加速遗传算法在马斯京根洪水演算模型参数估计中的应用

为提高马斯京根洪水演算模型参数估计的准确性、稳定性和工作效率,根据马斯京根洪水演算模型的基本假定把模型参数估计问题转换为相应的优化问题,并提出用加速遗传算法(AGA)同时优化模型参数。实例计算的结果说明了用AGA进行参数估计的有效性和较高的演算精度,实现了参数估计的优化和简化,在洪水灾害管理中具有推广应用价值。     

基于高光谱与多光谱植被指数的洪河沼泽植被叶面积指数估算模型对比研究

以洪河国家级自然保护区为研究区,2009年8月中旬,在研究区野外实测沼泽植物冠层的光谱反射率和叶面积指数(LAI),将地面实测的植物高光谱反射率以Landsat-5 TM波段范围为基准进行波谱重采样,以重采样后的光谱反射率计算多光谱植被指数,用几种常见的高光谱和多光谱植被指数建立估算沼泽植被叶面积指数的统计回归模型,对比这些模型的精度,选出最优模型.研究结果表明,用各植被指数建立的估算沼泽植被叶面积指数的回归模型分别为二次函数、对数函数或指数函数;各模型对沼泽植被叶面积指数的反演精度差别较大;在全波段高光谱植被指数中,用全波段归一化植被指数H-FNDVI(R930,R515)构建的估算沼泽植被叶面积指数的模型最佳;在常规高光谱植被指数中,用修正简单比率H-MSR构建的估算沼泽植被叶面积指数的模型最佳;在多光谱植被指数中,用多光谱归一化植被指数M-NDVI构建的估算沼泽植被叶面积指数的模型最佳.对比发现,由多光谱数据提取的植被指数构建的模型对研究区LAI的估算效果不太理想,而从实测高光谱数据提取的窄波段特有植被指数构建的估算沼泽植被叶面积指数模型表现出较明显的优势,表明窄波段植被指数更适合用来监测沼泽植被叶面积指数.     

我国气候异常直接经济损失预测模型

为加强防灾减灾的预评估,建立了气候异常直接经济损失统计预测模型.模型由时间序列趋势项T(t)、气候异常影响项P(t)和随机波动项S(t)构成,在用统计资料进行模型参数估计的基础上,模拟预测了1989～1999年直接经济损失,模型整体拟合效果良好(R2=O.9847,F=150.45).分别选取不同的SAAO/GDPPI比值,用模型对2000年气候异常直接经济损失进行预测,预测值均比1999年有所增加.模型预测结果显示,增加农业和减灾投入强度SAAO/GDPPI,可以大幅度减少气候异常直接经济损失.     

288.15～323.15 K下氯化锂、硫酸锂溶液的密度及表观摩尔体积研究（英文）

用振荡管密度计测定了常压下,温度在288.15-323.15K范围内不同离子强度的LiCl和Li_2SO_4溶液的密度,计算了两种锂盐在不同温度下的表观摩尔体积,溶液的浓度范围分别为(0.1~18.9)mol·kg-1及(0.03~3.0)mol·kg-1。用Pitzer离子相互作用模型拟合了LiCl和Li_2SO_4不同温度下的的Pitzer单电解质体积参数,模型的计算值与实验值相吻合良好。     

基于多光谱遥感的扎龙湿地湖泡水深反演研究

以扎龙湿地龙泡子为研究对象,利用58个实测水深数据和季相最接近的Quick Bird数据,建立湖泊水深的反演模型。探索性地建立了单波段和多波段组合的线性(多元)回归模型、指数模型、二次多项式模型、微分模型和对数模型等;通过对比模型的决定系数R2,比较模型精度;线性模型、对数模型、指数模型和幂指数模型的R2小于0.5,而二次多项式模型和多元线性回归模型的R2大于0.5,精度相对较高;筛选出拟合度较高的模型,用20个实测验证样本,采用相对误差和均方根误差进行模型精度评价;最后,利用精度较高的模型,进行龙泡子水深反演计算。水深反演结果表明,用选出的模型反演得到的龙泡子水深基本一致,为170~200 cm,即使有稀疏的水草覆盖,依然可以表现出水深渐变的趋势。以蓝、绿、红和近红外波段多光谱遥感反射率为自变量,建立的线性湖泡水深反演模型y=123.990-3.332B1+183.859B2-237.133B3-37.143B4(y为水深;B1、B2、B3和B4分别为蓝、绿、红和近红外波段的水体反射率),能较好地反演扎龙湿地湖泡的水深。     

基于动态约束的元胞自动机与复杂城市系统的模拟

为获得复杂城市系统更理想的模拟效果,提出时空动态约束的城市元胞自动机(CA)模型。用不同区域、不同时间新增加的城市用地总量作为CA模型的约束条件,形成时空动态约束的CA模型,并利用该模型模拟1988—2010年东莞市和深圳市城市扩张过程。结果表明,利用CA模型模拟的1993年城市用地总精度比静态CA模型提高了5.86%,而且模型中的动态约束条件可以反映城市发展的时空差异性。     

基于图结构的城市道路短时交通流量时空预测模型

准确、实时的城市短时交通流量预测可为驾驶员提供实时的道路状况预警,是城市智能交通系统发展的重点之一.考虑交通流量数据的时空特征,该文提出一种基于注意力机制的GC-GRU时空预测模型(STGCGRU),模型输入根据交通流量时间特性划分为邻近片段、日周期片段、周周期片段3类,以嵌入图卷积(GC)计算的门控循环单元(GRU)作为基本单元搭建Encoder-Decoder模型框架.其中,GC用以捕捉城市道路图中的空间特征,GRU用以捕捉交通流量时序特征,注意力机制用以调节交通流量的趋势变动性.基于北京市出租车GPS轨迹数据集的实验结果表明,该模型适用于短时交通流量预测,预测精度随预测时长减少而升高;未添加周期性信息模型的预测精度优于常规基准模型,添加周期性信息后预测精度提升,并优于添加周期性信息的DeepST模型.对比不同交通情况,该模型可捕捉易堵路段交通流量的趋势变动性,晚高峰时期预测精度更高,但对交通流量的突增突减不敏感.     

矢量数据在多尺度栅格化中的精度损失模型探讨

在进行空间分析时,由于栅格数据便于空间分析,因而通常将矢量数据转化成栅格数据进行空间分析。在转化过程中,采用不同尺度的栅格大小会造成怎样的精度损失?精度损失、栅格大小和平均斑块大小之间的关系是否可以用模型来表达?本文正是针对这样的问题,以重庆市1∶10万的土地利用矢量数据为例,探讨了在不同尺度栅格大小(从30m×30m到1000m×1000m)的情况下,各种土地利用类型在转化过程中的精度损失情况,对精度损失与栅格大小和平均斑块大小之间的关系进行了定量分析。研究表明,精度损失与地类的平均斑块大小和栅格尺度之间的关系可以用模型来表达。该模型为:Y=5.366-0.179X-0.978ln(S)+0.0348Xln(S)。模型中Y为精度损失,S为地类的平均斑块大小,X表示栅格的大小。该模型的复相关系数为0.93。     

Airbnb平台的使用意愿与使用行为 ——对技术接受模型的扩展

在技术接受模型(TAM)的基础上,引入主观规范、个人创新性和信任3个因素,提出一个基于TAM的扩展模型,从平台因素、社会因素和个人因素3个角度分析Airbnb平台的使用意愿与使用行为,用游客的调查数据检验该模型,并与原始TAM进行比较。结果表明:平台因素(感知易用性、感知有用性和信任)以及个人因素(个人创新性)对使用意愿有显著直接影响,其中感知有用性的影响最大,社会因素(主观规范)对使用意愿没有显著影响;使用意愿对使用行为存在显著直接影响。拓展后的TAM模型解释能力有所提高,对使用意愿和使用行为的解释力都高于拓展前。     

ARIMA模型预测南宁市猩红热发病趋势

目的 运用自回归移动平均(ARIMA)模型对南宁市2011年的猩红热发病趋势进行预测,探索猩红热的流行规律.方法 以南宁市2004 - 2010年的猩红热月发病率数据为基础,用SPSS13.0建立ARIMA预测模型,以2005-2010年的数据验证模型的预测精度.结果 ARIMA(1,0,0)(1,1,1)12模型可以用于拟合南宁市猩红热的发病情况.南宁市2011年猩红热的发病仍然维持在低位,且发病趋势平稳.结论 ARIMA模型可用于猩红热发病趋势的短期预测.     

基于灰色自记忆模型的城市月需水量预测

建立了以灰色微分方程为动力核的自记忆模型,并首次应用于城市月需水量预测.先将具有季节性特征的实测历史数据通过季节指数法获得相对平滑的序列,再用所建灰色自记忆模型进行模拟、预测.研究表明,灰色自记忆模型建模方法简单且模拟和预测精度较为满意,平均相对误差为5.74％,灰色GM(1,1)模型预测平均相对误差是8.77％,其精...     

一种新的血吸虫传播指数的构建及其应用

血吸虫传播指数可以通过数学模型直接对血吸虫的流行概况进行总体评估和预报。因此基于血吸虫流行传播机理,提出用极端气温对以往"改良Malone血吸虫传播指数"模型进行改进,参照前人洪青标等的研究成果,构建了"再改良Malone血吸虫传播指数"模型;然后引用世界粮农组织(FAO)与中国科学院地理科学与资源研究所的气象资料,用新模型对中国血吸虫病疫区内血吸虫传播指数的空间差异进行了定量计算和分等划区;用流行区与非流行区传播指数界线900为准,新模型将旧模型的河南省南部、安徽省北部、江苏省北部由原来的传播等级"中"转变成了"低"与"很低";还意外地发现了中国东部血吸虫病流行与并非流行区的界线与中国东部1月份-2℃等温线吻合得非常好。最后讨论了本研究作为一个"气象模型"的计算结果与现实血吸虫病疫情之间还有一些因子需要考虑,并提出了模型本身在计算过程中存在的一些问题和今后改进的方向。     

绿洲灌区参考作物蒸散量的测算

参考作物蒸散量(ET0)是计算作物需水量的关键因子,目前计算ET0最准确的方法主要是FAO Penman-Monteith模型,但该模型需要大量的参数而在有些地区难以应用。为了寻求利用有限参数确定ET0的适用方法,将模拟蒸散仪（Simulated ETgage Atmometer）实测ET0值与FAO Penman-Monteith等7种常用的、参数需求不同的模型计算的ET0值进行了比较研究。结果表明:①模拟蒸散仪实测ET0值与FAO Penman-Monteith模型计算结果非常接近,说明绿洲灌区ET0可以用模拟蒸散仪直接测定,若参数齐全也可用FAO Penman-Monteith模型直接计算;②如果有效参数仅可满足Hargreaves模型计算需求,也可用该模型计算ET0,但在精确的灌溉设计和农田水量平衡测算中该模型计算的5—8月值需要降低5.2%;③建立了Jensen-Haise、FAO-17 Penman、FAO-24 Radiation等模型的修正模型,若有效参数仅能满足这些模型的计算需求,就可用这些修正模型准确计算试区ET0;④Makkink模型和Priestley-Taylor模型不能用于试区ET0的准确计算。     

应用层次贝斯模型研究气候变化对威塔流域流量的影响(英文)

我们应用层次贝叶斯模型模拟大气二氧化碳浓度加倍可能对美国北卡罗来纳州西部威塔(Coweeta)流域水文的影响。这个模型整合了多重数据来源并且同时考虑了数据,参数和模型结构的不确定性。贝叶斯分析的预测分布显示流量和土壤含水量在秋季和夏季将明显下降,这将造成这两个季节更严重的干旱。同时我们用通用极值分布(Generalized Extreme Value distribution)和通用普拉托分布(Generalized Pareto distribution)分析预测流量,结果显示洪水频率也会增减。层次贝叶斯模型,和许多只能得到最佳参数估计的水文模型相比,能提供更丰富的信息,包括预测的不确定性。这将有助于可持续水资源管理的大前提下发展应对气候变化的措施。     

坡面颗粒流开源软件TITAN2D的改进及应用

滑坡或崩塌碎屑流的泛滥范围和冲击力可以用颗粒薄层流模型进行数值模拟研究。薄层流模型是将流体力学的质量守恒和动量守恒方程在深度方向平均后所得的近似方程组,因其在分析上的简化而广受重视。近年来基于颗粒薄层流模型(以Savage-Hutter模型为代表)的模拟研究取得大量进展,但相应的能够模拟自然地形上碎屑流的开源软件尚不多见。2007年美国纽约州立布法罗大学公开了一款结合颗粒薄层流模型和地理信息系统(GIS)的开源软件TITAN2D。在此,将TITAN2D中原来的HLL通量修改为耗散更小的HLLC通量,并增加了颗粒材料的停止准则。通过简单的颗粒堆积物和溃坝问题,验证了软件改进的有效性。进一步,利用中科院科学数据服务平台的DEM数据对重庆武隆鸡尾山滑坡、舟曲泥石流用干颗粒流进行数值模拟。通过调节底面摩擦角可以使计算结果大概反映实际灾害的泛滥范围,表明该软件值得进一步改进与发展。     

不同尺度流域月径流模拟对比与敏感性分析——以西江流域为例

通过新安江月径流模型耦合加速遗传算法对西江流域3个不同尺度子流域-新兴江流域(1 790km2)、罗定江流域(3164km2)和贺江流域(8 326km2)进行了模拟,同时对模型参数进行了敏感性分析.结果表明:1)在模型参数较多的情况下,用加速遗传算法能很快找到最优化参数,通过参数的初始区间的合理设定可以使参数值达到全...     

北京地区径流曲线数模型中的径流曲线数

径流曲线数模型(SCS-CN模型)是国内外最受欢迎的地表径流评价方法,该模型只需综合参数--径流曲线数(CN),该参数反映降雨前流域的地表和土壤特征。本文的目的是确定北京地区径流曲线数模型中的径流曲线数。研究采用了北京密云、延庆、门头沟64个坡面径流小区的降雨径流资料,用算术平均值法计算出小区径流曲线数值,用定水头法测定了北京主要土壤类型和土地利用类型的饱和导水率,用经验公式确定出64个坡面径流小区的饱和导水率值,并根据饱和导水率确定了北京地区和坡面径流小区的水文土壤组类型,得到了北京不同水文土壤组、土地利用下的径流曲线数数据库。结果表明:北京地区主要水文土壤组为B类;土地利用、水土保持措施、植被盖度和前期土壤湿度等对径流曲线数有显著影响;根据北京径流小区径流资料得到的径流曲线数值比美国土壤保持局查算表提供的数值要大。本研究结果可为该区域的地表水资源量评价以及土地利用管理提供服务。     

298.15K下Li2SO4-Li2B4O7-H2O体系热力学性质的等压研究

用等压法研究了Li2SO4-Li2B4O7-H2O体系的Li2SO4和Li2B4O7纯盐水溶液(离子强度范围分别为0.3577~5.6378 mol.kg-1及0.1747~2.4497mol.kg-1)及混合盐水溶液(离子强度范围为0.3118~5.5248mol.kg-1)的渗透系数,并获得了该体系渗透系数随离子强度的变化规律。用实验数据以最小二乘法求取了Li2SO4和Li2B4O7的纯盐参数及混合盐参数,拟合的标准偏差分别为0.0072和0.0188。用Pitzer模型计算的渗透系数与实验值结果取得一致,表明该模型能够较好的描述25℃下Li2SO4-Li2B4O7-H2O体系的热力学性质。实验对完善含锂、硼盐湖卤水体系的热力学模型和盐湖资源的综合开发具有重要意义。     

298.15K下LiCl-Li2B4O7-H2O体系热力学性质的等压研究

用等压法研究了LiCl-Li2 B4O7-H2 O体系离子强度范围为 0 1 5 3 0～ 3 0 75 8mol kg-1不同质量摩尔浓度分数的等压平衡浓度 ,水活度 ;计算了LiCl和Li2 B4O7,混合盐溶液的饱和蒸汽压 ,渗透系数等热力学性质。以总硼浓度 0 0 8mol·kg-1为界 ,把所有混合盐的实验数据分为高浓度和低浓度两部分 ,按照不同的物种生成转化反应 ,考虑溶液中H3 BO3 和硼氧配阴离子B(OH) 4 -,B3 O3 (OH) 4 -和B4O5(OH) 4 2 -的存在形式。由实验数据用最小二乘法和迭代法求取了LiB(OH) 4 离子对的缔合平衡常数Km1,B3 O3 ,(OH) 4 离子的生成转化反应的化学计量平衡常数Km2 ,以及Pitzer模型的离子相互作用参数。用该模型计算的渗透系数值与实验结果取得合理的一致。对完善含锂、硼盐湖卤水体系的热力学模型和盐湖资源的综合开发具有重要意义     

基于GIS的山区年均温分布模拟与制图

针对某些下垫面复杂而气象站(哨)有限的山区,用地理信息系统(GIS)和气温推算数学模型相结合,来获取全域的年均温分布栅格图和等值线矢量图。以龙游县为例,说明了该方法从数学模型、因素图输入、图层格式转换、图幅叠置分析等一系列技术步骤。