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- 0 PEST++系列文章
- 1 第一位朋友 ZJ
- 2 第二位朋友 LGH
- 3 第三位朋友 XY
0 PEST++系列文章
【PEST++】01 參數優化與靈敏度分析
【PEST++】02 新安江模型參數自動率定
【PEST++】03 水文模型不确定性和靈敏度分析
【PEST++】04 使用者手冊筆記
本文記錄了三位朋友使用PEST++時，我與他們的交流過程，在這裡一并附上。希望對學習PEST++的讀者有幫助。在此感謝三位朋友的授權。
1 第一位朋友 ZJ
Q：在
tsproc.dat
檔案中，導入觀測值和實測值序列時，觀測值的時間範圍要小于等于實測值的時間範圍是吧？
A：是的。這樣才能将觀測值内插到實測值相同序列上，便于精度比較和統計。
tsproc.dat
檔案是用來處理模型輸出結果為時間序列的情況而編寫的，比如模型輸出結果為流量過程、水位過程等。并且可以自動生成PEST++自動率定所必需的控制檔案
.pst
。如果模型輸出結果僅為若幹數值，而不構成時間序列，則不需要編寫
tsproc.dat
檔案，可直接按照PEST++要求手動編寫控制檔案
.pst
。
Q：怎麼運作率定程式？指令是輸入什麼？
A：
pestpp.exe
和
tsproc.exe
都是在指令行（Command Line）裡運作的，不能用滑鼠輕按兩下運作。配置好率定所需檔案後，在模型程式所在檔案夾内打開指令行工具（按住
shift
鍵，滑鼠右鍵選擇
powershell
），運作時間序列處理程式的指令是
.\tsproc.exe tsproc.dat tsproc.rec
運作自動率定程式的指令是
.\pestpp model.pst
建議把指令寫在批處理腳本
.bat
中，比如示例中給出的
自動率定.bat
，這樣就不用每次運作都輸入指令。
Q：從哪裡檢視率定結果？
A：
.par
檔案檢視率定結果，記事本打開，第一列就是率定值了，後面不用看。
.sen
檔案檢視靈敏度。圖示該列值的大小表示靈敏度，數值越大越靈敏，表示這個參數對目标的影響大。
Q：這倆腳本，
batch.bat
為什麼沒有
pestpp model .pst
？
A：
batch.bat
的是在程式運作中反複執行的，本身就是用
pestpp.exe
調用的，是以不能再寫
pestpp model.pst
了。直接用
運作.bat
運作不會報錯，可以先用控制台調試好，沒錯誤再用
運作.bat
。主要就是省得每次粘貼。
Q：這個地方表示的什麼意思？
A：這表示這一次率定還要再跑44次。
Q：如果自動率定出來的結果，帶回原模型，效果不好，那應該怎麼改進呢？再率定一次嗎？
A：在率定的時候，實測值與模拟值對比不能取整個計算時段，需要提出預熱部分。如果結果還是不好，嘗試在
group.txt
中把倍率調小，在
parma.txt
中參數範圍調大。如果仍然率定效果不理想，那就是模型本身的問題。
2 第二位朋友 LGH
Q：這個模闆檔案問題出在哪裡？
A：第一行的ptf與#之間需要有半角（英文）空格
Q：這裡的問題是說#dk有問題嗎？是後面的空格不能加這麼大嗎？
A：根據錯誤提示，
dk
後面你輸入的是
Tab
鍵，而不是空格。這樣一來，pestpp會把
dk
和後面的
Tab
一起識别為變量，而不是單純的
dk
這個參數。是以你應該把
dk
後面的
Tab
鍵替換成半角空格。這個問題在用Excel處理資料後粘貼到模闆檔案
.tpl
中經常出現，希望讀者注意。
Q：參數檔案
param.txt
這麼寫是哪裡有問題嗎？
A：bp的#去掉，另外在
group.txt
中添加四組，就是
gp1
gp2
gp3
gp4
，像
gp1
一樣。
Q：group我之前也添加了，是這裡寫錯了嗎？
A：是的，你後面的四個還是用0.1或者0.01好了，這裡的0.01指的是倍數，就是每次運作程式增加或減少參數初始值的0.01倍。
Q：程式運作結束後，輸出了這麼多檔案，那結果在哪個檔案裡？
A：在
model.par
裡面，
model.rec
記錄了模拟與實測內插補點。
.par1
.par2
.par3
這種是指率定過程中每次運作程式得到的最優參數，最終的最優參數在
.par
檔案中，檔案名不一定是
model
，但字尾一定是
.par
。
Q：率定參數的結果是這一列吧？
A：是的。
Q：和給的初始值一樣，算是率定失敗了嗎？
A：你的每個斷面給個槽率的率定方法，很難得出結果，因為槽率變化對結果影響不大，建議你分段設定槽率。
Q：水動力模型模拟出來的結果有預熱的部分，放到輸入檔案裡，需要把它們删掉嗎？
A：最好不要把預熱部分作為率定部分。
Q：運作模型輸出的資料，是怎麼識别哪些是要拿來和實測值對比的呢？
A：這個問題中，實測值檔案放在
observationstage.ssf
裡面，為了把模型輸出檔案
stage.ssf
與實測值檔案
observationstage.ssf
比對起來，需要在
tsproc.dat
檔案寫明從這兩個檔案取數對比。
Q：運作程式之後，會報錯，這裡是說我的輸入檔案有問題嗎？
A：路徑名不要有中文、空格等特殊字元，文本檔案格式都改為ANSI格式。
Q：我之前是隻監測了一個斷面的水位，如果我需要再把一個斷面的流量加入對比，需要修改什麼？是要在
tsproc.dat
裡加上什麼嗎？
A：那你要把那個斷面的流量也輸出來，然後再寫個流量的實測值檔案，最後在
tsproc.dat
檔案中導入模型輸出流量值。
Q：這裡的問題對應的是右邊這部分的嗎？
A：不是，右邊是内插的。可能是你的計算時間步長取短了，記憶體不夠用。或者是實測值時間步長取短了。
Q：
model.rec
裡面的一些内容不清楚啥意思？比如這裡
A：這個檔案是PESTPP整個率定的記錄，這些參數是在.pst檔案中設定的，.pst檔案是pestpp運作必需的控制檔案，由tsproc.exe運作tsproc.dat自動生成。你可以打開.pst檔案檢視這些參數。至于參數的實體意義，就需要看pestpp的手冊了，一般預設即可。
Q：這裡是看最優結果的平均誤差的吧？
A：這個記錄了實測值與模拟值的對比，是重要的結果，可以直接導入到excel中畫圖，直覺比較率定效果。
3 第三位朋友 XY
Q：新安江參數檔案是按照這個來弄嗎？
A：我在部落格裡面寫的是示例，實際不用這樣弄的。一般類型選擇
none
就可以了。
Q：bat都是你自己寫的嗎？
A：是自己寫的，就三條語句。
Q：那個參數率定用4年，驗證用2年的，為啥？比如為啥不是5年率定、1年驗證這種，或者3+3？
A：這是我自己定的，你可以選擇别的組合方式。
Q：
flow.ssf
是啥流量檔案？
A：
.ssf
字尾是PESTPP要求的資料格式，可以用記事本打開。這是模型模拟出流的資料。
Q：我安裝的PEST好像沒看到你的包裡面的這兩個檔案，
pestpp.exe
和
tsproc.exe
?
A：我用的是PEST++，是PEST的更新版，使用起來比PEST簡單友善的多，隻有一個免安裝自動率定程式
pestpp.exe
和一個時間序列處理程式
tsproc.exe
。
Q：tsproc這個是把模拟值內插補點成比對實測值的工具？
A：是的，就是比對時間的。同時，它還可以自動生成pestpp所需的控制檔案，字尾名為
.pst
。
Q：這三個批處理檔案，
batch.bat
是參數估計用的是吧？batch.bat應該是反演用的吧？給率定定方向用的是嗎？或者或降維用的？
A：
batch.bat
是程式自動調用的，不用人去點。
batch.bat
其實就是每次率定pestpp自動調用
xaj.exe
，起這個作用。
Q：這個不是
all
嗎？
A：不是all，就是test，是用來驗證的。
Q：寫出test.txt的用處是啥？com_test檔案是幹啥用的？
A：test.txt就是來驗證的，和xaj.out是一類檔案。屬于給pestpp識别用的，你可以記事本打開看看。com_test是寫入各偏差統計值的
Q：record.txt呢，這個是要配置的嗎？
A：record.txt是pestpp自動輸出運作記錄的，不需要手動配置。
Q：是在dos視窗這樣運作嗎？
A：不用DOS，直接點
自動率定.bat
就可以開始率定了。
Q：我這樣分開到檔案夾也可以嗎？不需要配置環境和路徑嗎？
A：不行，不能分開，都要在一個檔案夾裡，路徑不用配置。
Q：為啥你文章講需要一個小時，我幾分鐘就運作完了？
A：運作時間的問題，可能是你的電腦沒安裝
matlab
，無法運作
xaj.exe
，我的新安江模型是用
matlab
寫的。
Q：PEST++是隻有一個獨立的
pestpp.exe
嗎？PEST怎麼有這麼多？
A：對，是的，隻有一個
pestpp.exe
，别的什麼都沒有，不需要安裝，隻要把它放在檔案夾裡直接就能用，不需要開控制台，直接點 自動率定.bat 就能自動率定了。
pest
的文檔我沒看，這些好像是把許多功能分開成多個exe了。
Q：那你的那個
tsproc.exe
哪來的？pest套裝軟體包裡面好像也沒有這個？
A：這是是USGS開發的，專門用來處理時間的，這是tsproc的文檔。
Q：pest命名找不到規律，一會兒++ 一會兒PP？
A：pestpp = pest plus plus = pest ++ = PEST++，這其實是一樣的。
Q：這幾個選取有點不明白了，依據是什麼？
A：參數選取我在部落格中已經說明了，建議仔細看看。上面是我用來示例的，有需要的時候再這麼做，一般就不操作就行，就是使用
none
。
Q：%代表是解釋嗎？後面解釋參數的内容是中文還是英文？應該是和模型裡面保持一緻吧？
A：%不是解釋，後面是什麼字都無所謂的，隻要在模闆檔案裡标好對應位置就行。
Q：xaj的out檔案是文本檔案？
flow.ssf
檔案怎麼來的？
A：
xaj.out
是把模型輸出檔案
flow.ssf
按照與實測值
obseravedflow.ssf
時間序列比對而成的，是文本檔案。
flow.ssf
就是模型輸出檔案，三列分别為 辨別符、 時間和流量值。這個格式是我在
xaj.exe
中修改的，因為
pestpp
需要這種格式來識别資料。
pestpp
給了幾種通用格式，這在pestpp 4.2.1手冊中有。這個文檔的27頁介紹了一些tsproc能處理的資料檔案類型，可以看看有沒有，比如這個是和 HSPF 還有 Modflow 等其他别的模型，沒有的話就得自己寫個腳本轉換成 SSF格式了。pestpp雖然不需要程式設計，但是對輸出檔案格式要求高，這也是pestpp比較麻煩的地方。如果能從模型源碼裡直接修改輸出格式，那就會快還多，相對于輸出檔案後再轉換來說，效率高不少。
Q：還有這個ssf檔案是xaj的輸出檔案格式吧？不是pest的檔案格式要求嘛？
A：SSF是PESTPP的要求，我修改了xaj的源程式，使他直接輸出這種格式，來滿足PESTPP的需求。
Q：這個在CONTEXT具體啥作用？是不是xaj模型裡面的字元名？
A：CONTEXT作用就是指定哪些子產品可讀，在
tsproc.dat
檔案開頭就有CONTEXT關鍵字，後面的子產品與關鍵字一緻的就執行。在運作tsproc.exe時，也可以指定關鍵字，用以覆寫檔案中的關鍵字。關鍵字的使用是為了将多個子產品寫進一個
tsproc.dat
中，便于編輯。
Q：這個怎麼運作一下，就彈出模型的軟體視窗？
A：因為這個需要多次運作模型，實際上就是自動改輸入參數，然後多次運作模型，再自動比較，pestpp率定就是幹這個事的。這個率定其實不需要圖形使用者界面的exe，最好就是那種黑屏控制台的模型exe。