smartpy：python中的开源降雨径流模型
smartp的Python项目详细描述
smartpy-python中的smart降雨径流模型的开源版本
smartpy是python中的一个开源水文流域模型。它是根据GNU GPL-3.0授权的（请参见提供的许可文件）。smart（soil-weath accounting and routing for transport）是一个自上而下的降雨径流模型，由土壤水分核算组件和线性路由组件组成。它需要降雨和潜在蒸散量时间序列作为输入，它具有一组10个参数，并产生一个流量时间序列。
如何安装
pypi上提供了smartpy，因此您只需使用pip即可：
python -m pip install smartpy
您还可以直接使用指向github存储库的链接：
python -m pip install git+https://github.com/ThibHlln/smartpy.git
或者，您可以下载源代码（即github存储库），并从下载的目录本身运行命令：
python setup.py install
如何使用
我们提供了一个教程，其形式为aJupyter笔记本，可以开始使用Smartpy的API。教程所需的输入文件都在examples/文件夹中提供。
如何引用
如果您使用的是SmartPy，请考虑引用以下软件（单击链接以获取特定版本的DOI）：
- 哈卢因，T.，莫克勒，E.，布鲁恩，M.（xxxx）。smartpy：概念降雨径流模型（版本x.x.x）。Zenodo。https://doi.org/10.5281/zenodo.2564041
依赖关系
smartpy要求在安装了smartpy的python实现上安装流行的python包numpy和scipy。包future也是必需的（用于python 2到3兼容）。其他可选依赖项包括netcdf4如果希望使用netcdf文件作为输入或输出，和<代码> Smart TCPU/COD>如果希望使用智能模块的加速器模块（
型号规格
模型输入
- 空中降雨时间序列[mm/时间步长]
- 空中潜在蒸散量时间序列[mm/时间步长]
模型参数
- t：降雨空中修正系数[-]
- C：蒸发衰减参数[-]
- H：快速径流系数[-]
- D：排水流量参数-分流至排水流量的饱和过量分数[-]
- S：土壤流出系数[-]
- Z：有效土层深度[mm]
- sk：表面布线参数[小时]
- FK：流量间路由参数[小时]
- GK：地下水路径参数[小时]
- RK：河道走向参数[小时]
模型输出
- 汇水出口流量时间序列[m3/s]
参考文献
Mockler，E.，O'Loughlin，F.，和Bruen，M.：使用不确定性和敏感性分析了解概念流域模型中的水文流路径，
输入/输出文件格式
smartpy用于读取csv（逗号分隔值）文件和netcdf（网络通用数据格式）输入文件（用于rain、peva和flow），以及编写csv和netcdf输出文件（用于放电系列和蒙特卡罗模拟结果）。然而，使用netcdf文件需要在安装了smartpy的python实现上安装python包netcdf4（安装netcdf4之前的特定先决条件存在，可以在unidata.github.io/netcdf4 python）。
蒙特卡罗模拟
monte carlosmartpy附带的类套件为montecarlo模拟提供了各种选项。智能模型的参数空间可以使用拉丁超立方体采样（lhs）来探索所需的任何样本大小。在给定的仿真周期内完成采样后，可以在另一个仿真周期内使用total评估整套参数集的性能，或者，参数集可以根据其自身的性能，根据SmartPy计算的任何目标函数上的观察放电数据进行调整（使用glue区分行为和非行为参数集，或者使用best来保留预定义数量的最佳性能样本），并且可以在另一个模拟周期上评估得到的参数集子集。
并行计算
如果需要蒙特卡罗模拟，利用可用的计算机电源来减少运行时间是很重要的。个人电脑现在通常有几个处理器核心，可以用来并行运行智能模型的许多次运行（即同时运行），更不用说高性能集群了，并行计算的好处将更加显著。smartpy的montecarlo类使用spotpy包来访问并行运行模拟的简单方法。spotpy本身需要mpi4py来操作，这扩展适用于smartpy。因此，在使用montecarlo与parallel='mpi'一起使用之前，需要在您的计算机上安装消息传递接口（mpi）库（例如打开mpi）和mpi4py，还需要安装spotpy。任何montecarlo类都可以采用可选参数parallel，其默认值设置为'seq'（用于顺序计算），但如果您的设置允许，则可以设置为'mpi'（用于并行计算）。
版本历史记录
- 0.2.1[2019年8月24日]：常规增强功能
- 0.2.0[2018年11月16日]：速度提升使用新版SmartCPP的NT
- 0.1.4[2018年11月12日]：一般增强功能
- 0.1.3[2018年7月24日]：改进版本，用于蒙特卡洛模拟和并行计算
- 0.1.2[2018年7月18日]：版本无评估数据运行
- 0.1.1[2018年7月17日]：具有正确PYPI显示的版本
- 0.1.0[2018年7月17日]：smartpy的第一个版本
确认
该工具是在爱尔兰环境保护署（批准号2014-W-LS-5）的资助下开发的。
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