Como saberei que meus dados estão calibrados?

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Como saberei que meus dados estão calibrados?

Mensagem  Romildo Toscano em Sab Ago 21, 2010 5:05 pm

Olá Pessoal,

Reconheço que a pergunta é um pouco subjetiva, mas vou detalhar o máximo.

Estou calibrando a bacia do rio Capibaribe-PE. Na sub-bacia que estou no momento o rio é intermitente. Simulei um intervalo de dez anos com dados diários.

Após várias simulações consegui deixar os hidrogramas e curvas de permanência, de dados calculados e observados, visualmente próximos. Então apliquei as Funções Objetivo. A dúvida, na verdade, é como analisar os valores dessas funções.

Seguem os melhores resultados:

Coeficiente de Nash (R2) = 0,7091
Logaritmos das vazões (Rlog) = 0.1777
Relação entre volumes medidos e calculados (ΔV) = 0.0872
Desvio Padrão = 11,3639
Desvio padrão do inverso das vazões = 7855,7868
Desvio absoluto médio = 2.5888

PS: Acredito que Rlog dificilmente terá um bom resultado, já que o rio é intermitente. Afirmação falsa ou verdadeira?

Romildo Toscano

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Re: Como saberei que meus dados estão calibrados?

Mensagem  Walter Collischonn em Sab Ago 21, 2010 5:38 pm

Os valores das funções objetivo são apenas um dos aspectos que devem ser analisados para avaliar se o modelo está bem calibrado. O primeiro passo é avaliar os hidrogramas gerados graficamente.
Quando a bacia não é muito grande (como deve ser o caso da bacia do rio Capibaribe), e quando não existem muitos dados de chuva (como é o normal na maior parte do Brasil), não se pode esperar valores muito bons das funções objetivo. Valores do Coeficiente de Eficiencia de Nash-Sutcliffe da ordem de 0,7 são bem razoáveis nesta situação.
Com relaçao ao Nash-Sutcliffe dos logaritmos das vazões em bacias com rios intermitentes, acho que você tem razão. Provavelmente os valores desta função objetivo serão relativamente ruins. Talvez o mais importante seja comparar a percentagem do tempo em que o rio permanece seco nos dados observados e simulados.
Espero ter ajudado...
Walter

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Re: Como saberei que meus dados estão calibrados?

Mensagem  Romildo Toscano em Sab Ago 21, 2010 7:34 pm

Ajudou sim Walter!

Estou consultando sua tese sempre. Na verdade ela é meu paradigma. Vi que seus valores de R2 estavam em torno de 0.7, mas seus Rlog e ΔV eram muito melhores que os meus. Por isso a pergunta inicial.

Ah! Aproveitando seu questionamento sobre comparar a percentagem do tempo em que o rio permanece seco nos dados observados e simulados, vou anexar meu hidrograma e curva de permanência.




Veja que minha curva de permanência está estranha. Mas ela não vai até 100% exatamente porque o rio é intermitente e a função da curva é logarítmica, ou seja, não são plotados os valores de vazão 0. Não é?
Esquecendo esse probleminha vi que minha curva de permanência está longe de ser como as suas que estavam praticamente idênticas. Algum problema grave com ela?
Como meu hidrograma está visualmente?



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Re: Como saberei que meus dados estão calibrados?

Mensagem  Fernando Mainardi Fan em Dom Ago 22, 2010 10:21 am

Romildo Toscano escreveu:Ajudou sim Walter!

Veja que minha curva de permanência está estranha. Mas ela não vai até 100% exatamente porque o rio é intermitente e a função da curva é logarítmica, ou seja, não são plotados os valores de vazão 0. Não é?


Romildo, a sua curva não vai até 100% exatamente pelo que falaste da escala logaritmica.

Quanto aos seus resultados, minha sugestão é tentares diminuir um pouco o Wm e recalibrar os demais parâmetros depois, talvez isso faça o solo gerar mais escoamento e estenda um pouco mais a sua curva de permanência!
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Re: Como saberei que meus dados estão calibrados?

Mensagem  Walter Collischonn em Seg Ago 23, 2010 4:53 pm

Em algumas bacias é mais fácil obter um bom ajuste e em outras é mais difícil. De maneira geral os melhores ajustes são obtidos em bacias com as seguintes características:
muitos pluviometros (mais de um pluviometro com dados por 1000 km2)
declividades relativamente altas
poucos açudes ou reservatórios
sem planície de inundação
alto coeficiente de escoamento
chuva sazonal

Nos teus gráficos é um pouco difícil avaliar a qualidade do ajuste, porque os hidrogramas ficam meio pequenos (teria que dar um zoom)...
Quanto à curva de permanência, acredito que não esteja ruim. O rio passa mais tempo seco do que o que está previsto pelo modelo, mas a diferença é de apenas alguns litros por segundo nesta faixa da curva de permanência. Antes de ficar muito preocupado com isto é bom verificar a curva chave do posto fluviométrico. Como está a curva-chave na faixa de vazões baixas? Em geral a incerteza é relativamente grande na curva chave e não vale a pena se estressar tentando ajustar perfeitamente o modelo nesta faixa de vazões tão próximas de zero.
De qualquer forma, para diminuir a vazão calculada pelo modelo durante as estiagens você pode: 1) diminuir o valor do parâmetro Cb; 2) diminuir o valor do parâmetro Kbas; 3) diminuir o valor do Wm.


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Dúvidas na calibração

Mensagem  Isabelle Yruska em Qua Ago 25, 2010 9:50 pm

Boa noite a todos..
Bem, estou calibrando a bacia do Piancó (PB), mas ainda com pouco sucesso, pois o melhor R² encontrado até agora, depois de várias tentativas, foi em torno de 0,59, muito baixo, o que gerou uma curva de permanência e um hidrograma, visualmente, não tão bons, ocorrendo o inverso quando, visualmente, encontro uma boa curva de permanência e um bom hidrograma, neste caso o R² gerado encontra-se em torno de 0,20.
Outra dúvida, a faixa de valores dos parâmetros encontrados no MGB são para todos os rios ou apenas para os rios perenes?

Agradeço desde então a atenção e aguardo,
Isabelle.

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Re: Como saberei que meus dados estão calibrados?

Mensagem  Walter Collischonn em Qui Ago 26, 2010 9:36 am

Os valores sugeridos para os parametros certamente são mais adequados para rios perenes, porque a maior parte das nossas aplicações ocorreu nestes rios.
Qual é a área da bacia do Piancó? E quantos pluviometros com dados existem nesta bacia? Talvez você não consiga resultados muito melhores nesta bacia, infelizmente.
Quanto a questão de obter um bom ajuste em termos do coeficiente de eficiencia de Nash-Sutcliffe (que não é exatamente igual ao R2), ou da curva de permanência, isto é muito comum.
Tentar melhorar o coeficiente de Nash-Sutcliffe singinfica dar muita importancia aos picos de vazão. Você tem que avaliar se isto é importante para você.
Se você deseja utilizar os resultados do modelo para previsão de cheias, então os picos são importantes e você deveria privilegiar um bom ajuste deste coeficiente. Por outro lado, se o uso dos resultados do modelo será algo relacionado ao aproveitamento da água durante as estiagens, ou você está tentando calcular uma série de afluencias a um reservatório, então você deveria dar menos importancia ao Nash-Sutcliffe e mais importancia para a curva de permanencia, e aos erros de volume totais (bias). Neste caso seria desejável obter também um bom coeficiente de Nash-Sutcliffe, mas isto não seria prioridade.

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Calibração

Mensagem  Isabelle Yruska em Qui Ago 26, 2010 10:21 am

Oi, professor Walter!
Agradeço de antemão a sua atenção.
Bem, na realidade, pretendemos calibrar a bacia do Rio Piranhas-Açu que possui 43.681,50 km², a bacia do Piancó, composta por 4550 km², é a primeira subbacia do Piranhas-Açu. Estou trabalhando com 16 pluviômetros. Precisamos dos resultados para previsão de precipitação e vazão.
Vou tentar mais uma vez, caso eu não consiga bons ajustes com a calibração manual, como relatado anteriormente, seguirei para a próxima subbacia.

Mais uma vez grata,
Isabelle.

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Re: Como saberei que meus dados estão calibrados?

Mensagem  Fernando Mainardi Fan em Qui Ago 26, 2010 6:14 pm

Isabelle,

Algumas dúvidas para podermos responder melhor a sua dúvida:

A bacia que você está calibrando é uma bacia de cabeceira da bacia do Rio Piranhas-Açu? Por que a tendência é geralmente os resultados para as bacias mais de cabeceira não serem tão exatos quanto as bacias mais internas devido a perda de água para as bacias vizinhas.

Outra coisa, estes pluviometros correspondem somente a bacia do Piancó? ou a toda a bacia do Piranhas-Açu?

Abraço

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Bacia de cabedeira

Mensagem  Isabelle Yruska em Sex Ago 27, 2010 8:42 am

Olá, Fernando!
Seguem as respostas:
(1) A bacia do Piancó é uma bacia de cabeceira quando inserida na subbacia do Piranhas-Açu, mas inicialmente estou calibrando o Piancó isoladamente;
(2) Os pluviômetros correspondem à bacia do Piancó apenas.

Anexei a bacia do Piranhas-Açu e em destaque a do Piancó e, em vermelho, os postos pluviométricos.

Sim, outra coisa, comecei calibrando com 10 anos, mas como não estava obtendo bons resultados, decidi fazer a calibração para 5 anos, e depois voltar para 10 anos novamente; e validar os outros 10 anos.

Agradeço e fico no aguardo,
Isabelle Yruska.


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Re: Como saberei que meus dados estão calibrados?

Mensagem  Fernando Mainardi Fan em Seg Ago 30, 2010 7:19 pm

Isabelle,

Neste caso a melhor coisa é seguir as dicas do Walter mesmo, ainda mais que ela será apenas uma bacia de cabeceira quando você for simular a bacia do Piranhas-Açu e provavelmente terá uma perda de água. Faça a melhor calibração que você conseguir e coloque as imagens e os resultados aqui, como o Romildo, para podermos ajudá-la a melhorar dentro do possível.

Abraço,

Fernando

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Re: Como saberei que meus dados estão calibrados?

Mensagem  Isabelle Yruska em Qua Set 08, 2010 7:31 am

Fernando Mainardi Fan escreveu:Isabelle,

Neste caso a melhor coisa é seguir as dicas do Walter mesmo, ainda mais que ela será apenas uma bacia de cabeceira quando você for simular a bacia do Piranhas-Açu e provavelmente terá uma perda de água. Faça a melhor calibração que você conseguir e coloque as imagens e os resultados aqui, como o Romildo, para podermos ajudá-la a melhorar dentro do possível.

Abraço,

Fernando

Oi, Fernando!
Desculpe a demora em responder.

Bem, segue abaixo meus resultados para a calibração do Piancó:

(*) Simulação em que, visualmente a curva de permanência está boa, mas o R² não:
Bacia 1 (sim142)
uso Wm b Kbas Kint XL CAP Wc
solohorB 1200.0 0.010 0.01 35.00 0.67 0.00 0.88
agrvert 1200.0 0.010 0.01 35.00 0.67 0.00 0.88
savansol 1200.0 0.010 0.01 35.00 0.67 0.00 0.88
Agua 0.001 0.090 0.01 35.00 0.67 0.00 0.88
CS 20
CI 28
CB 1200
QB_M3/SKM2 0.001

R² = 0,45




(**) Simulação em que a curva de permanência não são é boa, porém, esta simulação apresenta o melhor R² encontrado:
Bacia 1 (sim167)
uso Wm b Kbas Kint XL CAP Wc
solohorB 1550.0 0.090 0.10 61.20 0.40 0.00 0.90
agrvert 1560.0 0.090 0.10 61.20 0.40 0.00 0.90
savansol 1570.0 0.090 0.10 61.20 0.40 0.00 0.90
Agua 0.001 0.090 0.10 61.20 0.40 0.00 0.90
CS 28
CI 90
CB 1200
QB_M3/SKM2 0.001

R² = 0,581





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Re: Como saberei que meus dados estão calibrados?

Mensagem  Walter Collischonn em Qui Set 09, 2010 8:01 am

Eu não tenho experiencia em simular bacias intermitentes como esta, mas acho que posso ajudar com alguns comentários.
O primeiro comentário é que eu acredito que você deve ter açudes ou reservatórios espalhados pela bacia. O efeito destes reservatórios é reter uma parte do início do escoamento. Isto complica muito a simulação, porque estes açudes não estão sendo representados explicitamente.
Outra coisa é que o valor indicado para o parâmetro Wm da URH água é sempre 0.0 (zero). Acho que deve ter um percentual muito baixo deste bloco aí na sua simulação, e isto não deve fazer muita diferença.
Muitas vezes ocorre que é impossível obter ao mesmo tempo um desempenho ótimo tanto no R2 (que imagino que seja o coeficiente de Nash-Sutcliffe) como na curva de permanência. O coeficiente de Nash-Sutcliffe dá uma importância muito grande para as vazões máximas. Isto significa que para melhorar este coeficiente é importante minimizar os erros dos picos do hidrograma. Erros nas vazões mínimas não afetam muito este coeficiente, especialmente em bacias onde as vazões mínimas são tão baixas como neste teu caso. Você pode observar que nos resultados que apresentam o maior valor do coeficiente (0,58) a curva de permanencia está ruim, mas está especialmente ruim na faixa das vazões baixas. Nas vazões mais altas a curva de permanência está boa.
Creio que para decidir qual calibração utilizar você deva pensar no objetivo da aplicação do modelo. Você quer estimar disponibilidade de água? Você quer estimar vazões de cheia?
Se o objetivo está relacionado à estimativa de disponibilidade hídrica, questões de qualidade de água, vazões afluentes aos reservatórios, etc... eu adotaria a solução que representasse melhor a curva de permanência.
Espero ter ajudado.

Walter Collischonn

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Obrigada

Mensagem  Isabelle Yruska em Seg Set 13, 2010 2:29 pm

Ajudou bastante, professor..
Obrigada.
Bem, quanto ao nosso objetivo, precisamos estimar tanto a disponibilidade hídrica quanto as vazões de cheia, pois queremos fazer previsão.
Eu vou calibrar a próxima bacia para tentar encontrar melhores resultados.
Agradeço mais uma vez,
Isabelle.

Isabelle Yruska

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