规范变换降维与误差修正结合的环境系统的一元线性回归预测

针对高维、非线性环境系统的传统预测模型存在结构复杂、收敛速度慢、求解精度低的局限,提出对环境系统预测量及其影响因子进行幂函数与对数函数相结合的规范变换.此规范变换能使变换后的各影响因子皆等效于一个线性化的规范因子,从而将多因子、非线性的预测建模简化为简单的一个"等效"规范因子的一元线性回归建模;并对预测样本的模型输出进行误差修正,以提高样本的预测精度.在规范变换的基础上,由有m个规范因子的每个建模样本生成一个规范因子的m个"等效"训练样本,n个建模样本共生成N=m×n个训练样本.应用最小二乘法,建立基于规范变换的一元线性回归预测模型.将基于规范变换的一元线性回归预测模型与相似样本误差修正法相结合,分别用于某市5个点位的SO_2浓度预测和南昌市城市降水酸度pH值预测及某河段COD_(Mn)预测,并与多种传统预测模型和方法及基于规范变换与误差修正的3种智能预测模型的预测结果进行了比较.结果表明:该预测模型用于3个实例预测的相对误差绝对值的平均值分别为1.14%、0.49%和1.45%;最大相对误差绝对值分别为2.22%、0.87%和1.85%,与基于规范变换与误差修正的3种智能预测模型的相应误差几乎没有差异,甚至还要小;均远小于多种传统预测模型和方法的相应误差,其预测精度甚至提高了一个数量级以上.基于规范变换与误差修正的一元线性回归预测模型简单、预测精度高、稳定性好,不存在"维数灾难",因而可广泛用于任意系统的预测建模.     

最近邻抽样回归模型在水环境预测中的应用

介绍了最近邻抽样回归模型(NNBR)进行单因子和多因子预测建模的基本思想和算法.该模型概念清晰,结构简单,不需对研究对象的相依形式和概率分布形式作假定,也不需估计太多的参数,是一类数据驱动的非参数预测模型,具有潜在的优势.通过水环境中的两个实例进行了预测应用,结果表明,预测效果较好,并与投影寻踪回归模型(PPR)进行了对比.     

水质综合评价的投影寻踪模型

为检验水质评价标准的合理性，解决各单项水质指标评价结果的不相容问题，提高水质评价模型的分辨率，提出了一种新的模型－投影寻踪模型，它的评价结果是实数值。实例的计算结果表明，该方案是有效的和通用的，可应用于各种环境质量综合评价中。     

用投影寻踪回归进行大气颗粒物的污染源解析

 应用投影寻踪回归技术（PPR）对大气颗粒物的污染源成分谱和大气采集样本中的元素测试数据进行分析，得到大气颗粒物的污染源的权重贡献率的一种原解析新方法该方法应用于上海大气颗粒物的污染源的解析,结果表明，影响上海市大气颗粒物的主要污染源是建筑尘、土壤尘、燃煤尘和冶金尘它们的平均贡献率之和十占全部尘源的85%以上     

基于集对分析的降水酸度及水质相似预测模型研究

应用集对分析法刻画历史样本之间的相似性,用多个最相似的历史样本的加权平均值作为当前样本预测值,建立了基于集对分析的降水酸度及水质相似预测模型(SFM-SPA),并运用该模型进行了降水酸度及水质预测的实例验证。结果表明,在主要影响因子选择适当、历史样本的代表性和相似性较好等限定条件下,利用模型进行环境预测是可行的,它较直观、计算简便,为环境污染预测提供了新的途径。     

基于B－P网络的水质营养状态评价模型及其效果检验

选取与ＴＳＩｃ为０，５０，１０相应的水质营养状态作为３个建模样本，以ｃｈｌ－ａ，ＴＰ，ＴＮ和ＳＤ４个水质参数作为样本的输入特征，建立了Ｂ－Ｐ网络的水质营养状态评价模型。该模型应用于全国３０个湖泊水质的营养状态评价，获得了较好的检验效果。     

基于遗传算法优化的普适卡森指数公式

 在适当设定湖泊富营养化指标“基准值”的情况下,用相对于“基准值”的指标相对值替换Carlson指数公式中的指标值,公式中的系数可视为与指标特性无关.采用遗传算法对公式中的待定系数进行优化,得到对多项指标都通用的富营养化的普适Carlson指数公式.并用折衷型激励功效函数法对单项指标Carlson指数赋权,计算综合指数.公式已被用于我国50多个湖泊、水库的营养状态评价,证实了其正确性.该公式计算简单,使用方便,具有客观性、可比性和通用性.     

环境监测优化布点的人工神经网络模型

采用B－P算法的人工神经网络,对选定的标准样本进行训练,用训练结束后网络的稳定权值和阈值,并结合标准样本的网络输出,即可对环境监测样点进行优选。应用于大气环境监测优化布点的实例结果表明,人工神经网络用于环境监测优化布点是可行的     

降雨随历时变化标度性质的探讨

降雨公式是水文计算的基本依据之一，也是工程师和水文学家十分关心的问题。长期以来水文中采用的降雨公式是基于大量降雨资料而建立起来的经验公式，多年的实践表明该公式能客观地反映降雨特性，计算结果符合实际，但是对该公式的理论基础却不太清楚。着眼于降雨在时间上的自相似性，将标度理论应用于降雨时间尺度问题，对降雨强度随历时变化的标度性质进行了研究，探讨了降雨公式的理论基础。由标度理论阐述了降雨标度性质（标度不变性）在时间尺度上的意义，并用此理论研究了成都望江楼站的降雨资料，计算了该站不同历时下降雨强度的各阶矩和变差系数，研究的结果表明，在一定的时间尺度范围内，降雨强度随历时变化确实具有多标度性质。最后由降雨强度随历时变化的标度性质推导出降雨公式，说明了降雨公式是降雨在时间尺度上标度特性的表示。