Porovnání regionalizačních přístupů fyzikální podobnosti a prostorové blízkosti na souboru MOPEX povodí

Bc. Aneta Staňková

Master's thesis

A comparison of regionalisation approaches based on physical similarity and spatial proximity in MOPEX catchments

Abstract:

Tato diplomová práce se zabývá srovnáním regionalizačních metod založených na fyzikální blízkosti a prostorové podobnosti při odhadu parametrů konceptuálního modelu GR4J na nepozorovaných povodích. Ke srovnávací studii byla použita data 360 MOPEX povodí, která se nachází v USA. Pro vyhledávání deskriptorově nejpodobnějších pozorovaných povodí byla aplikována metoda RAS, v rámci níž bylo použito 10 charakteristik. Prostorová blízkost povodí byla řešena pomocí euklidovské vzdálenosti těžišť povodí ze souřadnic těžiště povodí na základě Lambertova konformního kuželového zobrazení. V rámci obou metod byl využit pouze přístup jednoho donoru. Kalibrace modelu GR4J byla provedena pomocí diferenciální evoluce. Zjištěný pokles simulační účinnosti modelu při přechodu z kalibrační fáze do verifikační nebyl příliš výrazný, a tedy použitý model se ukázal jako robustní. V analýze vztahu mezi simulační účinností bylo zjištěno, že nejvýrazněji ovlivňují simulační účinnost modelu GR4J klimatické charakteristiky spolu s průměrnou nadmořskou výškou, souřadnicemi těžiště povodí a vybranými charakteristikami vegetačního krytu. Při porovnání dvou regionalizačních přístupů bylo zjištěno, že přístup prostorové blízkosti vede k vyhledávání vhodnějších donorů, a tedy i lepší simulační účinnosti na nepozorovaných povodích než přístup fyzikální podobnosti.

Abstract:

This thesis deals with the comparison regionalization methods based on the spatial proximity and regionalization based on physical similarity in estimating conceptual model parameters GR4J on ungauged catchment. The comparative study used 360 MOPEX catchment located in the USA. For search descriptor observed most similar catchment was applied method RAS, within which were used 10 characteristics. The spatial proximity of the catchment was defined by Euclidean distance of the centers of gravity in the catchment coordinates of the center of gravity based on the Lambert Conformal Conic projection. In both methods was used only to access a single donor. Calibration of GR4J used optimisation algorithm based on differential evolution. The observed decrease in the efficiency of the simulation model of the transition from the calibration phase to the verification was not very significant, and therefore the use of the model proved robust. In the simulation analysis of the relationship between the efficiency, it was found that most influence the effectiveness of the simulation model GR4J were climatic characteristics together with the average altitude and coordinates of the centre of gravity catchment and selected characteristics of vegetation cover. When comparing two approaches regionalization was found that the approach leads to a spatial proximity search more suitable donors and thus better simulation efficiency ungauged catchment than accessing physical similarity.

Keywords

konceptuální model, regionalizace, MOPEX

Keywords

MOPEX, conceptual model, regionalization

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 18. 4. 2017

Thesis defence

• Supervisor: Ing. Martin Heřmanovský, Ph.D.

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Environmental Sciences

Master programme / field:
Landscape Engineering / Water in the Landscape