直接应用于：
- SUEWS 标准版
- BLUEWS（高级版 SUEWS）
这些文件包含了土地覆盖、建筑形态、气象数据等 SUEWS 所需的输入信息。
站点选择与编辑
- 用户可通过下拉菜单选择已有
Site Code，并在右侧查看对应参数。 - 也可以通过点击"Edit values"新增站点，填写描述、编码，甚至可提供对应图像链接（URL）。