基于RS-SVM模型的风暴潮灾害损失测度

论文以现有的风暴潮灾害研究为基础,通过构建评估指标体系提出了基于粗糙集-支持向量机模型(RS-SVM模型)的风暴潮灾害损失测度方法。RS-SVM模型较好的将二者优点进行结合,消除数据冗余信息的同时可以快速、准确解决非线性问题。在上述研究的基础上,对比单纯使用SVM方法与RS-SVM组合使用下的风暴潮经济损失测度效果,发现粗糙集与支持向量机在数据属性约简并进行预测过程中,确保了较高的拟合度与较低的误差率。     

基于TM影像植被指数的耕地地力状况反演研究

建立基于TM遥感影像植被指数的耕地地力反演模型,为区域耕地资源管理及可持续利用提供科学依据.选择耕地地力相似的山东郯城县和东平县,利用耕地地力实地调查分析和TM遥感数据,通过相关分析筛选对郯城耕地地力有较好反映的植被指数,通过回归分析建立耕地地力-植被指数模型,以郯城县数据建模,东平县数据进行反演和验证.结果显示,增强型植被指数(EVI)与耕地地力评价结果有最显著的正相关性,相关系数达到0.82.以EVI 为自变量建立的二次方程式模型拟合效果最好,决定性系数达到0.69.采用决定性系数(R²)、均方根误差(RMSE)、精密度和准确度4 个指标对模型的反演结果和原始评价结果之间的符合度进行统计检验,EVI 的二次方程式模型准确度最高,为95.84%,RMSE和精密度最小,分别为5.21 和0.04,为耕地地力最佳反演模型.对比分析东平县耕地地力反演图和常规耕地地力评价图,模型反演的各耕地地力等级与实际耕地地力评价等级具有较好的空间分布一致性.将耕地地力归并为高、中和低3 个等级,高中低等级面积比例差异均在3.3%以内,符合研究区实际,反演效果较好.研究证明了基于定量遥感手段进行耕地地力估测的可行性,为耕地资源的监测利用提供了有效手段.     

区域水资源可持续利用评价方法对比研究

为进一步揭示几种典型的区域水资源可持续利用评价方法的特点与应用效果,论文选取两类共7种评价方法或模型,即综合指数型的PCA法、AHP法、灰色关联度法、改进序关系法和等级分类型的模糊综合评判法、BP神经网络、SVM模型。以福建省9个设区市为评价对象,结合DPSIR概念模型的内容,构建水资源可持续利用评价指标体系,从而在指标体系不变的条件下,分别进行区域水资源可持续利用评价,进而比较分析各方法的特点及其评价结果。研究表明：1）相同评价指标体系下,不同方法得到的评价结果有一定差别。2）PCA法和改进序关系法的评价结果一致性最高,其次是AHP与改进序关系法,且综合指数型方法中改进序关系法应用结果更可靠;灰色关联度法存在高估水资源可持续利用水平较低区域的评价值,且综合评价指数分布范围小、区域间分辨间隔较小的不足,而模糊综合评判、BP神经网络和SVM的评价结果差异较大,规律性不明显。3）常规的PCA、AHP、灰色关联度和模糊综合评判法的评价过程相对稳定,虽然BP神经网络和SVM模型能减少赋权的主观干预,但受指标等级标准划分、训练样本生成和参数设置等因素的影响,评价应用的稳定性相对差。4）与BP神经网络相比,SVM用于水资源可持续利用评价相对稳定,但SVM分类器对样本空间划分的状况则直接影响评价结果的可靠程度。     

城市空气质量的BP和RBF人工神经网络建模及分类评价

根据MATLAB提供的人工神经网络模型,将其应用到城市空气质量评价,研究并对比分析BP和RBF两种人工神经网络的建模方法及评价结果。首先构建BP神经网络模型,确定输入层、隐含层和输出层的神经元数,选择Sigmoid型函数作为激励函数,应用内插扩展出的训练样本对BP网络进行学习,再用训练成熟的BP网络对待评价样本进行仿真;其次构建RBF神经网络模型,确定其输入层和输出层的神经元数,选择Gauss函数作为隐含层激励函数,再用同样的训练样本进行学习和仿真;最终进行归一化论证,验证归一化预处理在空气质量评价中的必要性。结果表明:应用BP和RBF人工神经网络可以得出较好的城市空气质量分类评价结果,其中RBF神经网络模型与改进的灰色聚类法评价结果一致,具有较高的准确率,是一种快捷、有效的综合评价方法。     

基于遗传算法的人工神经网络大气环境评价

人工神经网络模拟大脑的认知功能,通过改变连接点的权值和阈值来训练神经网络完成特定的功能。运用基于遗传算法的BP网络模型,以国家大气质量标准作为网络的输入样本对网络进行训练,对某地区大气质量进行评价,结果与综合指数法比较吻合。     

SVR与BP神经网络对小流域次降雨侵蚀产沙预测结果的比较

运用支持向量回归机(Support Vector Regression Machine)与BP神经网络对小流域次降雨侵蚀产沙进行预测.侵蚀产沙输入变量选取降雨量、降雨强度、径流深和洪峰流量模数,流域次降雨侵蚀输沙量为输出变量.以SVR、BP神经网络的预测值与实际值的绝对误差和相对误差作为评价指标.实验表明,SVR的预测精度和稳定性优于BP神经网络.     

支持向量机在太湖叶绿素a非线性反演中的应用

根据湖泊监测的特点,采用支持向量机(SVM)方法,反演太湖叶绿素a的浓度分布.将2005年8月太湖29个现场水质监测点数据分为训练测试样本集和验证样本集,利用训练测试样本集以及与其时间同步的MODIS遥感影像,分别构建了4种SVM模型.对比分析表明,直接以波段反射率以及水深信息构成输入向量的SVM模型预测效果最好.利用训练测试样本构建了线性回归模型、主成分分析模型(PCA)以及神经网络模型(ANN),并利用验证数据比较了上述3种模型与SVM模型的预测结果.结果表明ANN模型和SVM模型预测能力明显优于另外2种模型,其中SVM模型对低值和高值均有较好的预测精度,平均相对误差仅为15.91%,预测精度比ANN模型提高了10%.利用SVM模型和ANN模型分别反演了2005年8月15日太湖叶绿素a浓度分布,比较了2种模型反演结果的异同,分析了太湖叶绿素a分布特征及其成因.     

基于MATLAB的BP神经网络模型在漠阳江水质评价中的应用研究

为提高水质评价的准确性,基于MATLAB及人工神经网络理论,采用误差反向传播的BP算法建立漠阳江水质评价模型,充分利用神经网络的非线性映射特性,取7项常规地表水水质评价指标对漠阳江水质进行评价,并将BP神经网络评价结果与单因子评价法及综合指数法的评价结果进行比较,网络运行结果表明一致效果良好.同时较传统的水质评价方法,该网络具有较高的识别精度,提高了水质评价等级的准确性,使评价的结果更具有科学性.     

城市人居环境宜居性评价研究——以临沂市为例

论文首先建立了城市人居环境宜居性评价指标体系,体系包括自然环境和社会经济环境两个子系统,继而下面又分了8个评价因子和38个评价指标。另外根据目前我国的环境质量标准和有关文明城市、生态园林城市建设标准以及相关文献等对指标体系进行了等级划分,即分为5个等级,并制定了评判标准。同时引入BP神经网络模型,以临沂市为例,采用1998～2006年间数据来进行实证研究。该模型可为量化城市人居环境质量之间的差距作参考。     

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.     

“耕地总量动态平衡”政策驱动下中国的耕地变化及其生态环境效应

土地政策是影响土地利用及生态环境变化的一个重要的驱动因素。论文分析了“耕地总量动态平衡”政策对中国的耕地变化及其生态环境效应的影响,结果表明,“耕地总量动态平衡”政策对中国耕地的数量变化产生了积极作用,主要表现为:非农建设占用耕地的势头总体上得到遏制,全国及各省(市、区)基本实现耕地占补平衡,促进了农地整理工作的开展。但是,该政策对中国耕地的质量变化的影响却相反,在全国实现耕地占补平衡的情况下,耕地的总体生产能力呈下降趋势,同时,对生态环境产生了一定的负面效应。在此基础上,论文提出了重新审视“耕地总量动态平衡”政策的可行性,以“保护和提高耕地综合生产能力”替代“耕地总量动态平衡”以及根据土地资源区域差异采取不同的具体措施等对该政策加以调整的思路。     

通辽北部农牧交错生态脆弱区农地利用强度与潜力分析

农牧交错生态脆弱区农业土地利用系统具有高敏感性特点,对其利用强度及潜力分析能够为区域土地可持续利用提供重要支持。论文基于农用地分等成果,在通辽市从北向南选取扎鲁特旗、科尔沁左翼中旗、开鲁县和科尔沁区作为典型区域,分析中国北方农牧交错带生态脆弱区农地产能差异及空间变异规律,并对该地区农地利用强度及增产潜力进行了研究。结果表明:①研究区北部和东北部产能较低,贯穿开鲁县由东北向西南延伸带状区域及科尔沁区沿西辽河分布的带状区域是研究区产能最高的区域;②西辽河平原区各层次产能均高于大兴安岭丘陵区,光、温、水、土等自然因素对产能产生主要影响,县区之间可实现产能差异性小于理论产能,利用和管理水平是产能发挥的根本;③理论利用强度自西南向东北递减,理论利用潜力自东向西递减,可实现产能利用强度自南向北递减,可实现利用潜力西高东低;④研究区中部和东南部属于粮食主产区,应加强农业技术的推广,着重解决土地利用粗放、非法占用耕地的问题;北部丘陵区应因地制宜,对不适耕种的区域建议还林还草,加强生态保护。     

基于遥感和GIS的新疆耕地变化及驱动力分析

为了研究新疆耕地变化趋势及其驱动力,利用1990、2000年TM影像及2005、2008年中巴遥感影像及其4期土地利用数据库和野外调查数据,应用遥感和GIS技术,对新疆近20年来耕地数量变化及区域差异进行分析,探讨了影响耕地动态变化的驱动因子。结果表明,近20年来新疆耕地总量一直在增长,但其年均净增速度呈先增后减的趋势,2000—2005年间达到峰值,耕地的动态变化主要是耕地与草地间的相互转化,中东、西北边缘地带的耕地面积相对变化较大。此外,影响新疆耕地开发的主要因素是人口增长和水土资源的限制,同时政策因素也具有一定的调控作用,但随着农业科技的进步,水、土资源对耕地开发的限制作用在逐渐减弱;影响耕地流失的主要因素由自然撂荒和建设占用逐渐转向人为弃耕和生态退耕,经济因素和政策因素成为耕地流失的主要驱动力,自然因素的影响在变小。     

江苏省耕地安全问题探讨

江苏省自然条件优越,经济发展处于全国前列,但在耕地安全上存在不少问题,如耕地减少与人口增加的反差日益明显,非农建设对耕地保护的强烈冲击,耕地肥力降低和退化加剧,耕田环境污染日趋严重。出现这些问题的主要原因是,种植业收入与成本倒挂,城镇与农村居民点建设失控,此外,也有政策和管理方面的原因。为实现江苏耕地安全,应全方位地改善农业生产的软环境,正确处理和协调城镇、乡村居民点建设与耕地保护的关系,大力进行农业结构调整,加大对城镇与农村土地的管理力度,并加强全民土地安全意识。     

土地利用结构与土地生产力的关系研究

论文从流域土地利用结构变化的角度出发,提出采用土地利用结构特征指数研究土地利用结构变化特征与土地生产力之间关系的方法。以晋西黄土丘陵沟壑区典型小流域--王家沟流域为例,考虑了当年光照、温度、降水等相同自然条件下土地生产潜力的变化趋势,揭示了土地利用结构特征指数与土地生产潜力、土地生产力挖潜指数间的关系,提出了流域土地合理利用的方向。     

黄土高原坡耕地沟蚀土壤质量评价

黄土高原坡耕地沟蚀广泛而严重。科学评价沟蚀土壤质量是侵蚀环境下土壤保育和利用的重要基础。论文以沟间土壤为对照,分析了坡耕地沟蚀对土壤质量单因子的影响并建立了沟蚀土壤质量综合评价模型。利用加权和法对黄土高原坡耕地不同沟蚀深度下土壤质量进行综合评价。结果表明：①沟蚀对坡耕地不同土壤质量因子的影响有较大差异。沟蚀导致土壤硬化,pH值增加,而土壤团聚体和养分含量（除全磷）随着沟蚀深度增加表现出明显的层次性,近似呈＂W＂型变化规律。②沟蚀深度对土壤质量的影响可以用幂函数y=0.866 8 x-0.142（R2=0.877）较好地拟合。微度侵蚀（〈5 cm）、中度侵蚀（5～30 cm）和重度侵蚀（30～50 cm）的土壤质量指数较沟间土壤分别降低了10.6%、27.9%和36.5%。沟蚀深度5 cm和30 cm是土壤质量显著下降的两个关键点。③反映沟蚀土壤质量的指标可以归为肥力因子、质地因子和结构因子三类。土壤有机质、水稳性团聚体、土壤比表面积和容重4项指标能够很好地反映土壤质量状况,可作为坡耕地沟蚀土壤质量的表征指标。     

乡镇企业发达区耕地健康评价与驱动机理研究

乡镇企业的快速发展对区域耕地利用与保护产生直接影响,也引致耕地健康状况发生显著变化。该文选取乡镇企业发达区域耕地为研究对象,构建由能值利用系数和耕地压力系数组成的耕地能值指数评价模型,结合由耕地质量、产能和土壤环境目标组成的耕地健康多层次模糊评价体系及模型,形成耕地健康综合指数（CLHI）评价模型,通过农户调查、采样分析获取基础数据,以GIS为工具,评价研究区域耕地健康状况。结果显示：乡镇企业发达区耕地健康状况堪忧,研究区耕地健康综合指数在0.412~0.677之间,分为健康、亚健康和不健康3个级别,其面积构成分别为35.23%、41.55%和23.22%;研究表明：乡镇企业污染排放对邻近耕地土壤环境产生直接危害,污染物还沿河流扩散,且乡镇企业的发展使农民多重视非农产业而影响区域的耕地产能状况。研究以期为同类区域开展耕地健康评价提供方法体系借鉴,为乡镇企业发达区耕地健康科学调控提供参考依据。     

干旱与半干旱地区土地生产潜力的测定──以新疆阜康县为例

本文探讨了一个通过土壤有效水分含量来确定土地等级和土地生产力的方法。这个方法采用倍增参量形式来确定土壤有效水分。其变量包括潜水位、土层厚度、土壤质地、坡度和盐分。此项研究证明用这种方法获得的土地初级生产力与实测值比较一致。因此，我们可以在类似环境下用这种方法估测土地生产潜力。     

基于粮食生产能力的耕地非农可转量测算模型

土地需求的增长性与土地稀缺性之间的不协调是土地利用规划需要重点解决的问题,合理确定区域耕地资源可转化为非农建设用地的数量具有重要价值。论文在保障区域粮食安全前提下,以耕地粮食生产能力为切入点,构建了基于粮食生产能力的耕地非农可转量测算模型(MMCLNT),并以河北省卢龙县为例,验证了该模型的可应用性。研究结果表明:①以粮食生产能力为基础的耕地非农可转量是一数值区间,其数值取决于非农转化耕地的质量;②应用该模型得到2020年卢龙县耕地非农可转量取值范围为851.87~1 547.86 hm²。以粮食生产能力为切入点的区域耕地非农转化定量分析,为协调土地利用规划提供了新的思路与方法。     

黄土高原坡耕地沟蚀土壤质量评价

黄土高原坡耕地沟蚀广泛而严重。科学评价沟蚀土壤质量是侵蚀环境下土壤保育和利用的重要基础。论文以沟间土壤为对照,分析了坡耕地沟蚀对土壤质量单因子的影响并建立了沟蚀土壤质量综合评价模型。利用加权和法对黄土高原坡耕地不同沟蚀深度下土壤质量进行综合评价。结果表明:①沟蚀对坡耕地不同土壤质量因子的影响有较大差异。沟蚀导致土壤硬化,pH值增加,而土壤团聚体和养分含量(除全磷)随着沟蚀深度增加表现出明显的层次性,近似呈"W"型变化规律。②沟蚀深度对土壤质量的影响可以用幂函数y=0.866 8 x ^-0.142(R²=0.877)较好地拟合。微度侵蚀(<5 cm)、中度侵蚀(5~30 cm)和重度侵蚀(30~50 cm)的土壤质量指数较沟间土壤分别降低了10.6%、27.9%和36.5%。沟蚀深度5 cm和30 cm是土壤质量显著下降的两个关键点。③反映沟蚀土壤质量的指标可以归为肥力因子、质地因子和结构因子三类。土壤有机质、水稳性团聚体、土壤比表面积和容重4项指标能够很好地反映土壤质量状况,可作为坡耕地沟蚀土壤质量的表征指标。