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

水文学适应和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: 2015
• 资助国家: 加拿大
• 起止时间: 2015-01-01 至 2016-12-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://www.nserc-crsng.gc.ca/ase-oro/Details-Detailles_eng.asp?id=587870
• 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. À l’issue du programme de recherche, des outils et connaissances avancés pour le calage seront développés, à l’intention des hydrologues experts en modélisation.

铅计划的程序，这是第一个创建热量氢化学（MH）的程序。领先计划的计划是第一个研究当前情况（MH）的第一个证明目标目标的计划。 MH已于1999年建立。该公司已将自己确立为道德形式（indonations，étiages），并有望引入氢化水文（例如：Climatique变化的变化）。 MH已于1999年建立，也被称为追求道德的关键力量。 （iii）结构的结构（结构的优化）不仅限于过程的发展； （iii）结构不限于结构的发展（> 10），结构的发展不仅限于结构的发展； （iii）结构不仅限于结构的发展； （iv）caractérise是一种paramétrique（加上最佳）。 objectif是那些是recherche de ux de ux de regherche，visant -à： AX 1 - AX是成为MH结构的一部分的地方。这是成为MH结构的一部分的地方。这是成为为环境创建空间的过程的一部分的地方。它是成为为环境创造空间的过程的一个地方，其结构基于世界人民提供的信息。实现这一目标的唯一方法是应用全球化的概念：全球化的概念，包括全球化的概念，该概念可用于4，10 et 23paramètres的背景下；全球化的概念；以及全球化的概念，该概念将用于19个Paramètres的上下文。 Modèle的概念是应用全球化的概念，以及全球化的概念，该概念可用于19个Paramètres的背景。 AX 2 - 倒数，dans des指示SE Montrant Prometters，levelovepement d'Arperches de Calage效率pour les Mhcoûteuxen temps de calcul。 dans le contectione de ces travaux，l'fimpicacitéréfère -l'pertention de deQualitéàuntempenemps de calculréduit。 Trois Principaux方面的SERONT EXPONENS，SOITER： - l'étudede fonctions替代动力学：krigeage，“径向基础函数”，polynômesQuadratiques; - 分层是替代品的关键； - 该公司对国家的发展有很大的影响，并致力于氢行的发展，并致力于氢行的发展。 幸存环境的生存和发展是生存环境发展的主要因素。幸存环境的生存和发展是生存环境发展的主要因素。幸存的环境是生存环境发展的主要因素。 Québécois。 该计划旨在提供广泛的服务，包括氢的开发以及Modélisation的专家。