样本优化核主元分析及其在水质监测中的应用

核主元分析(KPCA)方法通过核变换将输入空间映射到高维特征空间,在特征空间进行主元分析。由于KPCA不适合大样本数据建模与分析,因此建模数据的选取非常重要,合理的数据样本可以简化运算,提高核主元分析的诊断准确度。文章提出一种优化数据样本的KPCA方法,利用相似度函数的方法实现样本优化,再建立核主元分析模型,提取数据特征信息,并将该方法应用到水环境监测的传感器故障诊断中,通过试验分析,验证了该方法的有效性。     

城镇化进程中用水量增长的门槛效应与动态作用机制分析

城镇化是发展中国家21世纪的主要发展趋势,在很大程度上主导着人口、经济和产业结构等各方面的转变,成为拉动用水量增长的关键因素。城镇化进程中城镇居民收入、人口结构、人口密度和人力资本等因素的变化,使得城镇化并非表现为线性发展规律,最终导致用水量也存在相应的门槛效应并呈现阶段性增长特征。本文首先对我国各地区城镇化水平和用水量进行统计分析,从地区层面直观描述我国城镇化水平和用水量的变化特征,然后采用面板门槛模型研究城镇化、城镇居民人均收入、人力资本、城市人口密度和人口年龄结构对于用水量的门槛效应,搜寻在城镇化进程中各人口因素对用水量影响的门槛点并分析阶段性变化特征,最后结合PVAR模型研究城镇化进程中各人口因素对用水量的动态影响和作用机制。门槛回归结果发现:城镇化对用水量的影响具有明显的阶段性特征,分别以城镇化和人均收入为门槛变量,超越门槛点后城镇化对用水量的弹性系数分别呈现先升后降的倒"U"型和先降后升的正"U"型变化趋势;以人力资本为门槛变化量,城镇化对用水量的拉动作用则不断减弱。脉冲响应结果显示:城镇化对用水量具有长期且稳定的正向冲击,而居民收入和人口年龄结构对用水量的正向冲击则逐渐收敛于零,人口密度和人力资本对用水量均具有负向冲击,且人口密度的负效应不断增强,而人力资本的负效应不断减弱。方差分解的结果表明,目前我国用水量的增长受自身的影响较大,除年龄结构外,人口密度、居民收入、人力资本和城镇化也具有小规模的贡献程度。     

基于Copula相依函数的安徽省气温与降雨量相关性研究

当前全球气候变暖大背景下,气温和降雨量的交互作用引致农业气象灾害频发,给农业生产造成破坏性风险损失,因此探讨气温与降雨量之间的动态相依关系尤为重要。搜集安徽省24个气象观测站1980~2014年的气温与降雨量日数据,对原始数据进行矩平均处理,使两组数据列满足独立同分布的要求。采用非参数核估计的方法确定气温与降雨量的边缘分布。根据降雨量和气温的均匀分布散点图和频数分布直方图可知,安徽省气温和降雨量之间呈现一定程度的负相依关系,即图形中表现出气温与降雨量的上下尾之间的对称性。综上分析,选择可以刻画两个变量具有上下尾对称关系的Copula函数对气温与降雨量的相依关系进行拟合,最终在平方欧式距离最小的原则下选定二元t-Copula函数做出气温与降雨量之间的联合概率密度函数图。研究结果发现:1据安徽省气温与降雨量联合概率分布可知,当降雨量上升时,气温下降;或气温上升时,降雨量会下降,气温与降雨量之间呈现为中等负相关关系(–0.280)。2极值相关性方面,从t-Copula密度函数图和上下尾相关系数看,安徽省气温与降雨量在极值方面具有较为明显的相依关系,表现为当气温和降雨量超过正常范畴时,二者相依关系从负相关转变为正相关,此现象多出现在极端气候条件下,例如极端高温和大暴雨时气温与降雨量的正相依性。     

河南省冬小麦晚霜冻害风险区划

基于河南省冬小麦遥感种植面积数据、DEM数据和111个气象站1971-2010年逐日最低气温资料,采用基于GIS的逐日最低气温空间插值技术,根据冬小麦晚霜冻灾度指标及其等级划分标准,计算各空间单元轻霜冻、中霜冻和重霜冻日数,综合考虑霜冻害日数和冬小麦实际种植面积比例因素,构建冬小麦晚霜冻害风险评价指数,分析河南省冬小麦不同等级晚霜冻害日数及其风险的区域特征.结果表明:河南省冬小麦轻霜冻日数高值区主要分布在河南省北部、东部和西部丘陵山区,中霜冻和重霜冻高值区以分布在西部丘陵山区为主,霜冻日数最大值分别为67 d、48 d和120 d;轻霜冻风险较高的区域主要分布在河南省除郑州地区以外的驻马店和南阳盆地以北地区,中霜冻主要分布在东部和西部丘陵山区,重霜冻主要分布在河南省西部丘陵地区,风险指数最大值分别为28％、18％和17％.总体上看,河南省冬小麦晚霜冻害日数和风险空间分布特征明显;轻霜冻日数及其风险的覆盖面积最大,其次为中霜冻,重霜冻最小;河南省的东部、北部和西部丘陵山区为晚霜冻害的主要防御区域,各级霜冻之间以防御轻霜冻为主.     

华北地区冬小麦干旱时空分布特征

根据作物气候指标距平,利用经验正交函数和小波分析方法,研究了华北地区冬小麦干旱的空间分布和时间演变特征。研究结果表明,主要有3种空间分布类型:以中西部为中心的全区一致型;西北、东南相反分布型,其正值中心分布在北京、霸州等区域,负值中心分布在济南、淄川、临沂等区域;东、西相反分布型,其正值中心分布在河北省东北部的唐山、秦皇岛和山东省的烟台、福山、海阳为等区域,负值中心分布在河北省的邢台、石家庄以及河南省的安阳和新乡等区域;3种空间分布型时间系数变化趋势都表明,20世纪90年代以后华北地区冬小麦干旱呈加重的趋势。     

基于谱修正方法的非高斯风场模拟

为克服基于H erm ite谱修正方法的缺点,减少该方法中计算H erm ite多项式系数所需耗费的大量机时,提出了一种模拟非高斯风压场的新方法,采用非高斯累积分布函数(CDF)映射技术来代替基于H erm ite的概率密度函数(PDF)修正。选择任意边缘PDF模型作为概率目标模型,采用目标功率谱密度(PSD)作为样本函数,通过迭代修正该样本函数,使其收敛于目标概率密度函数和目标功率谱密度。将该方法应用于实际结构的非高斯风场模拟,模拟结果与目标谱符合良好,表明本文方法模拟非高斯风场具有较高的精确度和计算效率。     

技术进步对中国电解铝能源消费回弹效应的影响——基于二级镶嵌式CES函数的实证研究

电解铝是典型的能源密集型产业,能源效率也是影响我国电解铝企业经济效率的关键因素。能源使用强度大和能源使用成本高都会直接影响到电解铝企业的可持续发展。近十年来,我国铝工业技术进步大大提高了电解铝能源的使用效率,但能源成本的增加,又大大的降低了电解铝能源的经济效率,与此同时,在这双重因素作用下,我国电解铝产能及能源消费总量都在急剧上升。那么技术进步是否带来了电解铝能源的回弹效应呢?本文基于新古典经济增长理论,以二级镶嵌式CES函数为基础,按照索罗模型估算了我国电解铝企业1996-2011年的技术进步贡献率,并利用这一结果估算了我国电解铝能源消费的回弹效应。实证结果表明:技术进步是我国电解铝能源消费效率提高的主要因素,但同时也引起了我国电解铝企业能源消费的回弹效应;其次,近几年电解铝用电价格的不断攀升,没有对我国电解铝无序状态起到很好的调控政策,需要采取更为有效的其他政策来规范电解铝行业的发展,以优化我国电解铝资源配置,促进电解铝健康发展和减少能源浪费。     

上海与周边客源地间的旅游业经济联系——基于微博受众群体短期出行类型分析

以上海周边地区的新浪微博用户为研究对象,采集其有关上海的博文和评论,通过词频统计、高频词共现网络、出行特征集合以及客源地经济差异函数,分析以上海为目的地的周边地区人口短期出行类型,探究上海与周边地区间旅游业经济联系的辐射、接受作用及其协调性,从短期旅游视角为上海旅游业经济发展提出合理建议。结果表明：(1)不同微博群体出行上海的频次有明显不同,客源地与上海旅游业经济的辐射力、接受力及其差量、效率既存在差别,又在一定范围内具有一致性,故将上海周边客源地划分为5类,其中合肥、嘉兴、舟山、南通表现最佳;(2)以医疗为目的和周期性商务、学习交流为主的群体对上海旅游业经济有稳定的促进作用,且周期性商务、学习交流群体的信息、出行成本最低,其他类型成本呈“点状”或“梯度”分异;(3)道路通达性与客源地经济差异系数拟合曲线呈“反抛物线”型,其对客源地与上海的旅游业经济协调性有明显影响。     

基于GIS的芜湖市耕地地力评价

为了解芜湖市耕地地力状况,以及为市级决策者进行农业结构调整提供科学依据,在GIS和省级耕地资源管理信息系统支持下,采用特尔菲法、层次分析法以及模糊评价等数学方法建立芜湖市耕地地力评价体系及其模型。根据综合地力指数曲线斜率的突变点结合专家经验,将芜湖市耕地划分成5个等级,其中一等地占总耕地面积的14.76%,二等地占27.96%,三等地占35.62%,四等地占13.98%,五等地占7.68%。对每个等级从评价因子层次进行深入分析,并给出相应的利用对策。     

城镇化进程中的江苏水资源承载力研究——基于组合赋权和升半Γ型分布函数

水资源承载力评价是把水资源利用和生态环境问题综合考虑的一种研究手段,其结果可以用来清晰判断一个区域经济社会的发展潜力。在层次分析法和变异系数法组合赋权的基础上,运用基于PSO优化的升半Γ型分布指数,对2003~2013年江苏省的水资源承载力进行评估。结果表明,太湖蓝藻事件爆发是促进江苏水资源承载力提高的重要转折点,2003~2008年江苏水资源承载力处于Ⅱ级承载力水平,均值为0.414,2009年起提升至Ⅲ级水平,此后承载力水平虽略有波动,但始终处于Ⅲ级的最高状态。对比江苏城镇化进程,认为注重两型社会和生态文明建设的城镇化进程可以较大幅度提升水资源的承载力。据此,提出通过供给侧改革转变经济发展模式、全员参与推进节水型社会建设以及统筹协调加强太湖流域管理等对策。