Enhanced identification of a hydrologic model using streamflow and satellite water storage data: A multicriteria sensitivity analysis and optimization approach
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Hydrologic model development and calibration have continued in most cases to focus only on accurately reproducing streamflows. However, complex models, for example, the so‐called physically based models, possess large degrees of freedom that, if not constrained properly, may lead to poor model performance when used for prediction. We argue that constraining a model to represent streamflow, which is an integrated resultant of many factors across the watershed, is necessary but by no means sufficient to develop a high‐fidelity model. To address this problem, we develop a framework to utilize the Gravity Recovery and Climate Experiment's (GRACE) total water storage anomaly data as a supplement to streamflows for model calibration, in a multiobjective setting. The VARS method (Variogram Analysis of Response Surfaces) for global sensitivity analysis is used to understand the model behaviour with respect to streamflow and GRACE data, and the BORG multiobjective optimization method is applied for model calibration. Two subbasins of the Saskatchewan River Basin in Western Canada are used as a case study. Results show that the developed framework is superior to the conventional approach of calibration only to streamflows, even when multiple streamflow‐based error functions are simultaneously minimized. It is shown that a range of (possibly false) system trajectories in state variable space can lead to similar (acceptable) model responses. This observation has significant implications for land‐surface and hydrologic model development and, if not addressed properly, may undermine the credibility of the model in prediction. The framework effectively constrains the model behaviour (by constraining posterior parameter space) and results in more credible representation of hydrology across the watershed.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,002 | 0,003 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».