空气质量评价的参数化多元组合算子模型

传统的空气质量评价的参数化组合算子模型不具有可比性和普适性。在适当设定指标参照值cj0和指标规范变换式基础上,提出了一个对多项空气指标的规范值xj都适用的空气质量评价的参数化多元组合算子模型;采用混合蛙跳算法对模型中的参数进行优化,得到优化后对多项空气指标皆普遍适用的空气质量评价的参数化多元组合算子模型。该模型被应用于多个不同地区的不同组合指标的空气质量评价,其评价结果与用其它多种方法的评价结果相一致。结果表明:用指标规范值表示的参数化多元组合算子模型为空气质量评价提供了一种计算简便和普适通用的新方法。     

基于回归支持向量机的指标规范值的水质评价模型

传统的回归支持向量机的水质评价模型不具有普适性和通用性,当指标较多时,模型的学习效率和求解精度均会受到影响.若适当设定3类水体(地表水、地下水和富营养化水体)各项指标的参照值及指标值的规范变换式,使不同指标的同级标准的规范值差异不大,从而可以认为用规范值表示的不同指标皆“等效”于某个规范指标.因此,可建立用规范值表示的任意m项指标组合皆适用的水质评价的回归支持向量机模型.通过实例对模型的实用性进行了效果检验,结果表明:用基于回归支持向量机的指标规范值的水质评价模型对河桥地表水、黑龙洞泉域地下水和山仔水库富营养化水体的水质评价结果与用BP神经网络评价法、模糊综合评价法和属性识别评价法的评价结果基本一致.     

基于最佳范化能力的BP网络隐节点数反比关系式的环境预测模型

网络结构和样本集复杂性是影响BP网络泛化能力的两个最重要因素.对一个给定的训练样本集,为了构造一个与样本集复杂性相匹配的网络结构,使BP网络具有最佳泛化能力,在分析BP网络的泛化能力（用检测误差E₂表示）与网络结构和样本集复杂性之间关系的基础上,建立了含参数的BP网络检测误差E₂与网络隐节点数H、样本的因子数n、样本数N和样本集的复相关系数R之间的一般关系表达式,并提出了用于定量描述样本集复杂性的"广义"复相关系数R_n的新概念.借助于222个复杂函数的模拟仿真实验,应用免疫进化算法,对表达式中的参数进行优化,得到参数优化后的网络检测误差E₂的定量解析表达式;依据误差理论和灵敏度概念,对优化得到的最小检测误差E₂₀的表达式进行了可靠性论证.在此基础上导出了具有最佳泛化能力的BP网络隐节点数H₀与"广义"复相关系数R_n之间满足的H₀-R_n反比关系式.分别用满足H₀-R_n反比关系式的隐节点数和6个经验公式的隐节点数构造的BP网络用于100个模拟检测函数进行仿真实验,发现前者构造的BP网络具有最佳泛化能力（即最小检测误差）的函数个数达到76个,远远多于后者构造的BP网络具有最佳泛化能力的函数个数;还将二者构造的BP网络用于环境预测的7个具体实例,进行预测效果比较,结果表明,前者预测的相对误差绝对值的平均值和最大值小于或远小于后者的相应值.从而验证了由H₀-R_n反比关系式得出的BP网络隐节点数计算公式的可行性和实用性,为具有最佳泛化能力的BP网络的结构设计指出了新途径.     

基于蛙跳算法优化的生态环境质量评价的韦伯-费希纳指数公式

为了建立简便、实用的生态环境质量评价模型,在构建生态环境评价指标体系的基础上,设定各指标的参照值和规范变换式,使规范变换后的不同指标同级标准的规范值差异不大。进而提出了一个对多项指标的规范值都适用的生态环境质量评价的韦伯-费希纳(W-F)指数公式。采用混合蛙跳算法对公式的参数进行优化,得出优化后对多项指标皆适用的生态环境质量评价的W-F指数公式。运用该公式对巢湖流域的生态环境质量进行评价,其结果与该流域生态环境质量实际情况基本相符,表明模型有一定的实用性。     

基于指标规范变换的生态环境质量评价普适指数公式

为了建立科学合理、计算简便和实用性强的生态环境质量评价普适指数公式,在确定典型区域的生态环境评价指标体系及其分级标准的基础上,适当设定各项生态环境指标的参照值和指标值的(规范)变换式,使不同指标同级标准值的变换值差异较小,而变换值的对数值差异更小,从而可以认为用变换值表示的不同指标皆等效于某个指标。因此,用变换值表示的不同指标的某种类型的生态环境质量评价指数公式都可以用该等效指标的生态环境质量评价指数公式代替。在满足一定优化目标准则的条件下,用免疫进化粒子群混洗蛙跳算法对公式中的普适参数进行优化,分别得到优化后对23项生态环境指标皆适用的对数型幂函数、韦伯-费希纳定律、Γ型分布函数、污染危害S型函数和加权加和型幂函数5种形式的生态环质量评价普适指数公式,并对公式的可靠性进行了理论分析,对其实用效果进行了检验。     

蛙跳算法优化的地下水质评价的参数化组合算子模型

传统的参数化多元组合算子模型在进行对数变换后,采用最小二乘法求解模型参数。在满足构建的优化目标函数条件下,直接用基于群集智能的混合蛙跳算法对参数化组合算子模型中的参数进行优化,避免了传统解法过程中需要进行的对数变换,因而使参数求解变得简化。改进后的参数化组合算子模型被应用于地下水水质评价,其评价结果与用其他多种方法的评价结果基本一致。从而表明:混合蛙跳算法优化得出的地下水水质评价参数化组合算子模型为地下水水质评价提供了一种简便和实用的新方法。     

茂县“6·24”特大高位远程崩滑灾害遥感回溯与应急调查

崩滑灾害在中国广大山区易发且危害严重,针对高位远程崩滑隐患难发现、易忽视的问题,结合其常见发育机理与滑塌后岩土体运动特征,发展了基于高分辨率遥感影像的判识与评估方法,并应用国产高分系列(GF)卫星影像,在茂县"6·24"特大崩滑灾害应急中进行实证。以遥感回溯的方式,查明灾前隐患上部裂缝发育特征及前缘地表形变迹象,并综合推断隐患岩体中部"锁固段"性状与应力方向;解译得到灾害滑塌、流动、刮铲、堆积和冲击的运动分段,发现1处新成的崩滑隐患,经体积估算与灾损评估,得出此次灾害总方量约1.41×107m3,受灾建筑面积约2.1×104m2,损毁耕地近30 hm2。遥感回溯与应急调查结果表明,高分辨率影像判识与评估方法可以有效解析高位崩滑隐患及灾害运动特征,可为大范围内同类隐患排查和灾害调查提供方法参考与范例,并促进GF等高分辨率光学卫星的地质灾害应用。     

指标变换值表示的空气质量评价的普适指数公式

为了建立形式简单、普适通用的空气质量评价的普适指数公式,适当设定空气指标的参照值和指标值的变换式,使不同指标的同级标准值经变换后的标准变换值差异不大,而标准变换值的对数值的差异更小,从而可以认为用变换值表示的不同指标皆与某个指标"等效"。因此,用变换值表示的不同指标的某种类型的空气质量评价的指数公式都可以用该"等效"指标相应的空气质量评价指数公式代替。在满足一定的优化目标准则条件下,采用猴王免疫进化算法对公式中的参数进行迭代优化,分别得到优化后对基于空气质量标准(GB3095-1996)的7项空气指标皆适用的对数型幂函数、韦伯-费希纳定律、Γ型分布函数、污染危害S型函数、加权加和型幂函数及参数化组合算子等6个空气质量评价的普适指数公式。对公式的可靠性进行了理论分析,对其实用性进行了效果检验,其评价结果与其他方法评价结果基本一致,并与实际相符合。结果表明:空气质量评价的多种形式的普适指数公式皆具有形式简洁、计算简便和普适通用的特点。     

基于水环境信息规范变换的水质普适指数公式

为了建立科学合理、和谐统一、简洁实用的包括地表水、地下水和湖泊富营养化水体的水环境质量的普适指数公式,借鉴物理学中普遍存在的规范不变性(对称性)原理,适当设定水环境各指标的"参照值"和相对于参照值的指标值规范变换式,使不同指标的同级标准值经规范变换后的"标准规范值"彼此差异很小,从而可以认为用规范值或对数变换值表示的不同指标都与某个指标"等效".因此,基于规范变换的不同指标的某种形式水质指数公式都可以用该"等效指标"的相应水质指数公式等效替代.在满足一定的优化目标准则条件下,采用免疫进化粒子群混洗蛙跳算法对公式中的普适参数进行迭代优化,分别得出优化后对地表水、地下水和湖泊富营养化水体的72项指标皆适用的对数型幂函数、韦伯-费希纳定律、Г型分布函数、污染危害S型函数、参数化组合算子和加和型幂函数等6个水环境质量的普适指数公式.最后对公式的可靠性进行了理论分析,并通过若干实例对公式的实用性进行了效果检验.结果表明:水环境质量的多种形式的普适指数公式皆具有形式简洁、和谐统一、计算简便和普适通用的特点.     

基于指标规范值的环境质量突变模糊普适指数公式

针对传统突变模糊归一化公式的问题,在适当设定指标参照值和指标值的规范变换式基础上,使同类环境不同指标同级标准的规范值差异尽可能小,而不同标准的指标规范值差异尽可能大,从而可以认为用规范值表示的同类环境的各指标皆等效于某个规范指标。而任意m项指标的突变模型可用多个尖点突变(m=2)和(或)燕尾突变(m=3)两种突变模型组合表示,且具有可规范的指数分级标准值。基于指标规范值的环境质量突变模糊指数公式具有普适、统一和简单、适用的特点。