基于信息熵和GM(1,1)的上海市城市生态系统演化分析与灰色预测

城市生态系统是典型的"自然-社会-经济系统",城市的可持续发展依托于城市生态系统结构和功能的不断协调与完善.新一轮"城市化"进程中,城市生态系统将面临生态用地减少、环境衰退等诸多挑战,生态环境和经济发展之间的矛盾可能日益突出.因此,把握城市生态系统的演化方向,对于促进城市可持续发展和生态文明建设意义重大.本研究以"国际化大都市"上海市为研究对象,运用"耗散结构理论"和"信息熵"分析模型,构建包括支持型输入熵、压力型输出熵、氧化型代谢熵、还原型代谢熵4方面的"上海市城市生态系统演化指标体系",以统计资料和政府公报为数据来源,对上海市2003—2013年的城市生态系统演化进行了熵变分析;基于集成层次分析法(AHP)和熵权法(EVM)"综合赋权"的"综合发展度"和"协调发展度"模型对城市生态系统可持续发展状况进行了评价;采用"相关分析法"对城市生态系统熵变与可持续发展协同演化过程进行量化分析;并引入GM(1,1)灰色预测模型对上海市城市生态系统(2014—2020)年的演化趋势和方向做出了预测.研究得出以下结论:12003—2013年,上海市城市生态系统"熵流、熵产生和总熵变",均整体呈波动下降趋势.上海市城市生态系统有序度不断提高,总体朝健康态势发展.22003—2013年,上海市城市生态系统总体可持续发展态势良好,不断向健康可持续方向演进;环境与经济整体效益不断提高,但环境与经济发展之间的协调能力近年来有所下降.3上海市城市生态系统(2014—2020)期间的演化趋势预测:城市生态系统整体继续向健康、有序方向演进.城市生态系统可持续发展整体保持协调发展态势,但未来发展协调度可能从"初级协调"衰退为"勉强协调".最后,基于指标"熵权"和熵变时序提出了上海市城市生态系统的针对性优化措施:积极扶持城市生态农业发展,扩大进出口贸易规模,促进娱乐教育文化服务产业增长;进一步提高居民生态环保意识,提倡低碳生活;加强工业"三废"的达标排放,提高资源利用率,巩固城市绿化率,加大环保投资规模.本研究旨在为上海市城市生态系统健康可持续发展和优化调控提供一定的科学参考.     

基于灰色系统理论的济南市建筑废物产量预测

首先以建筑面积核算法对济南市2000~2017年建筑废物产量进行了估算,然后以估算值作为原始数据,建立了灰色GM（1,1）预测模型.最后对未来5a济南市建筑废物产量进行了预测.经验证,模型精度等级达到优秀级.结果表明,灰色GM（1,1）预测模型可以准确地预测济南市建筑废物的年产量,预测表明济南市建筑废物平均产量将从2018年的860万t,增加到2022年的1000万t.     

基于PSR模型的江苏海岸带生态系统健康时空变化研究

以江苏省海岸带为例,基于PSR模型构建江苏省海岸带生态系统健康评价指标体系,采用熵权法和层次分析法结合确定指标权重,依据构建的评价模型对近19年间的生态系统健康状况进行评价与分析.结果表明:研究区各县市生态系统健康综合指数在3~6之间,处于一般等级的区域占总面积的54%~66%,处于较差等级的区域占34%~45%,空间分布上表现为研究区中部生态系统健康状况较好,而南北两侧相对较差;研究区生态系统一直处于一般健康水平,但从健康指数构成来看,研究区压力、状态、响应因子值在研究期间都有不同程度的下降,生态健康指数在2002年以后略表现出下降趋势,应引起足够的重视.     

肇庆市大气降水pH值的灰色预测

利用灰色系统理论中的GM(1,1)模型建立了肇庆市大气降水pH值的预测模型,经检验该模型精度较高.在此基础上对肇庆市今后几年的大气降水pH值进行了预测.     

用灰色系统GM(1,1)模型预测城市交通噪声

本文对灰色系统及灰色系统 GM(1,1)预测模型做了简介,并以沈阳市为例,具体应用 GM(1,1)模型对市区交通噪声进行了预测.本文较详细地说明了使用 GM(1,1)模型进行城市交通噪声预测的方法、步骤及有关问题.     

路基沉降的非等间隔时变离散灰色预测模型

本文分析了灰色GM(1,1)模型的缺陷,并以离散GM(1,1)模型为基础建立了路基沉降的非等间隔时变离散灰色预测模型,该模型参数以最小二乘法估计,且以遗传算法优化初始值,通过工程实例与不同预测模型进行对比分析,结果表明非等间隔时变灰色预测模型的精度明显高于其他模型,且最能反映原始路基沉降数据的发展规律.     

基于变异系数法的道路交通事故灰色组合预测模型研究

为准确预测交通事故死亡人数,针对不同单一灰色预测模型的特点以及存在的局限性,建立了一种基于GM(1,1)模型和Verhulst模型的灰色组合预测模型,用于对我国道路交通安全事故进行预测,通过变异系数法确定组合预测模型中各个单一预测模型的权重系数,并利用我国2007—2016年道路交通事故死亡人数数据,对建立的灰色组合预测模型进行了检验。结果表明:灰色组合预测模型比单一的GM(1,1)模型和Verhulst模型具有更高的预测精度,可为我国道路交通安全事故的研究提供参考。     

基于支持向量机的湖泊生态系统健康评价研究

利用支持向量机在处理分类问题、小样本问题和泛化推广方面的优势,构建了基于支持向量机的湖泊生态系统健康评价模型.同时,对广州市最大的人工湖——白云湖的水质及生物群落情况进行了监测,最后运用该模型对白云湖生态系统健康状况进行了评价.评价结果表明,白云湖生态系统处于病态状态,不能达到其净化水质的设计作用.建议从提高进水水质、实施湖区截污和丰富生物量3方面改善白云湖生态系统健康水平.与传统熵权综合健康指数法和熵权模糊综合评价法相比,所建模型更加客观、科学地评价了湖泊生态系统健康状况,能够为湖泊生态系统健康管理提供一定依据,具有广阔的应用前景.     

改进灰色系统模型在城市噪声预测中的应用

把城市噪声作为一个灰色系统,分别通过GM(1,1)模型和改进灰色系统模型GM'(1,1),对城市噪声进行预测,并进行精度检验.改进的灰色系统模型GM'(1,1)在精度上均优于GM(1,1)模型,但是GM'(1,1)在计算上比较复杂,需要通过计算机迭代来实现.     

厦门市生活垃圾的灰色预测与分析

运用灰色关联度分析法,定量分析了影响厦门市生活垃圾产生量的影响因子,发现其主要因子是城市国内生产总值(GDP);利用灰色系统理论建立了该市生活垃圾产生量的GM(1,1)预测模型,并进行预测分析。     

GM(1,1)模型预测城市区域环境噪声的应用

介绍了重庆市主城区区域环境噪声污染现状,根据1996～2002年区域环境噪声的监测数据,建立了GM(1,1)灰色预测模型,通过预测探讨了区域环境噪声的变化规律.结果表明,主城区未来几年区域环境噪声呈上升趋势,2003年预测值为57.8分贝.     

城市生态系统健康评价方法及其应用研究

通过定性和定量分析建立了一套相对完整的评价指标体系,采用因子分析法赋予指标权重,应用模糊数学方法构建评价模型,并对重庆市城市生态系统健康状态进行了实例研究.结果表明,重庆生态系统健康在结构功能方面属于病态;可持续利用能力和动态变化方面属于亚健康状态,城市生态系统健康综合状况属于亚健康状态.以北京、天津、上海作为参比城市进行了对比评价,得出北京、天津和上海也均处于亚健康状态的结论;但4个城市生态系统整体健康状况排序为:上海、北京、天津、重庆.通过此评价,明确了重庆城市生态系统健康的状况及其影响因子,了解了重庆与其它3个直辖市的健康差距,为重庆城市生态规划与保护提供科学依据.     

重庆大气汞人为排放及其预测

利用排放因子法和灰色预测法对重庆大气汞人为排放进行了研究. 重庆大气汞人为排放量从1997年的6.18 t增加到2008年的13.47 t. 重庆自1997年成为直辖市以来,大气汞排放量累计达99.76 t,年均增长率为9.82%,其中燃煤和水泥生产汞排放量分别达58.34和22.37 t. 以1997─2008年重庆大气汞人为排放数据为依据,运用灰色系统理论建立GM(1,1)大气汞人为排放预测模型,预测了2009─2015年重庆大气汞排放趋势. 如果不采取控制措施,预计2015年重庆大气汞人为排放量约30.92 t,年均增长率将高达16.20%.      

上海市城市垃圾产生量因子分析与灰色预测

运用灰色关联度方法，定量分析了上海市城市生活垃圾产生量的主要因子，并利用灰色系统理论建立了城市垃圾产生量的GM（1，1）模型，所建模型经精度检验合格，具有一定的可行性和适用性，为上海市城市垃圾的分析预测和规划管理提供定量依据。     

江苏省城市生活垃圾清运量的相关因素分析及灰色模型预测

生活垃圾产生的不确定性和分散性使其清运量符合灰色数据特征,可建立相应的灰色模型进行预测。本文在已知2003—2007年间江苏省城市生活垃圾清运量、城镇人口数量、15～64岁人口比例、人均年可支配收入和消费性支出的基础上,通过灰色关联分析,得出城镇人口数量和15～64岁人口比例为影响江苏省城市生活垃圾清运量的主要因子,并利用灰色系统理论建立了满足精度要求的GM(1,1)预测模型,对2008—2012年的江苏省城市垃圾清运量进行了预测。该预测结果将对近期江苏省城市生活垃圾治理决策的制定具有指导作用。     

典型大气腐蚀介质的灰色预测模型分析

利用武汉地区2002—2007年二氧化硫和氯化物含量数据,建立了这2种典型大气腐蚀介质的GM(11,)预测模型,探讨了不同维数GM(1,1)模型预测结果的差异。另外,对这2种典型大气腐蚀介质GM(1,1)模型进行了检验,结果表明,GM(1,1)模型的预测精度较高,精度检验等级达到1级。     

灰色理论在城市生活垃圾量预测中的应用分析

依据武汉市1993～2002年的垃圾清运量数据,运用灰色系统的预测方法,建立了GM(1,1)模型,预测武汉市到2010年垃圾产生量的水平。根据关联度的大小对影响垃圾产生量e的主要因素进行排序,并分析影响垃圾产量的三大主要因素,对于加强垃圾管理和垃圾处理设施的规划具有现实意义。     

一种城市生态系统健康评价方法及其应用

将健康概念引入城市生态系统研究,从复合生态系统角度评价和辨析城市生态环境问题,为生态城市建设提供决策依据极具现实意义．基于城市复合生态系统健康内涵,提出用距离指数和协调指数表征系统发展水平和协调状况,构建整合距离指数和协调指数的城市生态系统健康评价模型,并设定了城市生态系统健康状态的评价标准,建立城市生态系统健康评价指标体系．对宁波的实例分析揭示了宁波城市生态系统健康特征和地域空间分布,表明模型能够很好地辨识城市生态系统的复合特征和地域空间特征,指示城市生态规划和建设的重点行动领域,为城市实施可持续发展战略提供决策依据．     

塑料大气环境老化预测模型研究

目的为塑料老化行为预测提供简易而可靠的途径,充分发挥环境效应数据的内在价值。方法分别运用GM(1,1)模型、幂函数模型、指数函数模型、多项式模型预测9种工程塑料在3种典型大气环境下的拉伸强度、延伸率和弯曲强度等力学性能变化,并与自然环境试验实测结果进行比较。结果拉伸强度、延伸率、弯曲强度等3种力学性能中,弯曲强度预测效果最好,延伸率预测效果最差。4种模型之中,GM(1,1)模型在预测小样本数据方面具有最好的预测效果和最高的正确率,且在数据具有一定波动性的情况下仍能够保持较好的预测效果。结论在挖掘分析塑料大气老化评价指标和试验时间之间的函数关系时,不仅要考虑预测模型的拟合效果好坏、相关系数高低、预测误差和预测正确率高低,还应注意预测模型反映出来的塑料性能变化规律是否符合客观实际,这样得到的预测模型才能尽可能地反映塑料老化程度与试验时间关系的全貌。     

基于灰色马尔科夫模型的2A12铝合金腐蚀预测方法研究

目的研究飞机结构件的腐蚀随时间的变化规律,为其寿命预测及可靠性分析提供参考。方法以2A12铝合金试件为对象,利用加速腐蚀试验设备,对其进行7个周期的加速腐蚀,以获得蚀坑深度的原始数据。在此基础上,将灰色GM(1,1)模型与马尔科夫链模型相结合,建立起能够预测蚀坑深度的灰色马尔科夫模型。结果将预测值与试验值进行对比,结果表明,灰色马尔科夫模型预测精度在0~4.5%之间,预测结果比较准确。结论该灰色马尔可夫模型能够较好地反映该型铝合金在腐蚀过程中蚀坑深度的变化趋势,建立起了一种新的腐蚀预测方法。