Ο Επίκουρος Καθηγητής της Σχολής Μηχανικών Ορυκτών Πόρων Εμμανουήλ Βαρουχάκης ανέλαβε για τη περίοδο 2022-2024 την προεδρία του τομέα υδροπληροφορικής της Ευρωπαϊκής Ένωσης Γεωεπιστημών (European Geosciences Union).
Η υδροπληροφορική έχει αναδειχθεί την τελευταία δεκαετία για να γίνει ένα αναγνωρισμένο και καθιερωμένο πεδίο ανεξάρτητης έρευνας στις υδρολογικές επιστήμες. Η υδροπληροφορική ασχολείται με την ανάπτυξη και την υδρολογική εφαρμογή της μαθηματικής μοντελοποίησης, της τεχνολογίας των πληροφοριών, της επιστήμης των συστημάτων και των εργαλείων υπολογιστικής νοημοσύνης. Παρέχει τα συστήματα υποστήριξης αποφάσεων που βασίζονται σε υπολογιστή και εισέρχονται τώρα όλο και περισσότερο στα γραφεία συμβούλων μηχανικών, αρχών ύδρευσης και κυβερνητικών υπηρεσιών. Τα εργαλεία για τη λήψη δεδομένων, τόσο σε μεγάλη κλίμακα όσο και σε κλίμακα milli, είναι τεράστια και εξακολουθούν να αναδύονται. Ως αποτέλεσμα, πρέπει να αντιμετωπίσουμε τις προκλήσεις των μαζικών δεδομένων: μεγάλα σύνολα δεδομένων, τόσο σε μέγεθος όσο και σε πολυπλοκότητα. Οι μέθοδοι και οι τεχνολογίες για το χειρισμό δεδομένων, την οπτικοποίηση και την απόκτηση γνώσης αναφέρονται όλο και πιο συχνά ως Επιστήμη Δεδομένων.
Ένα σημαντικό θέμα της ανάλυσης δεδομένων είναι η γεωστατιστική, η οποία είναι πιθανό να έχει μεγαλύτερο αντίκτυπο στο μέλλον - ειδικά καθώς οι ανάγκες τόσο για βραχυπρόθεσμο όσο και για μακροπρόθεσμο σχεδιασμό διαχείρισης των υδάτων και μετριασμό των ακραίων υδρολογικών φαινομένων (π.χ. ξηρασίες και πλημμύρες) αναμένεται να αυξηθούν. Αυτή η υποδιαίρεση ασχολείται με τις νέες και καινοτόμες γεωστατιστικές εφαρμογές στη χωρική μοντελοποίηση, τη χωροχρονική μοντελοποίηση, τη χωρική συλλογιστική και την εξόρυξη δεδομένων, τη χωρική δυναμική φυσικών γεγονότων (π.χ. μορφολογικές αλλαγές), τη γενίκευση και βελτιστοποίηση χωρικών μοντέλων, τη βελτιστοποίηση δικτύων παρακολούθησης και άλλα θέματα.
Ο στόχος αυτής της ενότητας είναι να παρέχει ένα ενεργό φόρουμ στο οποίο θα καταδειχθεί και θα συζητηθεί η ενσωμάτωση και η κατάλληλη εφαρμογή των αναδυόμενων υπολογιστικών τεχνολογιών σε ένα πλαίσιο υδρολογικής μοντελοποίησης και ανάλυσης δεδομένων. Τα θέματα ενδιαφέροντος αναμένεται να καλύψουν ένα ευρύ φάσμα θεωρητικών και πρακτικών δραστηριοτήτων που θα ενδιαφέρουν τους υδροεπιστήμονες και τους μηχανικούς νερού. Τα κύρια θέματα θα αφορούν τις ακόλουθες κατηγορίες μεθόδων και τεχνολογιών:
- Προγνωστικά και αναλυτικά μοντέλα βασισμένα στις μεθόδους της στατιστικής, της υπολογιστικής νοημοσύνης και της επιστήμης των δεδομένων: νευρωνικά δίκτυα, ασαφή συστήματα, διανυσματικές μηχανές υποστήριξης, γενετικός προγραμματισμός, κυτταρικά αυτόματα, θεωρία χάους κ.λπ.
- Μέθοδοι για την ανάλυση σύνθετων συνόλων δεδομένων, συμπεριλαμβανομένων των δεδομένων τηλεπισκόπησης: ανάλυση κύριων και ανεξάρτητων συνιστωσών, εξαγωγή χαρακτηριστικών, ανάλυση χρονοσειρών, πλήρωση δεδομένων, θεωρία πληροφοριών κ.λπ.
- Προηγμένες μέθοδοι ανάλυσης χρονοσειρών και δεδομένων και γεωστατιστική
- Συγκεκριμένες έννοιες και μέθοδοι της επιστήμης των μεγάλων δεδομένων και των δεδομένων, όπως η αραίωση δεδομένων, η συγχώνευση δεδομένων, η ενοποίηση πληροφοριών
- Μέθοδοι βελτιστοποίησης που σχετίζονται με ευρετικές διαδικασίες αναζήτησης: διάφοροι τύποι γενετικών και εξελικτικών αλγορίθμων, τυχαιοποιημένη και προσαρμοστική αναζήτηση, αποικία μυρμηγκιών, βελτιστοποίηση σμήνους σωματιδίων κ.λπ.
- Εφαρμογές ανάλυσης και βελτιστοποίησης συστημάτων σε υδατικούς πόρους
- Υβριδική μοντελοποίηση που περιλαμβάνει διαφορετικούς τύπους μοντέλων που βασίζονται τόσο σε διαδικασίες όσο και σε δεδομένα, συνδυασμός μοντέλων (πολλαπλών μοντέλων) κ.λπ.
- Αφομοίωση δεδομένων και μείωση μοντέλων σε ολοκληρωμένη μοντελοποίηση (συμπεριλαμβανομένης της αφομοίωσης δεδομένων πληθοπορισμού)
- Νέες μέθοδοι ανάλυσης της αβεβαιότητας και της ευαισθησίας του μοντέλου
- Κατάλληλες αρχιτεκτονικές λογισμικού για τη σύνδεση διαφορετικών τύπων μοντέλων και προελεύσεων δεδομένων
Οι εφαρμογές θα μπορούσαν να ανήκουν σε οποιονδήποτε τομέα της υδρολογίας ή των υδάτινων πόρων: μοντελοποίηση βροχόπτωσης-απορροής, πρόβλεψη ροής, μοντελοποίηση καθίζησης, ανάλυση συνόλων μετεωρολογικών και υδρολογικών δεδομένων, συνδέσεις μεταξύ αριθμητικής πρόγνωσης καιρού και υδρολογικών μοντέλων, βαθμονόμηση μοντέλων, αβεβαιότητα μοντέλου, βελτιστοποίηση υδατικών πόρων, γεωστατιστική κ.λπ.
