Parameter estimation has a high importance in the geosciences. The ensemble Kalman filter (EnKF) allows parameter estimation for large, time-dependent systems. For large systems, the EnKF is applied using small ensembles, which may lead to spurious correlations and, ultimately, to filter divergence. We present a thorough evaluation of the pilot point ensemble Kalman filter (PP-EnKF), a variant of the ensemble Kalman filter for parameter estimation. In this evaluation, we explicitly state the update equations of the PP-EnKF, discuss the differences of this update equation compared to the update equations of similar EnKF methods, and perform an extensive performance comparison. The performance of the PP-EnKF is tested and compared to the performance of seven other EnKF methods in two model setups, a tracer setup and a well setup. In both setups, the PP-EnKF performs well, ranking better than the classical EnKF. For the tracer setup, the PP-EnKF ranks third out of eight methods. At the same time, the PP-EnKF yields estimates of the ensemble variance that are close to EnKF results from a very large-ensemble reference, suggesting that it is not affected by underestimation of the ensemble variance. In a comparison of the ensemble variances, the PP-EnKF ranks first and third out of eight methods. Additionally, for the well model and ensemble size 50, the PP-EnKF yields correlation structures significantly closer to a reference than the classical EnKF, an indication of the method's skill to suppress spurious correlations for small ensemble sizes.
翻译:参数估测在地球科学中具有高度重要性 。 整体 Kalman 过滤器( EnKF) 允许对大型、 时间独立的系统进行参数估测 。 对于大型系统, EnKF 使用小型组合,这可能导致虚假的关联,并最终过滤差异。 我们对试验点 组合 Kalman 过滤器( PP- EnKF) 的变异性进行了全面评估。 在本次评估中, 我们明确说明了 PP- EnKF 的更新方程式, 讨论了该更新方程与类似 EnKF 方法更新方程的对比差异, 并进行了广泛的性能比较。 PP- EKF 的性能测试, 与另外七种 EKF 方法的性能对比, 追踪器设置和设置。 在两种设置中, PP- EnK F 的表现优于古典 EKF 的排名第一级, 在追踪器设置中, PP- EnF 排序第三级, 在八种更新方 方法下, 预估测K 的 Rent 的 Ral- kdeal, 排序, 排序, 排序 排序 排序 至 排序, 级的 Ruplight 、 和 EQlight 等值 的 的 Reck 、 等值的 、 等价 等值的 指 K- k 的 的 的 的 的 等的 的 的 、 、 、 、 、 和 等的 等的 等的 等的 等的 、 等的 等的 、 、 、 、 、 、 等值的 、 、 K- k- 、 K- k- 、 的 等的 、 、 、 、 、 、 、 、 等的 等的 等的 、 等的 、 、 、 、 等值的 、 、 等的 等的 、 、 等值的 等的 等的 等的 等的 等的 、 、 等的 等的 等的 和 等值的 等的 等的 、 等的 等的 、