Modeļu izvēle
Uldis Bethers
SIA “Procesu analīzes un izpētes centrs”
www.procesu.com
[email protected]
Ūdens kvalitātes modelēšanas sistēmas
izstrāde un tās ieviešana
(Līgums 2005/017-495-02-01/0002)
Izpildītājs
SIA “PAIC”
& SIA “Carl Bro”
Darbu bloki (soļi)
1. Prasību izvirzīšana modeļiem
2. Modeļu izvēle un iegāde
3. Modeļu kalibrēšana Lielupes
baseinam
4. Informācijas sistēmas
projektēšana
5. Informācijas sistēmas izstrāde
6. IS ieviešana Lielupes UBA
8. IS rekalibrācija
9. APMĀCĪBA
7. Informācijas sistēmas
ieviešanas plāna izstrāde
SATURS
1. IZVĒLES PROBLĒMA
2. MODELĒŠANAS FILOZOFIJA
3. IZVĒLES PRINCIPI
4. IZDARĪTĀ IZVĒLE
5. SPECIFIKĀCIJĀS UZDOTIE MODEĻI
6. IZVĒLĒTĀ SISTĒMA
7. KOPSAVILKUMS
1. IZVĒLES PROBLĒMA
IS / Modeļi
H/Q prognozes
Ģeotelpiskā
informācija
Meteo
informācija
Specifiskā
informācija
H/Q novērtējums
SCENĀRIJI
H/Q kalibrācija
H/Q novērojumi
1. IZVĒLES PROBLĒMA
APLŪKOTAS 4 ATŠĶIRĪGAS PIEEJAS
• KOMERCIĀLI MODEĻI
• AKADĒMISKI MODEĻI
• FREEWARE/SHAREWARE
• PAIC MODEĻI
KĀPĒC TAS IR SAREŽĢĪTI – VIENKĀRŠI ŅEMAM
LABĀKO 
7 lapiņas no UB TWINNING Workshop 4-Sep-06
New players have entered the scene... and production starts
Object/process in [nature]
Academia
Consultants
Software industry
Knowledge
Public agencies
Model
Decision makers: governmental, municipal, industrial
More knowledge? YES!
General public
Industry
Academia has lost dominance in modelling business. Is it jealous?
Do the new players know what is models/modelling? (Should we care?)
Do the new players know their roles?
What do I get when somebody claims he is selling (presenting)
me model?
Set of equations?
Piece of software?
Data set?
Zillion of numbers?
Couple of nice figures?
All of above ! (How often smthg is missing )
- Principles (equations, their solving method)
- Software as interface to do modelling
- Input data. Model customisation for MY process/object
- Post processing. Visualisation, decision support tools
What the model will do for me?
PROCESS STUDY. Investigation of functioning rules of particular part of the
complex [environmental] system. Forcing data – representative
(typicla/critical) conditions. Modelling – the tool of gaining knowledge.
CASE STUDY. Assessment of impact of particular change in system
(antropogenic or natural). Forcing data – representative (typical/critical)
conditions. Modelling – the tool of evaluation.
OPERATIONAL MODELLING. Real time modelling of the system.
Assimilation of the observation data to produce the state-of-art and limited
forecast. Forcing data – actual conditions. Modelling – the tool of
representing actual conditions and trends.
PROGNOSTIC STUDY. Assessment of the complex change (trend) in the
system and/or the forcing conditions. Forcing data – scenarious of
change in the representative (typical/critical) conditions. Modelling – the
tool of prediction.
We have models. May we reduce/stop monitoring?
No.
- We must understand which part of our measurements are model input
(forcing) data and which part matches the model output (results)
- The models may require the assimilation of data. Both nature and models
contain uncertainties.
- The models contain our knowledge and as such will always be limited.
Development and subsequent calibration/verification will need field data.
- Comparison of model/observation data is great for quality control of
measurements and development of monitoring strategy.
- Disagreement of model/observation results may indicate the unknown
changes in the system (eg. In land use)
We have the best model. Is it forever?
No.
- “The best” is relative... the one which suits our needs and possibilities
better. Changes in our reponsibilities/capacities will change the model.
- The better process understanding/description may appear.
- The uncertainty in input data may reduce. The new sources of input data
may appear.
- The number crunching power will certainly rise.
NEW CHALLENGE
The above considerations were OK 5-10 years ago around the
turn of millenium – in “information society”. What shall we
expect stepping into “knowledge society”?
Models and modelling nowadays transform into plug-ins of the
information technology systems (ITS) managing information
flows and producing decision support.
ITS comprises data collection (observations), data mining (in
databanks), data interfacing and routing (betwen varios
models), transforming (via modelling), visualising and delivery
to the desktop in end-user-friendly fashion via end-userspecific interface.
Let us be proud - modelling of catchment hydrology and water
quality issues is at the frontier of this transition of
understanding about the role of models
3. IZVĒLES PRINCIPI
PRINCIPS
COM
FREE ACAD PAIC
Labākais procesu apraksts
0
0
+
0
Stabilitāte, robustums
+
0
-
0
Atsauces (precedenti, zīmols)
+
0
0
-
Dokumentācija
+
0
-
0
Savietojamība
0
-
-
+
Uzturēšana / pārjaunošana
+
-
-
0
Lietotāja saskarne
+
0
-
0
Attīstība
+
0
+
0
Cena
-
+
+
0
Lietotāja kvalifikācijas prasības
+
0
-
+
Atbilstība ES prasībām (tsk WFD)
+
-
-
0
4. IZDARĪTĀ IZVĒLE
Izvēle izdarīta:
Principiālie modeļi būs “KOMERCIĀLIE MODEĻI”
Aplūkotās firmas
Environmental Modelling Systems (ASV)
Deltares – Delft Hydraulics (Nīderlande)
Wallingford Software (Lielbritānija)
DHI group – Danish Hydraulic Institute (Dānija)
Izvēle: “DHI” produktu svīta.
Izvēle izdarīta, bet ir dažas konsekvences
5. SPECIFIKĀCIJĀS UZDOTĀ MODEĻU SISTĒMA
Hidroloģija (HBV)
Ūdens
kvalitāte
(HBV-N)
Receptortipa
modelēšana
(TRK)
Hidrodinamiskā
modelēšana (MIKE)
Ūdens kvalitāte
(SWAT)
Scenāriju
modelēšana
(WATSHMAN)
Difūzais piesārņojums
(SOILNDIM)
6. IZVĒLĒTĀ MODEĻU SISTĒMA
Hidroloģija
Ūdens kvalitāte
Difūzais piesārņojums
Hidrodinamiskā
modelēšana
Scenāriju
modelēšana
6. IZVĒLĒTĀ MODEĻU SISTĒMA
Hidrodinamiskā
modelēšana (MIKE 11,
MIKE FLOOD / PAIC IS)
Hidroloģija (MIKE SHE)
Ūdens kvalitāte (MIKE SHE,
MIKE 11, MIKE AD, MIKE
ECO)
Receptortipa
modelēšana
(MIKE SHE)
Difūzais piesārņojums
(MIKE SHE)
Scenāriju
modelēšana
(MIKE BASIN,
ArcView, PAIC
IS)
6. IZVĒLĒTĀ MODEĻU SISTĒMA
MIKE SHE (Enterprise)
Augsnes modelis, virszemes un
gruntsūdeņu notece, biogēnu
notece
MIKE 11 (Unlimited) + MIKE GIS
Upju notece, hidrodinamika
MIKE ECO, ECO Lab
Upju ūdens kvalitāte
MIKE 11 + PAIC IS
Plūdu scenāriju modelēšana
MIKE BASIN (WQ),
PAIC IS, ARCVIEW
Scenāriju
modelēšana,
vizualizācija,
saskarne
7. KOPSAVILKUMS: ATŠĶIRĪBAS NO SPECIFIKĀCIJĀM
Atšķirība
+
-
Cita modeļu struktūra
Novērsta
dublēšanās
Nav “visi 7” modeļi
Vienkāršots augsnes modelis
Procesus var
Zinātnē ir precīzāks
aprakstīt bez
apraksts
papildus pētījumiem
Nav scenāriju modeļa
Scenāriju redaktors
tiks iebūvēts IS
Papildus piegādāts MIKE
BASIN
Atbilstība ES
Nav
prasībām
Paredzama attīstība
ArcView licences
Atkarība no PAIC