基于支持向量机的采空区稳定性分级

针对采空区稳定性分级的影响因素众多且关系复杂的特点,提出采用支持向量机理论对采空区稳定性进行分级。根据分级评价指标选取原则,选取岩体结构、地质构造、岩石的质量指标、地下可见水、地下水体、周边开采的影响、相邻空区的情况、工程布置、跨度、面积、高度、矿柱的尺寸及布置、埋藏深度和采空区的规格14个影响因子,建立了采空区稳定性评价指标体系,引入支持向量机理论,选择有向无环图方式构造多类分类器,得到采空区稳定性分级的支持向量机模型。将该模型用于山东黄金矿业西山矿区的25个采空区进行分级,并与未确知测度方法的分级情况     

应用支持向量机评价土壤环境质量

基于野外采样和室内分析相结合的方法,采用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)对羊草沟煤矿研究区表层土壤样品中的Cd、Cr、Zn、Pb和Cu含量进行测定,应用非线性支持向量机模型中的分类支持向量机,选用sigmoid核函数,利用MATLAB编写程序,进行土壤环境质量评价,并利用模糊综合评判法对评价结果进行验证.在此基础上,运用对应分析方法对样品和变量进行了关联分析,进一步了解重金属污染特征.评价结果表明,研究区土壤环境质量多为Ⅰ类,与模糊综合评判法的相同率达到91.67%,将支持向量机用于土壤环境质量评价是可行的.相比于传统的评价方法,支持向量机采用结构风险最小化原则,将复杂的非线性问题转化为线性问题,成功的解决了多分类、高维运算等问题.     

Meta-analysis of susceptibility of woody plants to loss of genetic diversity through habitat fragmentation

Shrubs and trees are assumed less likely to lose genetic variation in response to habitat fragmentation because they have certain life-history characteristics such as long lifespans and extensive pollen flow. To test this assumption, we conducted a meta-analysis with data on 97 woody plant species derived from 98 studies of habitat fragmentation. We measured the weighted response of four different measures of population-level genetic diversity to habitat fragmentation with Hedge's d and Spearman rank correlation. We tested whether the genetic response to habitat fragmentation was mediated by life-history traits (longevity, pollination mode, and seed dispersal vector) and study characteristics (genetic marker and plant material used). For both tests of effect size habitat fragmentation was associated with a substantial decrease in expected heterozygosity, number of alleles, and percentage of polymorphic loci, whereas the population inbreeding coefficient was not associated with these measures. The largest proportion of variation among effect sizes was explained by pollination mechanism and by the age of the tissue (progeny or adult) that was genotyped. Our primary finding was that wind-pollinated trees and shrubs appeared to be as likely to lose genetic variation as insect-pollinated species, indicating that severe habitat fragmentation may lead to pollen limitation and limited gene flow. In comparison with results of previous meta-analyses on mainly herbaceous species, we found trees and shrubs were as likely to have negative genetic responses to habitat fragmentation as herbaceous species. We also found that the genetic variation in offspring was generally less than that of adult trees, which is evidence of a genetic extinction debt and probably reflects the genetic diversity of the historical, less-fragmented landscape.     

Varying responses of northeastern North American amphibians to the chytrid pathogen Batrachochytrium dendrobatidis

Chytridiomycosis, caused by Batrachochytrium dendrobatidis (Bd), is widespread among amphibians in northeastern North America. It is unknown, however, whether Bd has the potential to cause extensive amphibian mortalities in northeastern North America as have occurred elsewhere. In the laboratory, we exposed seven common northeastern North American amphibian species to Bd to assess the likelihood of population-level effects from the disease. We exposed larval wood frogs (Lithobates sylvaticus) and postmetamorphic frogs of six other species to two different strains of Bd, a northeastern strain (JEL404) and a strain that caused die-offs of amphibians in Panama (JEL423), under ideal in vitro growth conditions for Bd. Exposed American toads (Anaxyrus americanus) all died; thus, this species may be the most likely to die from Bd-caused disease in the wild. Both Bd strains were associated with mortalities of wood frogs, although half the metamorphs survived. The Bd strain from Panama killed metamorphic green frogs (L. clamitans), whereas the northeastern strain did not, which means novel strains of Bd may lead to death even when local strains may not. No mortality was observed in four species (bullfrogs [L. catesbeianus], northern leopard frogs [L. pipiens], spring peepers [Pseudacris crucifer], and blue-spotted salamanders [Ambystoma laterale]) and in some individuals of green frogs and wood frogs that we exposed. This finding suggests these six species may be Bd vectors. Our results show that systematic exposures of amphibian species to Bd in the laboratory may be a good first step in the identification of species susceptible to Bd-caused declines and in directing regional conservation efforts aimed at susceptible species.     

基于高光谱技术的土壤镉污染分级评价研究

提出一种利用高光谱技术进行土壤镉污染分级评价的方法。以FieldSpec 3地物光谱仪采集厂矿区土壤光谱反射率175份,随机分成校正集（135份）和检验集（40份）。光谱经小波去噪和标准归一化（SNV）处理后,以主成分分析法（PCA）降维。将降维所得的前5个主成分数据为输入变量,分别采用Fisher线性判别、Byes逐步判别、模糊模式识别、BP-ANN判别以及SVM 5种方法建立了土壤镉污染分级评价模型,并利用40个未知样对模型进行检验。结果表明：Fisher线性判别准确率为77.5%,Byes逐步判别与模糊模式识别预测为80.0%,BP-ANN模型预测精度为82.5%,SVM模型预测精度最高,达85.0%。说明采用高光谱技术进行土壤镉污染分级评价是可行,其中SVM是建模的优选算法。     

基于多类支持向量机的化学物质生态危害分类研究

应用多类支持向量机(M-SVMs)方法研究了化学物质生态危害程度的分类,以提高分类的准确性和效率.对采集到的61种环境优先污染物的环境行为和生物毒性方面的7项指标进行相关性分析,建立了M-SVMs分类模型并对数据集进行10折交叉验证以评价模型的分类能力,运用所建模型对7种化学物质的生态危害进行预测.结果表明,去除与鱼毒有信息重叠的溞毒指标,选取鱼毒、藻毒、降解性、蓄积性、分配系数和吸附系数6项指标用于构建M-SVMs分类模型;M-SVMs模型识别率较高,交叉验证平均分类正确率达86.89％;对7种化学物质生态危害的预测结果与实际情况基本相符.     

基于MFOA-SVR露天矿边坡变形量预测研究

为实现边坡危险性及时预警预报,以露天矿边坡变形量为研究对象,提出采用七项影响指标作为边坡位移变形量的响应参数,建立支持向量机回归预测模型(SVR)。引入修正的果蝇优化算法(MFOA)对模型参数进行优化,构建基于MFOA-SVR露天矿边坡变形量协同预测模型,并以实际监测数据进行模型仿真预测。结果表明:该模型平均绝对误差为0.9167mm,平均相对误差为4.2737%,较其他模型预测精度高,综合性能好,将其运用于露天矿边坡变形量预测研究具有较好的适用性和可靠性。     

基于粗糙集和支持向量机的标准农田地力等级评价

标准农田是耕地的精华,是确保国家粮食安全的关键。科学评价标准农田地力等级对标准农田培肥和土壤改良有着重要意义。将粗糙集(Rough Set,RS)理论和支持向量机(Support Vector Machine,SVM)相结合,提出了基于RS和SVM的标准农田地力等级评价方法,同时,利用遗传算法的并行搜索结构和模拟退火的概率突跳特性,提出了GASA优化SVM参数算法。该方法首先在确定标准农田地力等级评价指标的基础上,利用地力调查样本数据及传统的指数和法评价结果构建RS决策表,应用RS穷尽算法对决策表进行约简,剔除冗余的评价指标,然后用约简后的评价指标作为SVM的输入,运用GASA优化SVM参数算法对SVM进行训练,建立标准农田地力等级的RS-SVM评价模型。应用该方法对温州市鹿城区标准农田地力等级进行评价,与未用RS约简的SVM模型和BP神经网络模型评价结果进行对比,SVM模型和BP神经网络模型的输入指标数均为15个,其评价正确率分别为100%和90%;RS-SVM模型的输入指标数为14个,其评价正确率分别为100%,结果表明,该方法通过RS约简评价指标后,SVM评价精度并没有降低,但降低了SVM输入向量维数和计算复杂度,提高了训练效率;SVM 用于标准农田地力等级评价,具有比BP神经网络更高的评价精度,可有效用于标准农田地力等级评价,为耕地地力评价提供了新方法。     

基于遥感影像的木兰溪水质参数反演

水质监测对水环境评价及污染预防至关重要,但地面监测成本高、监测面积有限等,难以满足实时、大范围监测的要求。为了更好地解决该问题,基于遥感影像的空中监测技术越来越得到研究人员的青睐。以木兰溪为研究区,利用和地面监测数据同步的Landsat-8卫星遥感影像数据,对木兰溪的典型水质参数总磷、总氮、溶解氧、高锰酸盐指数的反演问题进行研究。首先,根据Landsat-8的水体敏感波段,分别选取总磷、总氮、溶解氧、高锰酸盐指数的反演特征波段组合为(b1-b2)/(b2+b3),(b1-b2)/(b3-b4),b2/(b1+b4),b1/b2;其次,利用反演特征波段组合分别构建总磷、总氮、溶解氧、高锰酸盐指数浓度的SVR(Support Vector Regression)反演模型,通过IPSO算法对SVR模型的参数进行优选;然后,将IPSO-SVR反演模型和统计回归反演模型、广义回归神经网络(GRNN)反演模型在验证集上进行评估,以平均绝对误差和均方根误差作为评价指标进行对比分析,结果表明IPSO-SVR反演模型的平均绝对误差和均方根误差最小,说明IPSO-SVR反演模型具有较高的精度和较好的实用性...     

中国天然气价格管制的碳排放及经济影响——基于非完全竞争CGE模型的模拟研究

中国天然气产业的最大特点是垄断程度较强,政府对天然气产业的各个环节均存在价格管制。鉴于此,本文通过构建CGE模型以期全面量化分析政府对天然气产业价格管制政策变动产生的影响,从而为政府制定决策提供可供借鉴的依据。与以往的研究不同,本文构建的静态CGE模型,不仅刻画了天然气产业非完全竞争的市场结构还刻画了政府对天然气产业的价格管制行为。运用该模型,本文分别从消费侧以及供应侧的角度模拟了政府对天然气产业价格管制政策变动对我国碳排放及经济的影响,并且从经济结构以及能源消费结构的角度进一步分析了天然气价格管制政策变动的二氧化碳排放机制。模拟结果表明:1消费侧价格管制。提高天然气价格能够通过产业结构调整以及能源消费结构调整降低经济主体对天然气的消费进而降低二氧化碳的排放,同时由于天然气市场规模的缩小导致天然气产业的超额利润率有所下降。提高天然气价格提高了居民消费价格指数(CPI),降低了实际GDP以及居民福利水平。降低天然气价格对二氧化碳排放的影响、传导机制以及经济影响与提高天然气价格产生的影响类似,但是作用效果基本上相反。2供应侧价格管制。取消天然气供应侧价格管制能够通过优化要素配置促进实际GDP的增长、居民福利水平的改善并且降低居民消费价格指数(CPI),在收入效应的作用下不仅提高了经济主体对天然气的消费还提高了对能源总量的消费,从而增加了二氧化碳排放,同时由于天然气市场规模的扩大促进了天然气产业超额利润率的增长。因此,应该逐渐建立完善的天然气价格管理体制,确保天然气资源的有效利用;对天然气产业超额利润率进行管控,避免产生较大的负面收入分配效应;逐步取消天然气供应侧的价格管制,打破行政垄断,引入市场竞争机制,推动天然气产业的市场化进程。