Flood models inform strategic disaster management by simulating the spatiotemporal hydrodynamics of flooding. While physics-based numerical flood models are accurate, their substantial computational cost limits their use in operational settings where rapid predictions are essential. Models designed with graph neural networks (GNNs) provide both speed and accuracy while having the ability to process unstructured spatial domains. Given its flexible input and architecture, GNNs can be leveraged alongside physics-informed techniques with ease, significantly improving interpretability and generalizability. We introduce a novel flood GNN architecture, DUALFloodGNN, which embeds physical constraints at both global and local scales through explicit loss terms. The model jointly predicts water volume at nodes and flow along edges through a shared message-passing framework. To improve performance for autoregressive inference, model training is conducted with a multi-step loss enhanced with dynamic curriculum learning. Compared with standard GNN architectures and state-of-the-art GNN flood models, DUALFloodGNN achieves substantial improvements in predicting multiple hydrologic variables (e.g., water volume, flow, and depth) while maintaining high computational efficiency. The model is open sourced at https://github.com/acostacos/dual_flood_gnn. The dataset is open sourced at https://hdl.handle.net/2123/35293 with the DOI 10.25910/9xav-0s86.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

ACM/IEEE第23届模型驱动工程语言和系统国际会议,是模型驱动软件和系统工程的首要会议系列,由ACM-SIGSOFT和IEEE-TCSE支持组织。自1998年以来,模型涵盖了建模的各个方面,从语言和方法到工具和应用程序。模特的参加者来自不同的背景,包括研究人员、学者、工程师和工业专业人士。MODELS 2019是一个论坛,参与者可以围绕建模和模型驱动的软件和系统交流前沿研究成果和创新实践经验。今年的版本将为建模社区提供进一步推进建模基础的机会,并在网络物理系统、嵌入式系统、社会技术系统、云计算、大数据、机器学习、安全、开源等新兴领域提出建模的创新应用以及可持续性。 官网链接:http://www.modelsconference.org/
【新书】基于物理的模拟
专知会员服务
23+阅读 · 2025年7月25日
概率图模型体系:HMM、MEMM、CRF
机器学习研究会
30+阅读 · 2018年2月10日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
26+阅读 · 2018年2月27日
VIP会员
最新内容
《通过小型无人机系统将情报能力“作战化”》
消耗优势:美军的“精确规模化”概念
专知会员服务
8+阅读 · 6月15日
《离线语言支持系统:面向空战战术决策》
专知会员服务
8+阅读 · 6月15日
相关VIP内容
【新书】基于物理的模拟
专知会员服务
23+阅读 · 2025年7月25日
相关资讯
概率图模型体系:HMM、MEMM、CRF
机器学习研究会
30+阅读 · 2018年2月10日
相关基金
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员