A reverse engineering approach to optimal design of site investigation schemes and monitoring networks
A reverse engineering approach to optimal design of site investigation schemes and monitoring networks
批准号:
187824825
负责人:
Professor Dr.-Ing. Wolfgang Nowak
金额:
$0.0万
依托单位国家:
德国
项目类别:
Research Grants
财政年份:
2010
资助国家:
德国
项目状态:
已结题
起止时间:
2009-12-31 至 2013-12-31
中文摘要
实验设计的目标是调查一个系统,以便从给定的有限的调查预算中获得最大的信息。将地下水视为一种饮用水水源,其质量和安全很难评估和预测,主要是因为地下物质是非均质的,而且数据太少,无法解决这种异质性并提取系统必要的关键属性。试验设计有助于优化地下勘探,在勘探预算有限的情况下,最大限度地提高地下水质量和安全的预期预测置信度。然而,目前的实验设计受到计算机需求的严重限制,特别是在随机地下水水质模型等复杂的大尺度问题中。本项目将从新的信息论角度重新阐述最优设计理论。与传统上繁琐地搜索所有可能的测量地点以找到信息最丰富的地点不同,分析的方向将被逆转,以在单一步骤中直接确定信息最丰富的地点。这将极大地减少计算负荷,允许对更大、更复杂、因此更现实的问题应用优化设计。同时,这避免了在分析中损害数据集的信息含量的简化或线性化。新方法不会屈服于计算限制,而是允许处理当前的、面向目标的和应用驱动的研究任务。首先在地下水角度内开发和应用新方法,然后将其作为许多科学学科的宝贵工具输出,这些科学学科在非均质或复杂的动力系统中面临类似的不确定性。
英文摘要
The goal of experimental design is to investigate a system such that maximum information is achieved from a given, limited budget for investigation. Looking at groundwater as a drinking water resource, its quality and safety is hard to assess and predict mainly because subsurface materials are heterogeneous, and there are too few data to resolve this heterogeneity and extract the necessary key properties of the system. Experimental design can help to optimize subsurface exploration, maximizing the desired prediction confidence of groundwater quality and safety in spite of limited exploration budgets. However, experimental design is currently heavily limited by its computer demands, especially in complex large-scale problems such as stochastic groundwater quality models. The current project will re-formulate optimal design theory within a new information-theoretic perspective. Instead of traditionally and tediously searching through all possible measurement locations to find the most informative ones, the direction of analysis will be reverted to directly identify the most informative ones in a single step. This will dramatically reduce the computational load, allowing to apply optimal design for larger, more complex and hence more realistic problems. At the same time, this avoids simplifications or linearizations that compromise the information content of data sets in the analysis. Instead of giving in to computational restrictions, the new method will allow tackling current, goal-oriented and application- driven research tasks. At first developed and applied within the groundwater perspective, the new method will then be exported as a valuable tool for many scientific disciplines that face similar uncertainties in heterogeneous or complex dynamic systems.
期刊论文(3)
专著(0)
科研奖励(0)
会议论文
DOI:
10.1029/2010wr010137
发表时间:
2012-02-01
期刊:
WATER RESOURCES RESEARCH
影响因子:
5.4
作者:
[Leube, P. C., Geiges, A., Nowak, W.]
通讯作者:
Nowak, W.
Towards Optimizing Experiments for Maximum-confidence Model Selection between Different Soil-plant Models
不同土壤植物模型之间最大置信度模型选择的优化实验
DOI:
10.1016/j.proenv.2013.06.058
发表时间:
2013
期刊:
Procedia environmental sciences
影响因子:
--
作者:
[Th. Wöhling, A. Geiges, W. Nowak, S. Gayler, P. Högy, H. D. Wizemann]
通讯作者:
H. D. Wizemann
Efficient concepts for optimal experimental design in nonlinear environmental systems
非线性环境系统中优化实验设计的有效概念
DOI:
10.18419/opus-612
发表时间:
2014
期刊:
影响因子:
--
作者:
[A. Geiges]
通讯作者:
A. Geiges
A hybrid stochastic-deterministic model calibration method with application to subsurface CO2 storage in geological formations
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批准号:288483442
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项目类别:Research Grants
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资助金额:$0.0万
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财政年份:2015
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负责人:Professor Dr.-Ing. Wolfgang Nowak
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依托单位:
Optimierte Informationsverarbeitung in Methoden zur stochastischen Simulation und zur Abschätzung von Parameterwerten: Unsichere zeitabhängige Strömungs- und Transportvorgänge im Untergrund
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批准号:46547152
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项目类别:Research Fellowships
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资助金额:$0.0万
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财政年份:2007
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负责人:Professor Dr.-Ing. Wolfgang Nowak
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依托单位:
Selection and Justification of Hydro-Morphodynamic Models using Information Theory: Active Learning on Surrogate Emulators
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批准号:513054523
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项目类别:Research Grants
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资助金额:$0.0万
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财政年份:--
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负责人:Professor Dr.-Ing. Wolfgang Nowak
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依托单位:
国内基金
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软骨调节素调控BMSCs骨和软骨双向分化平衡的研究
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批准号:81272128
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项目类别:面上项目
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资助金额:70.0万元
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批准年份:2012
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负责人:刘凯
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依托单位:
Frontiers of Environmental Science & Engineering
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批准号:51224004
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项目类别:专项基金项目
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资助金额:20.0万元
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批准年份:2012
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负责人:朱建军
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依托单位:
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批准号:21224004
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项目类别:专项基金项目
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资助金额:20.0万元
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批准年份:2012
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负责人:廖叶华
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依托单位:
基于脂肪干细胞的同种异体肌腱缺损修复及机制
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批准号:81101359
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:22.0万元
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批准年份:2011
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负责人:邓丹
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依托单位:
Chinese Journal of Chemical Engineering
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批准号:21024805
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项目类别:专项基金项目
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资助金额:20.0万元
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批准年份:2010
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负责人:廖叶华
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依托单位:
脂肪来源干细胞诱导尿路上皮细胞及其机制的研究
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批准号:81070605
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项目类别:面上项目
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资助金额:30.0万元
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批准年份:2010
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负责人:卢慕峻
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依托单位:
Ihh在组织工程骨构建中作用和机制研究
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批准号:30973069
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项目类别:面上项目
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资助金额:34.0万元
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批准年份:2009
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负责人:胡洪亮
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依托单位:
Leydig干细胞纯化、扩增及雄激素分泌组织构建
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批准号:30970736
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项目类别:面上项目
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资助金额:30.0万元
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批准年份:2009
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负责人:邢新
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依托单位:
预构血管化支架以构建大体积岛状组织工程化脂肪瓣的实验研究
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批准号:30901566
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:19.0万元
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批准年份:2009
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负责人:鲁峰
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依托单位:
人脐血间充质干细胞成骨潜能亚群的特异性分子标志
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批准号:30800232
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:20.0万元
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批准年份:2008
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负责人:刘广鹏
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依托单位: