Présentation de l'outil
FlowForecast est une application qui permet de :
- Visualiser des données historiques de vos sources (débit et de pluie efficace)[1].
- Lancer des prédictions avec différents modèles prédictifs.
- Mettre à jour les modèles et les prévisions en ajoutant des nouvelles données historiques.
- Télécharger des les résultats (historiques et prédictions).
Historique
L'onglet Historique permet de consulter les données historiques au travers d'une visualisation
graphique des données journalières de débit et de pluie efficace.
- Le premier tableau Informations générales renseigne sur la quantité et la plage d'étendue des données historiques dans
la base.
- Le deuxième tableau Informations sur l'intervalle interagit avec le graphique pour apporter des informations sur l'intervalle sélectionné afin de résumer les différents données (débit, pluie, évapotranspiration, pluie efficace).
Il est possible de sélectionner l'intervalle de temps soit sur le graphique directement, soit à l'aide de l'outil de sélection de dates au-dessus de deuxième tableau.
Le téléchargement des données historiques est possible via le bouton de téléchargement. Selon la source et l'intervalle de temps sélectionnés, deux fichiers au format CSV. seront générés, un pour le débit et l'autre pour la météo (pluie, évapotranspiration, pluie efficace).
Prédiction moyen terme
L'onglet Prédiction moyen terme permet de visualiser les graphiques des données de débit historiques et prédites pour différents scénarios de prévisions météo moyen terme (haut, bas, médian)[2].
Le menu déroulant Modèle prédictif permet de choisir l'un des trois modèles prédictifs proposés[3].
Le tableau interagit avec le graphique pour apporter des informations sur l'intervalle sélectionné afin de résumer les différents données des différents scénarios de prévision.
Le bouton de téléchargement permet de récupérer les données de prédictions de tous les scénarios au format CSV.
Prédiction long terme
L'onglet Prédiction long terme, permet de visualiser les tendances long terme selon les scenarios climatiques de GIEC[4].
Le menu déroulant Modèle prédictif permet de choisir l'un des deux modèles prédictifs proposés[5].
Le bouton de téléchargement permet de récupérer les données de prédiction des trois scénarios au format CSV.
Espace Super-Utilisateur
L'espace super-utilisateur accessible depuis le bouton connexion (seulemnt avec des identifiants), débloque les options de chargement de données et de lancement des modèles prédictifs.
Chargement de données historiques
Pour le chargement de nouvelles données historiques dans la base de données, le bouton "Upload" permet de charger des
fichiers au format CSV.
Caractéristiques à respecter pour les fichiers chargés :
- Pas de temps : Journalier
- Format de date : JJ/MM/AAAA
- Jour manquant non autorisé
- Colonnes du fichier débit : date, débit [6]
- Colonnes du fichier météo : date, rr, etp [6]
Lancement de nouvelles prédictions
Pour lancer une nouvelle prédiction, sélectionner le modèle souhaité dans le menu déroulant Modèle prédictif et cliquer sur le bouton "Lancer une prédiction".
Cette action permettra de recaler le modèle grâce aux derniènes données téléchargées et de l'appliquer aux différents scénarios de prévision météo afin d'obtenir des prédictions à un an.
À noter que, pour chaque source, il faut relancer chaque modèle prédictif pour avoir les prédictions actualisées.
-
[1] : La pluie efficace PE par définition est égales à la différence entre les précipitations totales et l'évapotranspiration (PE=P-ETP quand il y a suffisament des précipitations pour satisfaire l'évapotranspiration, sinon PE = 0).
- [2] : Les scénarios météo de prévision moyen terme sont construits à partir des données historiques de météo depuis 2000.
Sur l'ensemble des années d'historiques, la pluie efficace est calculée pour chaque saison. Ainsi pour chaque saison on identifiera l'année avec la pluie efficace la plus basse, la plus haute et la médiane
Trois scénarios sont construits grâce à cet historique :
- Le scénario haut correspond à une année fictive dont la pluie efficace de chaque saison serait la plus haute observée sur l'historique
- Le scénario bas correspond à une année fictive dont la pluie efficace de chaque saison serait la plus basse observée sur l'historique
- Le scénario médian correspond à une année fictive dont la pluie efficace de chaque saison serait la valeur médiane observée sur l'historique
- [3] : Les modèles prédictifs pour la prévision moyen termes, se catégorisent en 3:
- Modèle Conceptuel : type modèle à réservoir, ici le modèle GR5J (Génie Rural à 5 paramètres Journaliers), c'est une modification du modèle GR4J développé par l'INRAE, plus d'informations sur : GR4J
- Modèle de Machine Learning : un Random Forest pour prédire les accroissement du débit pour le pas de temps suivant.
- Modèle Hybride : qui combine les deux autres modèles, un Random Forest qui prédit les résidus de GR5J.
- [4] : Les scénarios climatiques de GIEC(Groupe d'experts Intergouvernemental sur l'Evolution du Climat) sont des scénarios qui explorent le climat du futur dans le contexte de changement climatique. Trois scénarios ont été
utilisés pour les prédictions long termes :
- Un scénario sans politique climatique (correspond à un RCP8.5)
- Un scénario avec une politique climatique visant à stabiliser les concentrations en CO2 (correspond à un RCP4.5)
- Un scénario avec une politique climatique visant à faire baisser les concentrations en CO2 (correspond à un RCP2.6)
Plus d'informations sur ces scénarios climatiques sont disponible sur le site officiel de DRIAS : Scénarios Climatiques long terme.
- [5] : Les modèles prédictifs pour la prévision long termes sont deux modèles :
- Modèle Conceptuel : le modèle GR5J
- Modèle Hybride : qui prédit les résidus du GR5J. A noter que ce modèle peut prendre un peu de temps pour se lancer.
Le modèle de machine learning a été éliminer pour la prédiction long terme en raison de qualité des prévisions.
- [6] : Pour le fichier des données météo à charger dans l'outil, les colonnes doivent respecter les en-têtes : date pour les dates, rr pour la colonne de précipitations(en mm/jour), etp pour la colonne de l'évapotranspiration(en mm/jour), debit pour la colonne des débits (en m3/jour)
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