贫困退出背景下返贫脆弱性评价——融合区域与个体的新视角

精准识别返贫脆弱性,预防和化解返贫风险是“后扶贫时代”的工作重点。基于区域与个体尺度融合的新视角,运用BP神经网络法、熵值法和偏相关分析法对六盘山、秦巴山和大别山三大集中连片特困区进行返贫脆弱性评价与影响因素分析。研究发现：（1）三大集中连片特困区返贫脆弱度大致呈现由西向东递减的空间格局;（2）三个典型县区域和个体返贫脆弱性评价结果均显示古浪县>新县>栾川县;（3）高返贫风险县域中,高生态暴露度特征最为显著,而高返贫风险家庭中,生计动力不足特征最为明显;（4）区域返贫脆弱性主导因子为自然环境禀赋和经济发展水平,个体返贫脆弱性主导因子则为家庭劳动力综合素质、家庭收入、生计来源多样性、家庭成员健康状况和婚姻成本等。     

京津冀臭氧污染特征、气象影响及基于神经网络的预报效果评估

基于生态环境监测和气象观测数据,分析了2016~2020年京津冀13个城市臭氧（O₃）浓度特征,讨论了O₃污染高发月份日最高温度（T_max）、日均地面气压（p）、日均地面相对湿度（RH）和日均地面风速（v）等气象要素对O₃-8h浓度和O₃-8h超标情况的影响规律,并采用AQI级别预报准确率、O₃浓度范围预报准确率和O₃级别预报准确率等方法,评估了基于神经网络的O₃统计预报效果.结果表明,2016~2020年期间京津冀13城市ρ（O₃-8h-90per）分别为157.4、177.2、177.3、190.6和175.6μg·m^-3,区域臭氧浓度5a上升了11.6%,2016~2019年期间总体呈波动上升趋势,2020年环比下降;2020年与2016年相比,除北京、张家口和承德略有下降外,其他10个城市ρ（O₃-8h-90per）上升了6~45.5μg·m^-3.O₃-8h月均值呈现"两头低,中间高"现象,ρ（O₃-8h）在4~9月的月均值超过了100 μg·m^-3,在6月最高,为158.10 μg·m^-3.城市O₃-8h超标率范围为8.6%~19.2%,97.8%的O₃-8h超标情况发生在4~9月.区域尺度上O₃-8h浓度与日最高温度相关性最强,当T_max在25~28℃区间时,所有城市开始出现O₃-8h超标.O₃-8h浓度与日均地面气压呈负相关关系;当RH在60%以下时,大部分城市O₃-8h浓度随相对湿度上升缓慢增长;当RH在61%~70%以上时,大部分城市O₃-8h浓度随日均相对湿度上升而下降.O₃-8h超标时的地面主导风向主要为偏南风,大部城市O₃-8h浓度高值易集中出现在2~3m·s^-1及以下低风速区间.OPAQ统计模式提前1~9 d预报相关系数范围为0.72~0.86,AQI级别预报平均准确率为67%~86%,O₃-8h浓度范围预报平均准确率为63%~84%.在O₃-8h超标情况多发的4~9月,模式对O₃轻度污染和O₃-8h超标情况提前3 d预报准确率分别为69%和66%,可为O₃-8h超标管控提供参考依据.     

基于时差相关分析和模糊神经网络的白洋淀流域水环境承载力评价预警

为实现水环境承载力评价和预警,运用耦合DPSR模型和时差分析方法构建了白洋淀流域水环境承载力监测预警指标体系,并结合神经网络与模糊数学构建了T-S模糊神经网络模型,根据控制图法确定了监测预警指标阈值,解决了水环境系统的随机性和模糊性问题,最终实现了白洋淀流域水环境承载力的有效评价和预警。结果表明:1)白洋淀流域水环境承载力在2012-2015年处于较弱承载状态,在2016,2017年处于中等承载状态,现状评价等级由Ⅳ级(橙色警灯)转变为Ⅲ级(黄色警灯);2)在现状发展趋势下,2018-2035年白洋淀流域水环境承载力整体呈先上升后下降趋势,自2026年以后流域水环境整体呈恶化状态,水环境承载力逐渐从中等承载(黄色警灯)向较弱承载(橙色警灯)和弱承载状态(红色警灯)转变;3)未来区域人口的增长和雄安新区的快速发展会给白洋淀流域水环境带来巨大压力,因此可加大区域水环境保护力度,实施基于空间单元的精细化环境管控方案,推动区域经济绿色转型,促进区域水环境质量全面改善和良性发展,以提高区域可持续发展水平。     

基于神经网络的黄柏河东支流域水质遥感估算

水质安全是水环境中的关键因素,流域中复杂的空间差异一直是水质估算精度不高的主要原因。文章提出采用一阶微分算法提高遥感影像数据与实测水质参数之间的相关性,利用遥感影像数据与流域库区空间划分条件作为BP神经网络的输入模拟流域空间结构建立高精度水质反演模型。以黄柏河东支流域尚家河水库坝址以上流域为研究对象,基于Landsat-8遥感影像数据,选取主要水质参数：氨氮、总磷、高锰酸盐指数。经验证模型达到“优”精度等级,估算值与实测值最小决定系数为0.85、最小纳什效率系数为0.82、最小百分比偏差值为-9.51%、最大均方根误差与标准值比值为0.42。从水质参数估算结果空间分布图确定流域中玄庙观水库以氨氮浓度为代表污染最为严重。     

驾驶员注意涣散检测技术研究

通过对注意涣散时驾驶员头部运动及面部表情变化特征的分析,系统实时监测驾驶员眼睛、嘴巴位置和运动状态信息,构建驾驶员注意涣散特征表征参量,实现对驾驶员注意涣散状态信息的检测与提取。驾驶员注意涣散表征量具有复杂的非线性特征,利用BP神经网络非线性识别的优势对驾驶员注意特征进行模式分类,实现驾驶员不同注意涣散状态下的特征捕捉。同时采用Dempster-Shafer证据推理技术,对驾驶注意涣散多源表征信息进行决策融合,实现对驾驶员注意涣散状态的判断。结果表明,BP神经网络与D-S规则多源信息决策融合技术的运用提高了驾驶员注意涣散特征检测的准确性和可靠性。     

基于信息融合的自然灾害等级评估方法研究

为对自然灾害灾情等级进行准确评估,在BP神经网络模型的基础上,结合DS证据理论建立基于信息融合的自然灾害灾情等级评估模型。该模型通过对输入的灾害评估指标数据进行分类,建立网络组,对网络组的输出,建立对于各类信任度的基本概率分配函数,最后利用DS证据理论融合,从而实现灾害的最终等级评估。在MATLAB环境下,以我国45个自然灾害的灾情历史资料数据为训练样本进行模型训练,并对2009年自然灾害灾情进行评估测试。结果表明,该模型能改善单一BP神经网络不稳定、误差大的缺点,得到较优的结果。     

基于BP神经网络方法的引滦入津工程黎河段水质预测研究

根据引滦入津工程黎河段前毛庄断面水质监测数据,采用BP神经网络与非线性时间序列相结合的方法,建立BP网络非线性时间序列水质模型.应用该模型对氯化物和氨氮水质指标进行预测.结果表明,模型预测精度较好.通过预测结果验证了模型的可靠性.与机理性模型相比,提出了该模型的应用条件及优缺点.     

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.     

基于ANFIS的铣刨机切深精度预测

针对某地区松软地表随地形等厚度铣刨的要求,提出了一种机械接触式"恒压力"地形探测器应用于铣刨机。铣刨机切深精度除了受切深控制系统本身影响外,铣刨鼓转速、行进速度、切削深度和地形探测器接地压力等工艺参数的合理设置和匹配也很关键。基于铣刨工艺参数实验,建立自适应模糊神经网络的铣刨机切深精度预测模型,实现了在给定输入参数条件下,对切深精度的准确预测,经过实验验证,平均预测误差不大于5%。     

基于前向神经网络的广义环境系统评价普适模型

为了建立由水环境、空气环境、生态环境、水资源环境、灾害环境、遥感环境、社会经济环境等不同环境系统组成的广义环境系统评价都能普适、通用的神经网络模型,针对BP神经网络因收敛速度慢、易于陷入局部极值而使实用性受限的缺陷,提出以双极性sigmoid函数作为网络隐层节点(神经元)的激活函数,而网络输出为所有隐层节点输出的线性求和的前向神经网络的广义环境系统评价模型.在设置广义环境系统指标参照值和指标值规范变换式,并对指标值进行规范变换的基础上,分别构建了适用于广义环境系统评价的任意2个指标规范值的前向神经网模型(NV-FNN(2)结构)和任意3个指标规范值的前向神经网模型(NV-FNN(3)结构).而对于指标较多的广义环境系统评价,只要将多指标分解为以上2个指标和3个指标的两种简单结构的前向神经网络的广义环境系统评价模型的组合表示即可.理论分析和实例检验结果表明:该模型对任意广义环境系统的规范指标值皆普适、通用,因而使不同环境系统的评价变得简洁、统一.规范变换和优化算法相结合的建模思想和方法对简化广义环境系统评价的多元回归、投影寻踪回归、回归支持向量机和径向基神经网络建模亦有借鉴和启迪作用.