Implementation of fast and extensible landscape evolution models
In geomorphology as well as in many other areas of scientific research, the growing use of computer programs, notably for running simulations, is affected by issues of reproducibility and reusability. In these areas, a lot of numerical experimentation often leads to full-featured model implementations with complex codes and interfaces that become hard to maintain. Following good software engineering practices, we try to overcome these issues by providing a common,generic framework for building computational models and running simulations. This framework encourages model creation or extension using a fine-grained modular approach, which is suited for development of scalable implementations and which leaves much room for experimentation. Highly connected to the Python scientific ecosystem,this software is also designed to increase interactivity. We use the framework to implement a set of efficient algorithms (FastScape) into versatile models of landscape evolution that will potentially include many different erosion processes (e.g., bedrock river incision, hillslope erosion, marine transport and sedimentation, glacial erosion, etc.) and their control by climate or tectonic factors.

Project investigators: Dr. Benoît Bovy and Prof. Jean Braun

Collaborators: open to external contributions (open-source software)
 

Implementierung schneller und erweiterbarer Landschaftsentwicklungsmodelle.

In der Geomorphologie sowie in vielen anderen Bereichen der wissenschaftlichen Forschung wird der zunehmende Einsatz von Computerprogrammen, insbesondere für die Durchführung von Simulationen, durch Probleme der Reproduzierbarkeit und Wiederverwendbarkeit beeinträchtigt. In diesen Bereichen führen zahlreiche numerische Experimente oft zu voll funktionsfähigen Modellimplementierungen mit komplexen Codes und Schnittstellen, die schwer zu warten sind. Gemäß bewährten Verfahren der Softwareentwicklung versuchen wir, diese Probleme zu überwinden, indem wir einen gemeinsamen, generischen Rahmen für die Erstellung von Rechenmodellen und die Durchführung von Simulationen bereitstellen. Dieser Rahmen fördert die Erstellung oder Erweiterung von Modellen mithilfe eines feinkörnigen modularen Ansatzes, der sich für die Entwicklung skalierbarer Implementierungen eignet und viel Raum für Experimente lässt. Diese Software ist eng mit dem wissenschaftlichen Ökosystem von Python verbunden und wurde auch entwickelt, um die Interaktivität zu erhöhen. Wir verwenden das Framework, um eine Reihe effizienter Algorithmen (FastScape) in vielseitige Modelle der Landschaftsentwicklung zu implementieren, die potenziell viele verschiedene Erosionsprozesse (z. B. Einschneiden von Flüssen in das Grundgestein, Erosion von Hängen, Transport und Sedimentation im Meer, Gletschererosion usw.) und deren Steuerung durch klimatische oder tektonische Faktoren umfassen.

Projektforscher: Dr. Benoît Bovy und Prof. Jean Braun

Mitarbeiter: offen für externe Beiträge (Open-Source-Software)