Technical note: How many models do we need to simulate hydrologic processes across large geographical domains?
Notice bibliographique
Résumé
Robust large-domain predictions of water availability and threats require models that work well across different basins in the model domain. It is currently common to express a model's accuracy through aggregated efficiency scores such as the Nash–Sutcliffe efficiency and Kling–Gupta efficiency (KGE), and these scores often form the basis to select among competing models. However, recent work has shown that such scores are subject to considerable sampling uncertainty: the exact selection of time steps used to calculate the scores can have large impacts on the scores obtained. Here we explicitly account for this sampling uncertainty to determine the number of models that are needed to simulate hydrologic processes across large spatial domains. Using a selection of 36 conceptual models and 559 basins, our results show that model equifinality, the fact that very different models can produce simulations with very similar accuracy, makes it very difficult to unambiguously select one model over another. If models were selected based on their validation KGE scores alone, almost every model would be selected as the best model in at least some basins. When sampling uncertainty is accounted for, this number drops to 4 models being needed to cover 95 % of investigated basins and 10 models being needed to cover all basins. We obtain similar conclusions for an objective function focused on low flows. These results suggest that, under the conditions typical of many current modelling studies, there is limited evidence that using a wide variety of different models leads to appreciable differences in simulation accuracy compared to using a smaller number of carefully chosen models.
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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 | 0,013 | 0,075 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,003 | 0,009 |
| Science ouverte | 0,002 | 0,003 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,003 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,008 | 0,002 |
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 ».