PEST++：水利参数自动优化利器——DE算法与文件准备详解

PEST++是一款由美国地质调查局资助，由Welter等人在2009年基于PEST参数自动率定程序发展而来的高级水文学和环境保护专用的非嵌入式参数率定工具。它主要针对水利和环境工作者设计，用于模型参数的自动优化，特别是那些需要高度参数化反演和全局优化的情况。PEST++的核心优势在于它的易用性和功能扩展，它采用了Gauss-Marquardt-Levenberg算法，并结合了逆海森方法和最速下降法，能够在有限的模型运行次数内提供最优参数结果。 PEST++的主要特点包括： 1. **全局优化**：借助差分进化算法DE（Differential Evolution），PEST++能够执行高效的全局搜索，确保找到模型参数的最佳组合。 2. **自动奇异值分解**：在反演过程中，当需要时，该程序会自动使用奇异值分解技术来辅助，提高了求解精度。 3. **文件管理**：PEST++依赖于特定的输入文件，如模板文件、指令文件、控制文件、参数文件和实测值文件等，这些文件均需遵循ASCII格式。参数文件允许设置参数类型（固定、对数、绑定等）、初始值范围，以及与其他参数的关联关系。 4. **模板文件**：每种模型输入文件都有对应的模板文件，通过替换模板中的待率定参数为参数名和标识符，帮助程序自动生成输入文件。 5. **命令行脚本**：PEST++使用命令行文件作为批处理脚本，包括模型程序、时间序列处理程序、控制文件和关键字，用于管理和控制整个参数优化过程。 6. **时间序列处理**：时间序列控制文件负责处理模型模拟结果与实测数据的一致性，支持自动生成控制文件和指令文件，同时支持用户定义的数据块和日期格式设置。 7. **读取数据**：程序能够读取模拟值和实测值，分别来自指定的文件，通过站点标识符和系列名进行区分，并允许用户自定义时间范围。 PEST++是一款强大的模型参数优化工具，它的使用极大地提升了模型参数估计的效率和准确性，特别适合在复杂的水利工程和环境研究中进行高效、自动化的参数调整。然而，由于版权和使用限制，它仅适用于学习和交流目的，商业用途是被禁止的。