Channel planform geometry and slopes from freely available high-spatial resolution
imagery and DEM fusion: Implications for channel width scalings, erosion proxies,
and fluvial signatures in tectonically active landscapes
G. Burch Fisher et al., 2013, Geomorphology
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0169555X13002171
高解像度での川幅計算のアルゴリズム。
河道が分岐せず、比較的狭い範囲を対象としたアルゴリズム。
広域モデルへの応用は難しそう。
しかし、高解像度の河道位置を考慮した場合／しない場合の
河川勾配の計算に生じる誤差の計算は面白い。
全球モデルでももう少し精度が上がったら、
流路長さまで細かく検討する必要はありそうである。
あと、文章が非常に上手なので、考察とかを読むのが面白いです。
作文が好きなんだろうなぁ。
こんな論文を読んでいるくらいですので、
川幅の計算に関する研究がもうすぐ一区切りです。
経験式で川幅を求めるの、最初に全球モデルで使われてから
もう１５年くらいたってるから、そろそろ卒業しそうぜ！
＃
１年近く更新しておらず、ご指摘を受けたので、
ちょっとずつ再開しようかと思います。
ブリストルでの研究生活は順調に進んでおります。
Improving the stability of a simple formulation of the shallow water equations for 2-D flood modeling
Gusavo de Almeida, Paul Bates, Jim Freer, Maxime Souvignet
WATER RESOURCES RESEARCH, VOL. 48, W05528, 14 PP., 2012
WRR webpage
Key Points
- Solution of numerical instability reported in previous paper
- Proposal of a high-performance and robust formulation for flood propagation
==========
Bristol水文チームの同僚の論文。
洪水氾濫解析モデルにおける数値計算野安定化について。
こっちのPaul Bates先生が2010年に発表した、
St Venantの運動方程式から、加速度の移流項のみを無視する
「Inertial Equation」について議論。
拡散波方程式に加速度の慣性項を加えることで、
式は複雑になるのに計算速度は早くなるというアイデアの
「Inertial Equation」は、摩擦が少ない条件下で不安定だった。
そこで、摩擦ゼロを仮定して運動方程式を変形していって、
不安定の原因を突き止め、数学的に安定なスキームを導入した。
という、自分から見るとかなりカッコよい研究。
基本的に差分化したときに衝撃波と膨張波が発生するのを、
誤差に拡散項を含むように工夫することで、
数値振動を抑えることができる（らしい、勉強不足）。
==========
とりあえず、相談して自分の氾濫モデルにも導入してみます。
ちょっと条件が違うけど・・・できるかな？
しかし、ブリストルに転勤して数ヶ月で問題解決、論文化したとか。
やっぱり数値計算の専門家はすごいわ。
Gusavo de Almeida, Paul Bates, Jim Freer, Maxime Souvignet
WATER RESOURCES RESEARCH, VOL. 48, W05528, 14 PP., 2012
WRR webpage
Key Points
- Solution of numerical instability reported in previous paper
- Proposal of a high-performance and robust formulation for flood propagation
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Bristol水文チームの同僚の論文。
洪水氾濫解析モデルにおける数値計算野安定化について。
こっちのPaul Bates先生が2010年に発表した、
St Venantの運動方程式から、加速度の移流項のみを無視する
「Inertial Equation」について議論。
拡散波方程式に加速度の慣性項を加えることで、
式は複雑になるのに計算速度は早くなるというアイデアの
「Inertial Equation」は、摩擦が少ない条件下で不安定だった。
そこで、摩擦ゼロを仮定して運動方程式を変形していって、
不安定の原因を突き止め、数学的に安定なスキームを導入した。
という、自分から見るとかなりカッコよい研究。
基本的に差分化したときに衝撃波と膨張波が発生するのを、
誤差に拡散項を含むように工夫することで、
数値振動を抑えることができる（らしい、勉強不足）。
==========
とりあえず、相談して自分の氾濫モデルにも導入してみます。
ちょっと条件が違うけど・・・できるかな？
しかし、ブリストルに転勤して数ヶ月で問題解決、論文化したとか。
やっぱり数値計算の専門家はすごいわ。
NASAの新規衛星ミッション「SWOT」のワークショップに参加するため
アメリカはNorth Calorina大学に来ています。
SWOT Discharge Algorithm
次世代衛星高度計SWOT:Surface Water and Ocean Topographyは
Swath Altimeterを使って水面標高を２次元的に高解像度で計測するのが特徴。
過去の１次元的に計測するNadir Altimeterとは、
観測できる情報の量も精度も格段に違うので、
この衛星があれば何ができるのか、２０１９年の打ち上げ前に、
みんなで色々なアルゴリズムを考えているところです。
今回は、Manningの式に基づいた河川流量の推計に必要な
河道断面情報などを衛星観測からどのように導くかが議論の中心。
観測では直接見えない変数を、いろいろな仮定から導くのは楽しい。
自分はモデル（＋データ同化）の人なので、ちょっとアプローチが違うのですが、
有益な情報が得られるのでとても面白い。
ちなみに参加人数は１５人。自分以外はみんな白人です。
アジアの力を見せつけるために頑張らなくては。
アメリカではこういった少人数ワークショップで研究を進めるのかとおもいきや、
主催者いわく、このスタイルは初めての試みとのこと。
いろいろと勉強になります。
アメリカはNorth Calorina大学に来ています。
SWOT Discharge Algorithm
次世代衛星高度計SWOT:Surface Water and Ocean Topographyは
Swath Altimeterを使って水面標高を２次元的に高解像度で計測するのが特徴。
過去の１次元的に計測するNadir Altimeterとは、
観測できる情報の量も精度も格段に違うので、
この衛星があれば何ができるのか、２０１９年の打ち上げ前に、
みんなで色々なアルゴリズムを考えているところです。
今回は、Manningの式に基づいた河川流量の推計に必要な
河道断面情報などを衛星観測からどのように導くかが議論の中心。
観測では直接見えない変数を、いろいろな仮定から導くのは楽しい。
自分はモデル（＋データ同化）の人なので、ちょっとアプローチが違うのですが、
有益な情報が得られるのでとても面白い。
ちなみに参加人数は１５人。自分以外はみんな白人です。
アジアの力を見せつけるために頑張らなくては。
アメリカではこういった少人数ワークショップで研究を進めるのかとおもいきや、
主催者いわく、このスタイルは初めての試みとのこと。
いろいろと勉強になります。
Integrating remote sensing data with flood inundation models: how far have we got?
Paul D Bates
Hydrological Processes: Article first published online: 24 MAY 2012
DOI: 10.1002/hyp.9374
article link
====================
６月からボスになるBristol大学のPaul Bates先生の意見論文。
リモセンデータを洪水氾濫モデルに活用する、という研究が
ここ数年でどのように進歩したかをまとめてある。
ここお数年の新しい衛星データとしてあげられるのは
LiDARによる高解像度の地形データとか
InSARとかによる全球高解像度の氾濫域マップ。
自分にとっては当たり前に存在していたものだが、
レビューをたどるとそれらが登場したことで、
どのように研究が進展したかが分かる。
ちょっとジェネレーション・ギャップを感じるが（笑）
モデル側の進展では、自分がもってる感想とほぼ一緒。
計算機の大型化とGPGPUなどのプログラミング技術の進歩で、
計算効率はかなり向上した。
しかし、現実世界の洪水を相手にするには、
モデルの物理を複雑にするよりも、
高精度な地形データが手に入るか？のほうが重要である。
とくにGlobal規模ではデータの整備状況がまだまだだし。
解決すべき課題が共有できているようでよかったです。
Paul D Bates
Hydrological Processes: Article first published online: 24 MAY 2012
DOI: 10.1002/hyp.9374
article link
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６月からボスになるBristol大学のPaul Bates先生の意見論文。
リモセンデータを洪水氾濫モデルに活用する、という研究が
ここ数年でどのように進歩したかをまとめてある。
ここお数年の新しい衛星データとしてあげられるのは
LiDARによる高解像度の地形データとか
InSARとかによる全球高解像度の氾濫域マップ。
自分にとっては当たり前に存在していたものだが、
レビューをたどるとそれらが登場したことで、
どのように研究が進展したかが分かる。
ちょっとジェネレーション・ギャップを感じるが（笑）
モデル側の進展では、自分がもってる感想とほぼ一緒。
計算機の大型化とGPGPUなどのプログラミング技術の進歩で、
計算効率はかなり向上した。
しかし、現実世界の洪水を相手にするには、
モデルの物理を複雑にするよりも、
高精度な地形データが手に入るか？のほうが重要である。
とくにGlobal規模ではデータの整備状況がまだまだだし。
解決すべき課題が共有できているようでよかったです。
High-resolution mapping of the world's reservoirs and dams for sustainable river-flow management
Lehner et al.,
Ecology and the Environment 9: 494–502
Webpage
=====================
Despite the recognized importance of reservoirs and dams, global datasets describing their characteristics and geographical distribution are largely incomplete. To enable advanced assessments of the role and effects of dams within the global river network and to support strategies for mitigating ecohydrological and socioeconomic costs, we introduce here the spatially explicit and hydrologically linked Global Reservoir and Dam database (GRanD). As of early 2011, GRanD contains information regarding 6862 dams and their associated reservoirs, with a total storage capacity of 6197 km3. On the basis of these records, we estimate that about 16.7 million reservoirs larger than 0.01 ha – with a combined storage capacity of approximately 8070 km3 – may exist worldwide, increasing Earth's terrestrial surface water area by more than 305 000 km2. We find that 575 900 river kilometers, or 7.6% of the world's rivers with average flows above 1 cubic meter per second (m3 s－1), are affected by a cumulative upstream reservoir capacity that exceeds 2% of their annual flow; the impact is highest for large rivers with average flows above 1000 m3 s－1, of which 46.7% are affected. Finally, a sensitivity analysis suggests that smaller reservoirs have substantial impacts on the spatial extent of flow alterations despite their minor role in total reservoir capacity.
====================
全球高解像度の水文地形データ：HydroSHEDS
の開発を行なっているLehner博士の論文。
かなり小さなサイズのダムと貯水池まで考慮して
全球高解像度のデータベース：GRanDを作成したとの報告。
高解像度という利点を生かして、
かなり細かく現実的な河道網にたいして
アセスメント出来るのが強み。
とくに、ダム容量／年流量で計算した
Degree of Regulationという指標が面白い。
水文データベースではLehner氏のHydroSHEDSが
ほぼデフォルトとなりつつあるようで、
このチームが発信する情報には
耳を傾けておいたほうが良さそう。
※
しばらく更新をサボっていましたが復活します。
今後も面白い論文の発信などを行なっていきます
Lehner et al.,
Ecology and the Environment 9: 494–502
Webpage
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Despite the recognized importance of reservoirs and dams, global datasets describing their characteristics and geographical distribution are largely incomplete. To enable advanced assessments of the role and effects of dams within the global river network and to support strategies for mitigating ecohydrological and socioeconomic costs, we introduce here the spatially explicit and hydrologically linked Global Reservoir and Dam database (GRanD). As of early 2011, GRanD contains information regarding 6862 dams and their associated reservoirs, with a total storage capacity of 6197 km3. On the basis of these records, we estimate that about 16.7 million reservoirs larger than 0.01 ha – with a combined storage capacity of approximately 8070 km3 – may exist worldwide, increasing Earth's terrestrial surface water area by more than 305 000 km2. We find that 575 900 river kilometers, or 7.6% of the world's rivers with average flows above 1 cubic meter per second (m3 s－1), are affected by a cumulative upstream reservoir capacity that exceeds 2% of their annual flow; the impact is highest for large rivers with average flows above 1000 m3 s－1, of which 46.7% are affected. Finally, a sensitivity analysis suggests that smaller reservoirs have substantial impacts on the spatial extent of flow alterations despite their minor role in total reservoir capacity.
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全球高解像度の水文地形データ：HydroSHEDS
の開発を行なっているLehner博士の論文。
かなり小さなサイズのダムと貯水池まで考慮して
全球高解像度のデータベース：GRanDを作成したとの報告。
高解像度という利点を生かして、
かなり細かく現実的な河道網にたいして
アセスメント出来るのが強み。
とくに、ダム容量／年流量で計算した
Degree of Regulationという指標が面白い。
水文データベースではLehner氏のHydroSHEDSが
ほぼデフォルトとなりつつあるようで、
このチームが発信する情報には
耳を傾けておいたほうが良さそう。
※
しばらく更新をサボっていましたが復活します。
今後も面白い論文の発信などを行なっていきます