自然地理界线判别的投影寻踪技术

改进投影寻踪技术是一种基于改进单纯形法直接优化投影寻踪技术的投影函数和投影方向的一种新方法,提出应用改进投影寻踪技术建立自然地理界限划分的判别模型,利用该模型可把自然地理上各气象站点的多维分类指标综合成一维投影值,根据投影值的大小可对气象站点样本集进行合理判别,从而科学确定自然地理的气候带.以福建省南亚、中亚热带自然地理划分为例,探讨了应用改进投影寻踪技术在自然地理划分中的具体应用,福建中、南亚热带自然地理划分结果表明,直接由样本数据驱动的改进的投影寻踪自然地理界线判别模型用于中、南亚热带自然地理的划分简单可行,具有较强的适用性和应用性,可操作性强,可广泛应用于各气候带及地域界线的划分.     

投影寻踪门限回归模型在年径流预测中的应用

为预测年径流这类同维复杂动力系统，提出了投影寻踪门限回归（PPTR）模型。构造了新的投影指标函数，用门限回归（TR）模型描述投影值与预测对象间的非线性关系，并用实码加速遗传算法优化投影指标指数函数和TR模型参数。实例的计算结果表明，用PPTR模型预测年径流是可行而有效的。PPRT模型简便、适用性强，克服了目前投影寻踪方法计算量大、编程实现困难的缺点，有利投影寻踪方法的推广应用，为解决高维非线性复杂预测问题提供了新途径。     

基于加速遗传算法的投影寻踪模型在水质评价中的应用研究

提出将改进的实码加速遗传算法(RAGA)与投影寻踪评价模型(PPE)相结合,同时优化多维参数(投影方向),建立了多元数据分类与评价模型。对长春南湖水的营养状态做出了评价,取得满意效果,为水质分析与评价提供一种新的方法与思路。     

基于投影寻踪法的水库富营养化评价——以深圳市铁岗水库与石岩水库为例

通过构建投影指标函数和采用遗传算法对投影方向进行优化,建立了基于投影寻踪法的水库富营养化评价模型,并应用于深圳市铁岗水库与石岩水库的富营养化评价。研究结果表明,铁岗水库的营养状态值为50.4~54.7,石岩水库为53.4~57.6,峰值出现在夏秋季,2个水库均达到轻度富营养化水平,石岩水库的富营养化程度相对较高。投影寻踪法的评价结果与线性插值评分法相近,但反映了不同评价指标对营养状态的贡献差异,更为科学合理,值得推广应用。     

区域泥石流危险度评价的投影寻踪动态聚类方法

在对投影寻踪聚类方法深入分析的基础上,首次把投影寻踪聚类的思想和动态聚类方法结合起来构造投影指标,提出了投影寻踪动态聚类(PPDC)新方法,新方法在整个运算过程中完全由自身数据驱动,毋需人为给定参数,具有聚类结果客观、明确以及稳定性好、操作简便等特点。计算结果表明,PPDC法应用于区域泥石流危险度评价不仅切实可行,而且能克服了现有评价方法的不足,取得了令人满意的实际应用效果。上述应用为同类问题的研究开创了一条新途径,也进一步为生态保护、防灾减灾提供科学依据和技术支持。     

基于改进遗传算法投影寻踪的大城市郊区耕地安全综合评价

针对耕地安全高维评价体系指标权重难以赋值、客观性差的问题,构建了实码加速的遗传算法投影寻踪（RAGA-PP）模型,对快速城市化的大城市郊区耕地安全进行综合评价。以广州城市发展的南拓与北优两个郊区——番禺区与从化市为例,建立4个子系统共32个指标的耕地安全评价指标体系,对大城市郊区耕地的数量结构安全、质量安全、经济社会安全和生态安全进行综合评价。结果表明:（1）RAGA-PP模型在多目标、多因素的耕地安全综合评价中取得了满意的效果;（2）广州市郊区耕地安全评价的影响因子权重在远郊区和近郊区存在较大差别,开展不同区域对比研究更适合采用总投影方向确定的权重值。（3）由于近郊区与远郊区发展定位与发展战略迥异,城市化进程速度不同,区域耕地安全等级差别较大,近郊的番禺区耕地综合安全水平低于远郊的从化市,其中番禺区仅耕地经济社会安全水平高于从化市,而耕地的质量安全、数量安全和生态安全方面均低于从化市。     

城市洪涝易损性分类与诊断研究

城市洪涝易损性分析对城市防洪安全具有极其重要的作用。将基于加速遗传算法的投影寻踪模型应用于城市洪涝易损性分类与诊断。运用建议模型探讨了湖南省29个城市的洪涝易损性,将全省洪涝易损性程度划分为5个等级:低度易损性、较低度易损性、中度易损性、较高度易损性、高度易损性,同时与模糊评价结果进行了对比。研究表明,投影寻踪模型客观考虑了各个影响因子的权重,结果合理、可靠,可以在实际的类似问题中应用。     

基于PP-GA的乡村发展潜力评价模型与应用

通过分析乡村发展潜力的内涵特点,构建乡村发展潜力综合评价模型,提出基于投影寻踪模型和遗传算法的评价方法,以安徽省来安县为例,应用评价模型和方法计算来安县乡村发展潜力指数,将全县划分为高、较高、中等、较低和低5类乡村发展潜力分区,进而将来安县乡村分为集聚提升、城郊融合、特色保护与搬迁撤并4类,并提出针对性策略。研究结果可为乡村发展潜力评价、乡村规划分类提供理论方法参考和实践应用借鉴。     

山区河流系统健康评价方法研究

本文通过对山区河流的基本特征研究,从生态功能和人类服务功能两大角度建立了山区河流健康评价系统,并基于投影寻踪理论构建了山区河流健康评估指标体系。以中国西南地区某典型山区河流为研究对象,本文对该河流水电开发前后的健康状况进行了研究。结果显示水电开发后河流综合健康状况较现状有显著提高。在此基础上,本文进一步通过对投影指标体系的结构特征分析,提出了维持河流健康的对策。     

基于投影寻踪法的长株潭城市群地区耕地集约利用评价

为克服现有耕地集约利用评价中存在权重设置主观性强、高维数据不易处理等不足,在构建耕地集约利用评价指标体系的基础上,以长株潭城市群地区1996-2009 年各年度和2009年各县（县级市、市辖区）为数据样本,采用基于遗传算法的投影寻踪模型对长株潭城市群地区耕地集约利用时序变化和空间分异进行定量综合评价。结果表明：①复种指数、单位耕地面积化肥施用量、单位耕地面积农业机械总动力、单位耕地面积种植业产值已成为长株潭城市群地区耕地集约利用的主要影响因素;②1996-2009 年,长株潭城市群地区耕地集约利用程度以2002 年为分界点呈现出“平稳—快速增长”的阶段性发展态势;③2009 年,长株潭城市群地区耕地集约利用程度表现为由近郊区向中郊区、再向远郊区梯度式降低的空间分异特征;④与常规评价方法相比,投影寻踪法客观可靠,信息表征丰富,结果合理,在耕地集约利用评价方面具有有效性     

基于加权破产博弈模型的跨境流域水资源分配研究

基于公平合理利用视角,将多准则决策模型与破产理论相结合探讨跨境水资源分配问题。通过梳理国际水法,设计了跨境流域水资源公平合理分配的指标体系,采用投影法解决这一多准则决策问题,并依此加权调整流域国用水需求。在加权调整用水需求和考虑议价能力的基础上,基于破产博弈模型探讨跨境流域水资源分配问题,以提高分配方案的公平合理性和可接受性。最后以澜沧江-湄公河流域的水资源分配为例进行研究,得到了澜沧江-湄公河旱季的水资源分配方案,并分析了需求加权调整系数对各流域国水资源分配的影响,进一步验证了分配模型的可靠性。     

城市土地利用综合效益评价与案例研究

土地利用效益是衡量土地利用水平的一项重要指标,从社会效益、经济效益和生态效益三个方面着手,建立城市土地利用效益评价指标体系,利用改进熵值法来确定各指标权重,构建土地利用效益的协调度评价模型,以量化方式评价全国14个大城市的土地利用综合效益的变化趋势,评价的结果与现实情况吻合,表明协调度函数模型可操作性强,可信度高,不失为一种评价城市土地利用效益较好的方法。     

区域生态安全评价的熵组合权重属性识别模型

为合理地确定区域生态安全评价的指标权重,提出把指标的权重结构分为反映评价指标不同属性对生态安全等级的影响程度的主观权重,和反映各区域评价指标样本值差异信息对生态安全等级的影响程度的客观权重,可分别采用层次分析法和熵权法确定这些权重,再用最小相对信息熵原理把它们综合为组合权重;为体现单指标评价过程中的评价作用,提出用属性识别模型进行单指标评价的新思路;对组合权重值和单指标评价值进行相乘并累加,建立了区域生态安全评价的熵组合权重属性识别模型(AR-CWE)。结果说明:用AR-CWE既可利用指标中的专家主观经验信息,又可挖掘各区域评价指标样本值的客观差异信息,权重信息利用全面,评价结果合理,方法通用,在安全系统综合评价中具有一定的应用价值。     

基于可调功效函数容量耦合生态经济协调发展评价模型

依据功效函数和熵值赋权法的原理,改进min-max功效函数和熵值赋权法的计算基础,提出可调可比可预测的功效函数与基于均值功效的熵值赋权法;讨论生态经济协调发展的等级标准,阐明容量耦合系数模型与生态经济协调发展的评价算法;以精简评价指标和鄱阳湖生态经济建设战略思想为指导,建立生态经济协调发展评价指标体系。将生态经济协调发展评价的等级标准、模型算法和指标体系在江西省九江市庐山区加以实际应用,验证模型的适用性。     

叶尔羌河流域土地生态脆弱性差异评价

综合评估叶尔羌河流域土地生态脆弱性，为流域重点治理、恢复绿洲生机提供决策依据和理论支持。以叶尔羌河流域作为研究区，获取2008—2018年各时期不同指标层数据，利用ArcGIS 10.5的栅格计算功能与自然间断分类法，综合计算研究区生态脆弱性指数，并将其划分为5种脆弱等级并表征其时空分布。结果表明：在空间分布上，研究区以微度、轻度脆弱区为主，面积占比分别为35.67%、33.63%，主要分布在叶尔羌河中下游冲积扇平原；中、重度脆弱区比重次之，分别占比为14.89%、12.93%，主要分布在叶尔羌河上游山地丘陵区；极度脆弱区面积占比最小，仅为2.89%，但面积亦有3 000 km²，主要分布在叶尔羌河中下游人口密集区，对流域整体生态环境起着“木桶效应”。局部地区生态环境持续恶化，致使流域整体生态压力与生态“阈值”的平衡受到影响。在时间分布上，2008—2011年整体评价指数下降0.043 24，2010—2014年整体评价指数下降0.005 41，2014—2018年整体评价指数下降0.056 86。虽然各时期土地生态脆弱指数不同程度降低，流域整体生态环境呈改善趋势，但中、重、极度脆弱区依旧分布广泛，亟需研究其分布规律，针对不同脆弱区提出具体调控对策。     

黄河流域水蚀区土壤侵蚀空间尺度效应分析

以黄河、延河、杏子河、纸坊沟四级流域尺度为例,应用信息熵原理分析了各级流域尺度上土壤水力侵蚀与 其影响因子之间的空间相关性,通过比较各因子在不同空间尺度上与土壤侵蚀的相关性,定量分析了土壤侵蚀过 程的空间尺度效应。分析结果给出了降雨、地形、土质、植被等因子在不同流域尺度上对土壤侵蚀的影响大小,以及 每个尺度上各影响因子重要性的主次顺序。总体而言,随着流域空间尺度的增大,各因子对土壤侵蚀的影响具有放 大或缩小效应,影响因素的主次顺序随之易位,其中微观因子的控制作用有所减小,而宏观因子的控制作用则逐渐 突显。本文建立的流域土壤侵蚀空间尺度效应的定量分析方法和分析结果有助于解决当前土壤侵蚀评估模型普遍 存在的尺度转化和区域通用性问题。     

石羊河流域农业经济和生态环境协调发展研究

 经济和环境的协调发展是可持续发展的关键。根据石羊河流域各市县区的经济和环境状况,选取了其中的3县1区为研究对象,并根据当地的实际情况及主要特点构建了农业经济发展与生态环境质量的评价指标体系,并且通过实地调研和走访各主管部门搜集整理到相关数据,利用熵权法及协调度、协调发展度模型对2010年石羊河流域3县1区的协调度及协调发展度进行测算,基于协调发展等级标准,对该流域内3县1区的农业经济和生态环境协调发展程度进行了初步判别。结果表明：3县1区协调度都在0.5～0.7之间,基本属于勉强或初级协调状态,协调发展水平较低,对此,提出进一步促进石羊河流域农业经济和生态环境协调发展的对策建议。     

山坝分区视角下的贵州省国土空间功能协调演化特征

开展国土空间功能协调分析是国土空间优化的重要路径之一。根据山坝分区,基于“三生功能”视角,从各功能的影响因素出发,构建了贵州省国土空间功能评价指标体系,综合运用熵权法、耦合协调度模型量化1995、2000、2010、2015年贵州省国土空间功能耦合协调度,进而探讨其在山坝分区下的时空演化特征。结果表明:(1)贵州省国土空间功能协调度总体呈“黔中丘原区(坝区)高—环黔山区带(山区)低,西高—东低”的空间分布格局,时间维度上坝区功能协调发展水平较山区快,且耦合协调度向高度协调发展;(2)国土空间功能两两耦合协调之中“生产—生活”山坝分异显著,且坝区协调类型两级分化严重;山区与坝区的生产、生态功能矛盾突出,表现出山区、坝区生产、生态空间博弈过程中2015年生态功能处于弱势地位;“生活—生态”功能协调较其它两组耦合协调水平低,但处于稳定发展的状态,且山坝差距逐渐缩小。未来应基于贵州省国土空间功能的时空分异特征及发展规律,设计差异化的山坝优化路径,引导国土空间功能均衡、有序发展。