Metrics that Matter: Objective Functions and Their Impact on Signature Representation in Conceptual Hydrological Models
Notice bibliographique
Résumé
Abstract. Although objective functions (OFs) are widely discussed in the literature, many modelling studies still default to a few common metrics, without much consideration of their relative strengths and weaknesses. This paper systematically investigates the impact of OF choice on the representation of various streamflow characteristics across 47 conceptual models and 10 hydro-climatically diverse catchments selected from the CARAVAN dataset. We use eight different OFs for calibration, including the Kling–Gupta efficiency (KGE), Nash–Sutcliffe efficiency (NSE), and their respective logarithmic variants, as well as four more recently proposed metrics. We evaluate the representation of 15 hydrological signatures that capture a relevant selection of streamflow characteristics to determine generalizable strengths and weaknesses of individual OFs across different models and catchments. Results show that the choice of OF can significantly affect a model's capability to simulate different hydrological signatures such as runoff ratios, extreme flow percentiles, and certain baseflow characteristics. While certain signatures, particularly those related to flow variability, are relatively insensitive to OF choice, others exhibit large performance shifts across different OFs. Generally, no single OF simultaneously achieved high performance across all tested signatures, highlighting that a single-objective calibration is unlikely to lead to an all-purpose model. Our results reinforce calls to choose objective functions deliberately and in line with the objectives of a study. They also provide initial guidance on which metrics highlight particular facets of streamflow behaviour.
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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 | 0,025 | 0,068 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,002 | 0,003 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,002 |
| Communication savante | 0,004 | 0,004 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,002 |
| Intégrité de la recherche | 0,002 | 0,002 |
| 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 ».