Salome HOME
Rewriting and completing reference documentation ([DocR]
[modules/adao.git] / doc / en / examples.rst
1 ..
2    Copyright (C) 2008-2014 EDF R&D
3
4    This file is part of SALOME ADAO module.
5
6    This library is free software; you can redistribute it and/or
7    modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
8    License as published by the Free Software Foundation; either
9    version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
10
11    This library is distributed in the hope that it will be useful,
12    but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
13    MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
14    Lesser General Public License for more details.
15
16    You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
17    License along with this library; if not, write to the Free Software
18    Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307 USA
19
20    See http://www.salome-platform.org/ or email : webmaster.salome@opencascade.com
21
22    Author: Jean-Philippe Argaud, jean-philippe.argaud@edf.fr, EDF R&D
23
24 .. _section_examples:
25
26 ================================================================================
27 **[DocU]** Tutorials on using the ADAO module
28 ================================================================================
29
30 .. |eficas_new| image:: images/eficas_new.png
31    :align: middle
32    :scale: 50%
33 .. |eficas_save| image:: images/eficas_save.png
34    :align: middle
35    :scale: 50%
36 .. |eficas_saveas| image:: images/eficas_saveas.png
37    :align: middle
38    :scale: 50%
39 .. |eficas_yacs| image:: images/eficas_yacs.png
40    :align: middle
41    :scale: 50%
42
43 This section presents some examples on using the ADAO module in SALOME. The
44 first one shows how to build a simple data assimilation case defining explicitly
45 all the required input data through the GUI. The second one shows, on the same
46 case, how to define input data using external sources through scripts. We
47 describe here always Python scripts because they can be directly inserted in
48 YACS script nodes, but external files can use other languages.
49
50 The mathematical notations used afterward are explained in the section
51 :ref:`section_theory`.
52
53 Building an estimation case with explicit data definition
54 ---------------------------------------------------------
55
56 This simple example is a demonstration one, and describes how to set a BLUE
57 estimation framework in order to get the *fully weighted least square estimated
58 state* of a system from an observation of the state and from an *a priori*
59 knowledge (or background) of this state. In other words, we look for the
60 weighted middle between the observation and the background vectors. All the
61 numerical values of this example are arbitrary.
62
63 Experimental setup
64 ++++++++++++++++++
65
66 We choose to operate in a 3-dimensional space. 3D is chosen in order to restrict
67 the size of numerical object to explicitly enter by the user, but the problem is
68 not dependent of the dimension and can be set in dimension 10, 100, 1000... The
69 observation :math:`\mathbf{y}^o` is of value 1 in each direction, so::
70
71     Yo = [1 1 1]
72
73 The background state :math:`\mathbf{x}^b`, which represent some *a priori*
74 knowledge or a mathematical regularization, is of value of 0 in each direction,
75 which is::
76
77     Xb = [0 0 0]
78
79 Data assimilation requires information on errors covariances :math:`\mathbf{R}`
80 and :math:`\mathbf{B}`, respectively for observation and background variables.
81 We choose here to have uncorrelated errors (that is, diagonal matrices) and to
82 have the same variance of 1 for all variables (that is, identity matrices). We
83 set::
84
85     B = R = [1 0 0 ; 0 1 0 ; 0 0 1]
86
87 Last, we need an observation operator :math:`\mathbf{H}` to convert the
88 background value in the space of observation values. Here, because the space
89 dimensions are the same, we can choose the identity as the observation
90 operator::
91
92     H = [1 0 0 ; 0 1 0 ; 0 0 1]
93
94 With such choices, the "Best Linear Unbiased Estimator" (BLUE) will be the
95 average vector between :math:`\mathbf{y}^o` and :math:`\mathbf{x}^b`, named the
96 *analysis*, denoted by :math:`\mathbf{x}^a`, and its value is::
97
98     Xa = [0.5 0.5 0.5]
99
100 As an extension of this example, one can change the variances represented by
101 :math:`\mathbf{B}` or :math:`\mathbf{R}` independently, and the analysis
102 :math:`\mathbf{x}^a` will move to :math:`\mathbf{y}^o` or to
103 :math:`\mathbf{x}^b`, in inverse proportion of the variances in
104 :math:`\mathbf{B}` and :math:`\mathbf{R}`. As an other extension, it is also
105 equivalent to search for the analysis thought a BLUE algorithm or a 3DVAR one.
106
107 Using the graphical interface (GUI) to build the ADAO case
108 ++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
109
110 First, you have to activate the ADAO module by choosing the appropriate module
111 button or menu of SALOME, and you will see:
112
113   .. _adao_activate2:
114   .. image:: images/adao_activate.png
115     :align: center
116     :width: 100%
117   .. centered::
118     **Activating the module ADAO in SALOME**
119
120 Choose the "*New*" button in this window. You will directly get the EFICAS
121 interface for variables definition, along with the SALOME "*Object browser*".
122 You can then click on the "*New*" button |eficas_new| to create a new ADAO case,
123 and you will see:
124
125   .. _adao_viewer:
126   .. image:: images/adao_viewer.png
127     :align: center
128     :width: 100%
129   .. centered::
130     **The EFICAS editor for cases definition in module ADAO**
131
132 Then, fill in the variables to build the ADAO case by using the experimental set
133 up described above. All the technical information given above will be directly
134 inserted in the ADAO case definition, by using the *String* type for all the
135 variables. When the case definition is ready, save it to a "*JDC (\*.comm)*"
136 native file somewhere in your path. Remember that other files will be also
137 created near this first one, so it is better to make a specific directory for
138 your case, and to save the file inside. The name of the file will appear in the
139 "*Object browser*" window, under the "*ADAO*" menu. The final case definition
140 looks like this:
141
142   .. _adao_jdcexample01:
143   .. image:: images/adao_jdcexample01.png
144     :align: center
145     :width: 100%
146   .. centered::
147     **Definition of the experimental setup chosen for the ADAO case**
148
149 To go further, we need now to generate the YACS scheme from the ADAO case
150 definition. In order to do that, right click on the name of the file case in the
151 "*Object browser*" window, and choose the "*Export to YACS*" sub-menu (or the
152 "*Export to YACS*" button |eficas_yacs|) as below:
153
154   .. _adao_exporttoyacs00:
155   .. image:: images/adao_exporttoyacs.png
156     :align: center
157     :scale: 75%
158   .. centered::
159     **"Export to YACS" sub-menu to generate the YACS scheme from the ADAO case**
160
161 This command will generate the YACS scheme, activate YACS module in SALOME, and
162 open the new scheme in the GUI of the YACS module [#]_. After eventually
163 reordering the nodes by using the "*arrange local nodes*" sub-menu of the YACS
164 graphical view of the scheme, you get the following representation of the
165 generated ADAO scheme:
166
167   .. _yacs_generatedscheme:
168   .. image:: images/yacs_generatedscheme.png
169     :align: center
170     :width: 100%
171   .. centered::
172     **YACS generated scheme from the ADAO case**
173
174 After that point, all the modifications, executions and post-processing of the
175 data assimilation scheme will be done in the YACS module. In order to check the
176 result in a simple way, we create here a new YACS node by using the "*in-line
177 script node*" sub-menu of the YACS graphical view, and we name it
178 "*PostProcessing*".
179
180 This script node will retrieve the data assimilation analysis from the
181 "*algoResults*" output port of the computation bloc (which gives access to a
182 SALOME Python Object), and will print it on the standard output. 
183
184 To obtain this, the in-line script node need to have an input port of type
185 "*pyobj*", named "*results*" for example, that have to be linked graphically to
186 the "*algoResults*" output port of the computation bloc. Then, the code to fill
187 in the script node is::
188
189     Xa = results.ADD.get("Analysis")[-1]
190
191     print
192     print "Analysis =",Xa
193     print
194
195 The augmented YACS scheme can be saved (overwriting the generated scheme if the
196 "*Save*" command or button are used, or with a new name through the "*Save as*"
197 command). Ideally, the implementation of such post-processing procedure can be
198 done in YACS to test, and then entirely saved in one Python script that can be
199 integrated in the ADAO case by using the keyword "*UserPostAnalysis*".
200
201 Then, classically in YACS, the scheme have to be compiled for run, and then
202 executed. After completion, the printing on standard output is available in the
203 "*YACS Container Log*", obtained through the right click menu of the "*proc*"
204 window in the YACS scheme as shown below:
205
206   .. _yacs_containerlog:
207   .. image:: images/yacs_containerlog.png
208     :align: center
209     :width: 100%
210   .. centered::
211     **YACS menu for Container Log, and dialog window showing the log**
212
213 We verify that the result is correct by checking that the log dialog window
214 contains the following line::
215
216     Analysis = [0.5, 0.5, 0.5]
217
218 as shown in the image above.
219
220 As a simple extension of this example, one can notice that the same problem
221 solved with a 3DVAR algorithm gives the same result. This algorithm can be
222 chosen at the ADAO case building step, before entering in YACS step. The
223 ADAO 3DVAR case will look completely similar to the BLUE algorithmic case, as
224 shown by the following figure:
225
226   .. _adao_jdcexample02:
227   .. image:: images/adao_jdcexample02.png
228     :align: center
229     :width: 100%
230   .. centered::
231     **Defining an ADAO 3DVAR case looks completely similar to a BLUE case**
232
233 There is only one command changing, with "*3DVAR*" value in the "*Algorithm*"
234 field instead of "*Blue*".
235
236 Building an estimation case with external data definition by scripts
237 --------------------------------------------------------------------
238
239 It is useful to get parts or all of the data from external definition, using
240 Python script files to provide access to the data. As an example, we build here
241 an ADAO case representing the same experimental setup as in the above example
242 `Building an estimation case with explicit data definition`_, but using data
243 from a single one external Python script file.
244
245 First, we write the following script file, using conventional names for the
246 required variables. Here, all the input variables are defined in the same
247 script, but the user can choose to split the file in several ones, or to mix
248 explicit data definition in the ADAO GUI and implicit data definition by
249 external files. The present script file looks like::
250
251     import numpy
252     #
253     # Definition of the Background as a vector
254     # ----------------------------------------
255     Background = [0, 0, 0]
256     #
257     # Definition of the Observation as a vector
258     # -----------------------------------------
259     Observation = "1 1 1"
260     #
261     # Definition of the Background Error covariance as a matrix
262     # ---------------------------------------------------------
263     BackgroundError = numpy.array([[1., 0., 0.], [0., 1., 0.], [0., 0., 1.]])
264     #
265     # Definition of the Observation Error covariance as a matrix
266     # ----------------------------------------------------------
267     ObservationError = numpy.matrix("1 0 0 ; 0 1 0 ; 0 0 1")
268     #
269     # Definition of the Observation Operator as a matrix
270     # --------------------------------------------------
271     ObservationOperator = numpy.identity(3)
272
273 The names of the Python variables above are mandatory, in order to define the
274 right case variables, but the Python script can be bigger and define classes,
275 functions, file or database access, etc. with other names. Moreover, the above
276 script shows different ways to define arrays and matrices, using list, string
277 (as in Numpy or Octave), Numpy array type or Numpy matrix type, and Numpy
278 special functions. All of these syntax are valid.
279
280 After saving this script in a file (named here "*script.py*" for the example)
281 somewhere in your path, we use the graphical interface (GUI) to build the ADAO
282 case. The procedure to fill in the case is similar to the previous example
283 except that, instead of selecting the "*String*" option for the "*FROM*" keyword
284 of each variable, we select the "*Script*" one. This leads to a
285 "*SCRIPT_DATA/SCRIPT_FILE*" entry in the graphical tree, allowing to choose a
286 file as:
287
288   .. _adao_scriptentry01:
289   .. image:: images/adao_scriptentry01.png
290     :align: center
291     :width: 100%
292   .. centered::
293     **Defining an input value using an external script file**
294
295 Other steps and results are exactly the same as in the `Building an estimation
296 case with explicit data definition`_ previous example.
297
298 In fact, this script methodology is the easiest way to retrieve data from
299 in-line or previous calculations, from static files, from database or from
300 stream, all of them inside or outside of SALOME. It allows also to modify easily
301 some input data, for example for debug purpose or for repetitive execution
302 process, and it is the most versatile method in order to parametrize the input
303 data. **But be careful, script methodology is not a "safe" procedure, in the
304 sense that erroneous data, or errors in calculations, can be directly injected
305 into the YACS scheme execution. The user have to carefully verify the content of
306 his scripts.**
307
308 Adding parameters to control the data assimilation algorithm
309 ------------------------------------------------------------
310
311 One can add some optional parameters to control the data assimilation algorithm
312 calculation. This is done by using the "*AlgorithmParameters*" keyword in the
313 definition of the ADAO case, which is an keyword of the "*ASSIMILATION_STUDY*"
314 general command. This keyword requires a Python dictionary, containing some
315 key/value pairs. The list of possible optional parameters are given in the
316 subsection :ref:`section_reference`.
317
318 This dictionary has to be defined, for example, in an external Python script
319 file, using the mandatory variable name "*AlgorithmParameters*" for the
320 dictionary. All the keys inside the dictionary are optional, they all have
321 default values, and can exist without being used. For example::
322
323     AlgorithmParameters = {
324         "Minimizer" : "CG", # Possible choice : "LBFGSB", "TNC", "CG", "BFGS"
325         "MaximumNumberOfSteps" : 10,
326         }
327
328 If no bounds at all are required on the control variables, then one can choose
329 the "*BFGS*" or "*CG*" minimization algorithm for all the variational data
330 assimilation or optimization algorithms. For constrained optimization, the
331 minimizer "*LBFGSB*" is often more robust, but the "*TNC*" is sometimes more
332 effective.
333
334 Then the script can be added to the ADAO case, in a file entry describing the
335 "*AlgorithmParameters*" keyword, as follows:
336
337   .. _adao_scriptentry02:
338   .. image:: images/adao_scriptentry02.png
339     :align: center
340     :width: 100%
341   .. centered::
342     **Adding parameters to control the algorithm and the outputs**
343
344 Other steps and results are exactly the same as in the `Building an estimation
345 case with explicit data definition`_ previous example. The dictionary can also
346 be directly given in the input field of string type associated for the keyword.
347
348 Building a complex case with external data definition by scripts
349 ----------------------------------------------------------------
350
351 This more complex and complete example has to been considered as a framework for
352 user inputs treatment, that need to be tailored for each real application.
353 Nevertheless, the file skeletons are sufficiently general to have been used for
354 various applications in neutronic, fluid mechanics... Here, we will not focus on
355 the results, but more on the user control of inputs and outputs in an ADAO case.
356 As previously, all the numerical values of this example are arbitrary.
357
358 The objective is to setup the input and output definitions of a physical
359 estimation case by external python scripts, using a general non-linear operator,
360 adding control on parameters and so on... The complete framework scripts can be
361 found in the ADAO skeletons examples directory under the name
362 "*External_data_definition_by_scripts*".
363
364 Experimental setup
365 ++++++++++++++++++
366
367 We continue to operate in a 3-dimensional space, in order to restrict
368 the size of numerical object shown in the scripts, but the problem is
369 not dependant of the dimension.
370
371 We choose a twin experiment context, using a known true state
372 :math:`\mathbf{x}^t` but of arbitrary value::
373
374     Xt = [1 2 3]
375
376 The background state :math:`\mathbf{x}^b`, which represent some *a priori*
377 knowledge of the true state, is build as a normal random perturbation of 20% of
378 the true state :math:`\mathbf{x}^t` for each component, which is::
379
380     Xb = Xt + normal(0, 20%*Xt)
381
382 To describe the background error covariances matrix :math:`\mathbf{B}`, we make
383 as previously the hypothesis of uncorrelated errors (that is, a diagonal matrix,
384 of size 3x3 because :math:`\mathbf{x}^b` is of lenght 3) and to have the same
385 variance of 0.1 for all variables. We get::
386
387     B = 0.1 * diagonal( length(Xb) )
388
389 We suppose that there exist an observation operator :math:`\mathbf{H}`, which
390 can be non linear. In real calibration procedure or inverse problems, the
391 physical simulation codes are embedded in the observation operator. We need also
392 to know its gradient with respect to each calibrated variable, which is a rarely
393 known information with industrial codes. But we will see later how to obtain an
394 approximated gradient in this case.
395
396 Being in twin experiments, the observation :math:`\mathbf{y}^o` and its error
397 covariances matrix :math:`\mathbf{R}` are generated by using the true state
398 :math:`\mathbf{x}^t` and the observation operator :math:`\mathbf{H}`::
399
400     Yo = H( Xt )
401
402 and, with an arbitrary standard deviation of 1% on each error component::
403
404     R = 0.0001 * diagonal( lenght(Yo) )
405
406 All the information required for estimation by data assimilation are then
407 defined.
408
409 Skeletons of the scripts describing the setup
410 +++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
411
412 We give here the essential parts of each script used afterward to build the
413 ADAO case. Remember that using these scripts in real Python files requires to
414 correctly define the path to imported modules or codes (even if the module is in
415 the same directory that the importing Python file. We indicate the path
416 adjustment using the mention ``"# INSERT PHYSICAL SCRIPT PATH"``), the encoding
417 if necessary, etc. The indicated file names for the following scripts are
418 arbitrary. Examples of complete file scripts are available in the ADAO examples
419 standard directory.
420
421 We first define the true state :math:`\mathbf{x}^t` and some convenient matrix
422 building function, in a Python script file named
423 ``Physical_data_and_covariance_matrices.py``::
424
425     import numpy
426     #
427     def True_state():
428         """
429         Arbitrary values and names, as a tuple of two series of same length
430         """
431         return (numpy.array([1, 2, 3]), ['Para1', 'Para2', 'Para3'])
432     #
433     def Simple_Matrix( size, diagonal=None ):
434         """
435         Diagonal matrix, with either 1 or a given vector on the diagonal
436         """
437         if diagonal is not None:
438             S = numpy.diag( diagonal )
439         else:
440             S = numpy.matrix(numpy.identity(int(size)))
441         return S
442
443 We can then define the background state :math:`\mathbf{x}^b` as a random
444 perturbation of the true state, adding a *required ADAO variable* at the end of
445 the script the definition, in order to export the defined value. It is done in a
446 Python script file named ``Script_Background_xb.py``::
447
448     from Physical_data_and_covariance_matrices import True_state
449     import numpy
450     #
451     xt, names = True_state()
452     #
453     Standard_deviation = 0.2*xt # 20% for each variable
454     #
455     xb = xt + abs(numpy.random.normal(0.,Standard_deviation,size=(len(xt),)))
456     #
457     # Creating the required ADAO variable
458     # -----------------------------------
459     Background = list(xb)
460
461 In the same way, we define the background error covariance matrix
462 :math:`\mathbf{B}` as a diagonal matrix, of the same diagonal length as the
463 background of the true state, using the convenient function already defined. It
464 is done in a Python script file named ``Script_BackgroundError_B.py``::
465
466     from Physical_data_and_covariance_matrices import True_state, Simple_Matrix
467     #
468     xt, names = True_state()
469     #
470     B = 0.1 * Simple_Matrix( size = len(xt) )
471     #
472     # Creating the required ADAO variable
473     # -----------------------------------
474     BackgroundError = B
475
476 To continue, we need the observation operator :math:`\mathbf{H}` as a function
477 of the state. It is here defined in an external file named
478 ``"Physical_simulation_functions.py"``, which should contain one function
479 conveniently named here ``"DirectOperator"``. This function is user one,
480 representing as programming function the :math:`\mathbf{H}` operator. We suppose
481 this function is then given by the user. A simple skeleton is given here for
482 convenience::
483
484     def DirectOperator( XX ):
485         """ Direct non-linear simulation operator """
486         #
487         # --------------------------------------> EXAMPLE TO BE REMOVED
488         if type(XX) is type(numpy.matrix([])):  # EXAMPLE TO BE REMOVED
489             HX = XX.A1.tolist()                 # EXAMPLE TO BE REMOVED
490         elif type(XX) is type(numpy.array([])): # EXAMPLE TO BE REMOVED
491             HX = numpy.matrix(XX).A1.tolist()   # EXAMPLE TO BE REMOVED
492         else:                                   # EXAMPLE TO BE REMOVED
493             HX = XX                             # EXAMPLE TO BE REMOVED
494         # --------------------------------------> EXAMPLE TO BE REMOVED
495         #
496         return numpy.array( HX )
497
498 We does not need the linear companion operators ``"TangentOperator"`` and
499 ``"AdjointOperator"`` because they will be approximated using ADAO capabilities.
500
501 We insist on the fact that these non-linear operator ``"DirectOperator"``,
502 tangent operator ``"TangentOperator"`` and adjoint operator
503 ``"AdjointOperator"`` come from the physical knowledge, include the reference
504 physical simulation code, and have to be carefully setup by the data
505 assimilation or optimization user. The simulation errors or missuses of the
506 operators can not be detected or corrected by the data assimilation and
507 optimization ADAO framework alone.
508
509 In this twin experiments framework, the observation :math:`\mathbf{y}^o` and its
510 error covariances matrix :math:`\mathbf{R}` can be generated. It is done in two
511 Python script files, the first one being named ``Script_Observation_yo.py``::
512
513     from Physical_data_and_covariance_matrices import True_state
514     from Physical_simulation_functions import DirectOperator
515     #
516     xt, noms = True_state()
517     #
518     yo = DirectOperator( xt )
519     #
520     # Creating the required ADAO variable
521     # -----------------------------------
522     Observation = list(yo)
523
524 and the second one named ``Script_ObservationError_R.py``::
525
526     from Physical_data_and_covariance_matrices import True_state, Simple_Matrix
527     from Physical_simulation_functions import DirectOperator
528     #
529     xt, names = True_state()
530     #
531     yo = DirectOperator( xt )
532     #
533     R  = 0.0001 * Simple_Matrix( size = len(yo) )
534     #
535     # Creating the required ADAO variable
536     # -----------------------------------
537     ObservationError = R
538
539 As in previous examples, it can be useful to define some parameters for the data
540 assimilation algorithm. For example, if we use the standard "*3DVAR*" algorithm,
541 the following parameters can be defined in a Python script file named
542 ``Script_AlgorithmParameters.py``::
543
544     # Creating the required ADAO variable
545     # -----------------------------------
546     AlgorithmParameters = {
547         "Minimizer" : "TNC",         # Possible : "LBFGSB", "TNC", "CG", "BFGS"
548         "MaximumNumberOfSteps" : 15, # Number of global iterative steps
549         "Bounds" : [
550             [ None, None ],          # Bound on the first parameter
551             [ 0., 4. ],              # Bound on the second parameter
552             [ 0., None ],            # Bound on the third parameter
553             ],
554     }
555
556 Finally, it is common to post-process the results, retrieving them after the
557 data assimilation phase in order to analyze, print or show them. It requires to
558 use a intermediary Python script file in order to extract these results at the
559 end of the a data assimilation or optimization process. The following example
560 Python script file, named ``Script_UserPostAnalysis.py``, illustrates the fact::
561
562     from Physical_data_and_covariance_matrices import True_state
563     import numpy
564     #
565     xt, names   = True_state()
566     xa          = ADD.get("Analysis")[-1]
567     x_series    = ADD.get("CurrentState")[:]
568     J           = ADD.get("CostFunctionJ")[:]
569     #
570     # Verifying the results by printing
571     # ---------------------------------
572     print
573     print "xt = %s"%xt
574     print "xa = %s"%numpy.array(xa)
575     print
576     for i in range( len(x_series) ):
577         print "Step %2i : J = %.5e  and  X = %s"%(i, J[i], x_series[i])
578     print
579
580 At the end, we get a description of the whole case setup through a set of files
581 listed here:
582
583 #.      ``Physical_data_and_covariance_matrices.py``
584 #.      ``Physical_simulation_functions.py``
585 #.      ``Script_AlgorithmParameters.py``
586 #.      ``Script_BackgroundError_B.py``
587 #.      ``Script_Background_xb.py``
588 #.      ``Script_ObservationError_R.py``
589 #.      ``Script_Observation_yo.py``
590 #.      ``Script_UserPostAnalysis.py``
591
592 We insist here that all these scripts are written by the user and can not be
593 automatically tested by ADAO. So the user is required to verify the scripts (and
594 in particular their input/output) in order to limit the difficulty of debug. We
595 recall: **script methodology is not a "safe" procedure, in the sense that
596 erroneous data, or errors in calculations, can be directly injected into the
597 YACS scheme execution.**
598
599 Building the case with external data definition by scripts
600 ++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
601
602 All these scripts can then be used to define the ADAO case with external data
603 definition by Python script files. It is entirely similar to the method
604 described in the `Building an estimation case with external data definition by
605 scripts`_ previous section. For each variable to be defined, we select the
606 "*Script*" option of the "*FROM*" keyword, which leads to a
607 "*SCRIPT_DATA/SCRIPT_FILE*" entry in the tree. For the "*ObservationOperator*"
608 keyword, we choose the "*ScriptWithOneFunction*" form and keep the default
609 differential increment.
610
611 The other steps to build the ADAO case are exactly the same as in the `Building
612 an estimation case with explicit data definition`_ previous section.
613
614 Using the simple linear operator :math:`\mathbf{H}` from the Python script file
615 ``Physical_simulation_functions.py`` in the ADAO examples standard directory,
616 the results will look like::
617
618     xt = [1 2 3]
619     xa = [ 1.000014    2.000458  3.000390]
620
621     Step  0 : J = 1.81750e+03  and  X = [1.014011, 2.459175, 3.390462]
622     Step  1 : J = 1.81750e+03  and  X = [1.014011, 2.459175, 3.390462]
623     Step  2 : J = 1.79734e+01  and  X = [1.010771, 2.040342, 2.961378]
624     Step  3 : J = 1.79734e+01  and  X = [1.010771, 2.040342, 2.961378]
625     Step  4 : J = 1.81909e+00  and  X = [1.000826, 2.000352, 3.000487]
626     Step  5 : J = 1.81909e+00  and  X = [1.000826, 2.000352, 3.000487]
627     Step  6 : J = 1.81641e+00  and  X = [1.000247, 2.000651, 3.000156]
628     Step  7 : J = 1.81641e+00  and  X = [1.000247, 2.000651, 3.000156]
629     Step  8 : J = 1.81569e+00  and  X = [1.000015, 2.000432, 3.000364]
630     Step  9 : J = 1.81569e+00  and  X = [1.000015, 2.000432, 3.000364]
631     Step 10 : J = 1.81568e+00  and  X = [1.000013, 2.000458, 3.000390]
632     ...
633
634 The state at the first step is the randomly generated background state
635 :math:`\mathbf{x}^b`. During calculation, these printings on standard output are
636 available in the "*YACS Container Log*" window, obtained through the right click
637 menu of the "*proc*" window in the YACS executed scheme.
638
639 .. [#] For more information on YACS, see the *YACS module User's Guide* available in the main "*Help*" menu of SALOME platform.