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地下水模型参数估计工具——PEST

时间:2020-05-28 19:24:23      阅读:114      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

标签:gms   命令行   relative   并且   rod   优化   span   visual   some   

1 Introduction

PEST(Parameter Estimation)是一个广泛适用的模型参数优化程序,需要给定初始参数,调用正模型,对比模型结果与观测值,在参数的给定范围内调整参数,达到收敛条件后,得到优化后的参数值。

运用PEST工具,不仅可以直接调用独立程序,也可以在地下水的主流商业软件中操作,现在已经嵌套于例如GMS, Visual Modflow等商业软件中,并且可以找到相应的step by step手册。

2 需要提供的文件

为了正确运行PEST,四种类型文件必须提供:

(1) 模型批处理文件

后缀为.bat

(2) 模型输入模板文件

包括需要校正的参数的输入模型

保存为.tpl文件,.tpl表示PEST模板文件

(3) 模型输出读取指令文件

由PEST使用,将其输出与观测结果进行比较

(4) PEST控制文件

该文件以pcf(PEST CONTROL FILE)开头,包含七个区域,每个区域以星号 空格 区域名称为开头

第一个区域为:控制数据(* control data)

line3 该区域有两个控制变量 (no)restart(if or not generate some output files that are used for restarting) 和 estimation(开启PEST的参数估计功能,而不是正则化或预测)

line4 五个变量。C1(第一列Column 1)是参数数量,C2是观测数据数量,C3是参数groups数量,C4是先验信息数量(如果有的话),C5是观测groups数量

line5 七个变量 C1是输入模板文件及其相应的模型输入文件对的数目,C2中的变量是模型输出读取指令文件对数和相应的模型输出文件;因此,这两个变量之和应等于“模型输入/输出”区域中的行数。其他变量可以不用管。

该区域的其余变量除了line9中的C1也可以不用管

line9 所有变量都是一个停止参数估计的准则,第一个变量是允许PEST运行的最大迭代次数,通常30次迭代对任何PEST运行都是足够的。

技术图片

第二个区域为:参数集合(* parameter groups)

C1是参数名称,C

技术图片

C1是集合名称,C2是选择如何增加参数的值,可以根据参数的当前值增加一个绝对值或相对值或者"rel_to_max"

如果C2是“relative”:C3是增量的分数;

如果C2是“absolute”:则C3中的增量是固定的;

如果C2是“rel_to_max”:这任何组参数的增量都被计算为绝对值最高的组内参数的分数,该分数仍然是C3中的变量。

C4是根据该组中参数的平均大小设置的,C5通常设置为“0.001”。

第三个区域为:参数数据(* parameter data)

C1是参数名称,C4是初始值,C5是下界,C6是上界;

如果你想要PEST找到某参数的最优值,你需要在C2中输入“none”or"log",否则输入“fixed”or"tied",一般用"none" or "fixed"。

C3一般填上“factor”,除非初值上下界其一为0或者上下边界值有负号,这时可以填上“relative”

C8一般都是1.0,C9为0,C10为1,不用担心它的意义。

技术图片 C7表示该参数位于的参数集合。

第四个区域为:观测值集合(* observation groups)

C1为观测值集合名称

第五个区域为:观测值数据(* observation data)

C1为观测值数据名称,C2是观测值,C3是观测值权重,C4是所属观测值集合

技术图片

第六个区域为:模型命令行(* model command line)

技术图片

 只包含批处理文件

第七个区域为:模型的输入/输出(* model input/output)

技术图片

 C1-C2为输入模板文件,C3-C4为模型输入文件

或者C1-C2为模型输出读取指令文件,C3-C4是相应模型输出文件

例如上图,line50为模型输出文件对,其余为输入文件对。

地下水模型参数估计工具——PEST

标签:gms   命令行   relative   并且   rod   优化   span   visual   some   

原文地址:https://www.cnblogs.com/mhzt/p/12975042.html

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