Laboratoire virtuel pour le développement d'approches de calage des modèles hydrologiques adaptées et efficaces

水文适应与功效模型计算方法开发实验室

• 批准号: RGPIN-2014-04541
• 负责人: Poulin, Annie
• 金额: $ 1.74万
• 依托单位: École de technologie supérieure
• 依托单位国家: 加拿大
• 项目类别: Discovery Grants Program - Individual
• 财政年份: 2018
• 资助国家: 加拿大
• 起止时间: 2018-01-01 至 2019-12-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://www.nserc-crsng.gc.ca/ase-oro/Details-Detailles_eng.asp?id=662505
• 关键词: Laboratoire; virtuel; pour; le; veloppement

Le programme de recherche proposé s'intéresse au calage automatique des paramètres des modèles hydrologiques (MH). Le calage constitue, de façon générale, un problème d'optimisation visant à identifier un jeu de paramètres qui minimise une fonction objectif quantifiant le niveau d'ajustement entre la réponse hydrologique simulée et des observations (souvent des débits en rivière), sur un bassin donné. Le calage est repris chaque fois qu'un MH est appliqué à un nouveau bassin. Cet exercice est crucial puisqu'il détermine le niveau de confiance d'un utilisateur envers un modèle qui sera par la suite utilisé pour la prévision hydrologique (inondations, étiages) ou la projection hydrologique (ex. : études d'impacts du changement climatique). Le calage automatique des MH pose quatre défis de taille : (i) il s'agit d'un problème d'optimisation de boîte noire, ce qui signifie que la structure interne du problème (dérivées) ne peut être exploitée par le processus d'optimisation; (ii) la dimensionnalité du problème (nombre de paramètres à optimiser) est généralement élevée (>10), ce qui donne lieu à des espaces à explorer qui sont très vastes et qu'il est impossible de caractériser intégralement; (iii) le temps de calcul pour une seule simulation peut dépasser plusieurs minutes; (iv) l'équifinalité caractérise les espaces paramétriques (plusieurs optima équivalents).**Les objectifs visés par le programme de recherche sont définis par l'entremise de deux axes de recherche, visant à :**Axe 1 - Approfondir la caractérisation des espaces de recherche et, incidemment, la compréhension des problèmes d'optimisation posés par des MH de structures variées. Les travaux de cet axe visent à permettre l'exploitation de cette information, de façon à ce qu'elle puisse orienter et justifier des choix méthodologiques quant à l'identification d'approches de calage adaptées aux divers types de MH. Pour ce faire, des métriques retracées dans la littérature seront appliquées à cinq MH différents : trois modèles globaux et conceptuels, comportant chacun 4, 10 et 23 paramètres; un modèle global et spatialisé comportant 25 paramètres; et un modèle à base physique et spatialisé comportant 19 paramètres. Chaque modèle sera appliqué à 10 bassins versants québécois qui représenteront chacun un cas d'étude indépendant.**Axe 2 - Poursuivre, dans des directions se montrant prometteuses, le développement d'approches de calage efficaces pour les MH coûteux en temps de calcul. Dans le contexte de ces travaux, l'efficacité réfère à l'obtention de solutions de qualité à un coût en temps de calcul réduit. Trois principaux aspects seront examinés, soient :*- L'étude de fonctions substituts dynamiques : krigeage, "radial basis functions", polynômes quadratiques;*- L'étude des stratégies de prise en charge des substituts dynamiques de façon à développer des stratégies efficaces;*- La combinaison du recours aux substituts dynamiques et de l'arrêt prématuré, en cours d'optimisation, de simulations hydrologiques non informatives; ces travaux seront effectués dans l'optique où les forces des deux approches pourraient être combinées et mener à des approches de calage encore plus efficaces.**Les travaux de l'axe 2 s'appuieront sur l'utilisation de NOMAD en tant que plate-forme de développement. Ce logiciel d'optimisation de boîte noire, qui repose sur l'algorithme "mesh adaptive direct search", inclut diverses fonctionnalités dont la prise en charge de substituts dynamiques. Le modèle spatialisé et à base physique HYDROTEL (coûteux en temps de calcul) sera utilisé et appliqué à trois bassins versants québécois.**A l'issue du programme de recherche, des outils et connaissances avancés pour le calage seront développés, à l'intention des hydrologues experts en modélisation.

研究方案提出了“水文参数、参数、模型和水文数据的自动交换”（MH）。数据构成、数据交换、数据交换、数据交换、数据交换、数据交换、数据交换、数据交换、数据交换、数据交换、数据交换、数据交换、数据交换、数据交换、数据交换、数据交换。Le calage est repris chaque fois qu'un MH est appliququest un nouveau bassin。这些关键的问题将决定<s:1> <s:1> <s:1> <s:1>通讯工具- - -通讯工具- - -通讯工具- - -通讯工具- - -通讯工具- - -通讯工具- - -通讯工具- - -通讯工具- - -通讯工具- - -通讯工具- - -通讯工具- - -通讯工具- - -通讯工具- - -通讯工具- - -通讯工具- - -通讯工具- - -通讯工具- - -通讯工具- - -通讯工具- - -通讯工具- - -通讯工具- - -通讯工具- - -通讯工具- - -通讯工具- - -通讯工具- - -通讯工具- - -通讯工具- - -通讯工具- - -通讯工具。(i)将“问题<e:1>的结构”与“问题<e:1>的结构”和“问题<e:1>的结构”结合起来，将“问题<e:1>的结构”与“问题<e:1>的结构”结合起来，将“问题<e:1>的结构”与“优化过程”结合起来，将“问题”与“优化过程”结合起来；（二）关于问题的维度分析（参数优化）- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -（iii）模拟温度的计算将在数分钟内完成；（四）所有的薪金和薪金都是相同的；所有的薪金和薪金都是相同的。**第1部分-批准了关于<s:1> <s:1> <s:1>通讯通讯和<s:1> <s:1>通讯通讯和<s:1>通讯通讯和<s:1>通讯通讯和<s:1>通讯通讯和<s:1>通讯通讯和<s:1>通讯通讯和<s:1>通讯通讯和<s:1>通讯通讯和<s:1>通讯通讯和<s:1>通讯通讯和<s:1>通讯通讯和<s:1>通讯通讯和<s:1>通讯通讯和<s:1>通讯通讯和<s:1>通讯通讯和<s:1>通讯通讯和<s:1>通讯通讯和<s:1>通讯通讯和<s:1>通讯通讯和<s:1>通讯和<s:1>通讯和<s:1>通讯和<s:1>通讯和<s:1>通讯和<s:1>通讯和<s:1>通讯和<s:1>通讯和<s:1>通讯和/或<s:1>通讯和<s:1>通讯和<s:1>通讯和<s:1>通讯和<s:1>通讯和/或<s:1>通讯和/或<s:1>通讯和/或<s:1>通讯和/或<s:1>通讯和/或<s:1>通讯和/或<s:1>通讯和/或<s:1>通讯和/或<s:1>通讯和/从三个方面来看，从三个方面来看，利用现有的信息，从一个方面来看，利用现有的信息，从一个方面来看，利用现有的信息，利用现有的信息，利用现有的信息，利用现有的信息，利用现有的信息，利用现有的信息，利用现有的信息，利用现有的信息，利用现有的信息，利用现有的信息，利用现有的信息，利用现有的信息，利用现有的信息，利用现有的信息，利用现有的信息，利用现有的信息，利用现有的信息，利用现有的信息，利用现有的信息，利用现有的信息，利用现有的信息，利用现有的信息，利用现有的信息，利用现有的信息，利用现有的信息，利用现有的信息，利用现有的信息，利用现有的信息，利用现有的信息，利用现有的信息，利用现有的信息，利用现有的信息，利用现有的信息，利用现有的信息，利用现有的信息，利用现有的信息，利用现有的信息，利用现有的信息，利用现有的信息，利用现有的信息，利用现有的信息，利用现有的信息。联合国模型全球和空间重要的25个参数<e:1>；联合国模式<s:1>基础体质和空间<e:1>是重要的19个参数<e:1>。Chaque mod<e:1> le sera appliququest 10 bassins versants qusambsamcois qureresamsenteront chacun un cas and ' samdendendant。**Axe 2 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -Dans le contente de ces travaux, l' efficient it<s:1>, rcv (), l' attenten, de solutions, de quality it<s:1>, n (), en temps, de computational rcv（）。对于检查三principaux方面,数字:* -我德函数substituts dynamiques: krigeage,“径向基函数多项式quadratiques;*-将<s:1> <s:1> <s:1> <s:1> <s:1> <s:1> <s:1> <s:1> <s:1> <s:1> <s:1>和<s:1> <s:1>········*-资源和替代的结合，动力学和动力学的结合，模拟和优化过程，水文和非信息性；综上所述，有两种不同的效果，分别是：阴郁阴郁的阴郁阴郁的阴郁阴郁的阴郁阴郁的阴郁阴郁的阴郁阴郁的阴郁阴郁的阴郁阴郁的阴郁。** ** ** ** ** ** ** ** ** ** ** ** ** ** ** ** ** ** ** ** ** ** *逻辑优化算法（逻辑优化算法）“网格自适应直接搜索”（逻辑优化算法）包含了各种各样的功能变量，而不是替换动态变量。Le mod<s:1> spatialis<s:1> et base。* * l 'issue du计划de矫揉造作的des outils et connaissances皇冠pour le calage对于developpes, modelisation l 'intention des hydrologues专家。