COSTA
www.costapse.org
Common Set of Tools for Assimilation of Data
OpenDA/COSTA voor operationele modellen en kalibratie rivier toepassingen Nils van Velzen Simona gebruikersdag Oktober 2009
COSTA
www.costapse.org
Common Set of Tools for Assimilation of Data
Overzicht • • • • • •
Data assimilatie en model kalibratie Motivatie Introductie COSTA en OpenDA Data assimilatie met WAQUA/TRIWAQ Model kalibratie met OpenDA Conclusies
COSTA
Common Set of Tools for Assimilation of Data
Data assimilatie en model kalibratie • Gebruik van (computer) modellen – Voorspellen van de toekomst
COSTA
Common Set of Tools for Assimilation of Data
Data assimilatie en model kalibratie • Oplossen van vraagstukken
COSTA
Common Set of Tools for Assimilation of Data
Data assimilatie en model kalibratie • (Re)construeren van het heden/verleden
COSTA
Common Set of Tools for Assimilation of Data
Data assimilatie en model kalibratie • Wat is een model?
COSTA
Common Set of Tools for Assimilation of Data
Data assimilatie en model kalibratie • Observaties
COSTA
Common Set of Tools for Assimilation of Data
Data assimilatie en model kalibratie • Data assimilatie: Het direct verbeteren van modelvoorspelling – Waterstanden – Snelheden
• Model kalibratie: Het verbeteren van de model parameters – Bodemruwheden – Diepte
COSTA
Common Set of Tools for Assimilation of Data
COSTA en OpenDA • Data assimilatie in WAQUA/TRIWAQ: – Steady state Kalman – RRSQRT
• Kalibratie van WAQUA/TRIWAQ – WAQAD (met en zonder adjoint model) – Calibriv
COSTA
Common Set of Tools for Assimilation of Data
COSTA en OpenDA • Speciale implementatie voor WAQUA
COSTA
Common Set of Tools for Assimilation of Data
COSTA en OpenDA • Model, Observaties en methode
COSTA
Common Set of Tools for Assimilation of Data
COSTA en OpenDA • • • •
Hergebruik van code Minder fouten in de code Minder complexe bouwstenen Eenvoudig uitproberen van verschillende methodes • Samenwerking tussen instituten
COSTA
Common Set of Tools for Assimilation of Data
COSTA en OpenDA • Voorheen COSTA en DA-Tools – COSTA: • • • •
Fortran/C High performance Ondersteuning voor parallel rekenen Open source
– DA-Tools: • Java • Makkelijk configureerbaar • Niet open source
• Combinatie biedt voordelen van beide
COSTA
Common Set of Tools for Assimilation of Data
COSTA en OpenDA • Beschikbare methodes: – – – – – – – –
EnsKF EnsrF RRSQRT COFFEE Sir Conjugrad Lbfgs Simplex
COSTA
Common Set of Tools for Assimilation of Data
COSTA en OpenDA • COSTA als het high performance gedeelte van OpenDA
COSTA
Common Set of Tools for Assimilation of Data
Data assimilatie met WAQUA/TRIWAQ • WAQUA/TRIWAQ-COSTA koppeling is beschikbaar • Experimenten zijn eenvoudig realiseerbaar met COSTA data assimilatie methodes • waqpro.pl –costa yes –obssql
COSTA
Common Set of Tools for Assimilation of Data
Data assimilatie met WAQUA/TRIWAQ • Filters via runscript: – Ensemble Kalman – Rrsqrt (equivalent aan WAQUA/TRIWAQ filter
• Parallel rekenen – Normaal parallel – Domein decompositie (horizontaal en vertikaal)
COSTA
Common Set of Tools for Assimilation of Data
Data assimilatie met WAQUA/TRIWAQ
COSTA
Common Set of Tools for Assimilation of Data
Data assimilatie met WAQUA/TRIWAQ • Experiment opgezet met het DCSM v6 model • RRSQRT • EnKF
COSTA
Common Set of Tools for Assimilation of Data
Data assimilatie met WAQUA/TRIWAQ RRSQRT 20/40 modes
COSTA
Common Set of Tools for Assimilation of Data
Data assimilatie met WAQUA/TRIWAQ Ensemble 20/40 modes
COSTA
Common Set of Tools for Assimilation of Data
Model kalibratie met OpenDA • Calibriv: afregelen van rivieren – Efficiënt door directe koppeling tussen observatie locatie en afregeling riviervak – Behoefte aan hoog/laagwater ruwheden – OpenDa gebruiken (variatie op DUD) i.p.v. uitbreiden calibriv – Black box koppeling
COSTA
Common Set of Tools for Assimilation of Data
Model kalibratie met OpenDA • Xml-configuratie bestanden (zelf) – Instellingen van het sparse-DuD algoritme – Type van de object functie – Afhankelijkheden: parameters-observaties
• Xml-configuratie generiek – Koppeling tussen WAQUA/TRIWAQ – Zetten en lezen van parameters in siminp
COSTA
Common Set of Tools for Assimilation of Data
Model kalibratie met OpenDA
COSTA
Common Set of Tools for Assimilation of Data
Model kalibratie met OpenDA
COSTA
Common Set of Tools for Assimilation of Data
Conclusies • Data assimilatie methoden en model Kalibratie methoden zijn belangrijke gereedschappen • COSTA-OpenDA maakt het gebruik van deze methoden (relatief) eenvoudig en goedkoop • COSTA en OpenDA kunnen gebruikt worden met WAQUA/TRIWAQ voor zowel data assimilatie als model kalibratie
