Identifiability analysis: towards constrained equifinality and reduced uncertainty in a conceptual model

Muñoz E; Rivera D.; Vergara, F.; Tume, P; Arumi, JL.


Different sets of parameters and conceptualizations of a basin can give equally good results in terms of predefined objective functions. Therefore, a need exists to tackle equifinality and quantify the uncertainty bands of a model. In this paper we use the concepts of equifinality, identifiability and uncertainty to propose a simple method aimed at constraining the equifinal parameters and reducing the uncertainty bands of model outputs, and obtaining physically possible and reasonable models. Additionally, the uncertainty of equifinal solutions is quantified to estimate the amount by which output uncertainty can be reduced by knowing how to discard most of the equifinal solutions of a model. As a study case, a conceptual model of the Chillan basin in Chile is carried out. From the study it is concluded that using identifiability analysis makes it possible to constrain equifinal solutions with reduced uncertainty and realistic models, resulting in a framework that can be recommended to practitioners, especially due to the simplicity of the method. Analyse d'identifiabilite : vers une equifinalite contrainte et une reduction de l'incertitude en modelisation conceptuelleResume Differents jeux de parametres et differentes conceptualisations d'un bassin peuvent donner des resultats de qualite equivalente en termes de fonctions-objectif predefinies. Par consequent, il est necessaire de s'interesser a cette equivalence et de quantifier les marges d'incertitude d'un modele. Dans cet article, nous utilisons les concepts d'equivalence, d'identifiabilite et d'incertitude pour proposer une methode simple visant a contraindre les parametres equivalents, a reduire les marges d'incertitude des sorties du modele, et a obtenir des modeles physiquement possibles et raisonnables. En outre, l'incertitude de solutions equivalentes est quantifiee pour estimer dans quelle mesure l'incertitude de sortie peut etre reduite en sachant comment rejeter la plupart des solutions equivalentes d'un modele. Comme etude de cas, nous avons construit un modele conceptuel du bassin du Chillan au Chili. De cette etude, nous concluons que l'utilisation de l'analyse d'identifiabilite permet de contraindre les solutions equivalentes avec une incertitude reduite et des modeles realistes, ce qui definit un cadre pouvant etre recommande aux praticiens, en particulier en raison de la simplicite de la methode.

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Título según WOS: Identifiability analysis: towards constrained equifinality and reduced uncertainty in a conceptual model
Título según SCOPUS: Identifiability analysis: Towards constrained equifinality and reduced uncertainty in a conceptual model [Analyse d’identifiabilité: Vers une équifinalité contrainte et une réduction de l’incertitude en modélisation conceptuelle]
Volumen: 59
Número: 9
Fecha de publicación: 2014
Página de inicio: 1690
Página final: 1703
Idioma: English