水安全评价的参数化组合算子普适指数公式

传统的参数化多元组合算子模型因取极大极小运算丢失太多信息,而且不能普适通用。若适当设定水安全评价各指标参照值和指标值的规范变换式,使规范变换后的不同指标的同级标准规范值差异很小,从而可以认为用规范值表示的不同指标皆"等效"于某个规范指标。因此,用规范值表示的水安全评价的参数化多元组合算子指数公式可以用该"等效"指标的水安全评价的参数化多元组合算子指数公式替代。在满足一定优化目标准则条件下,应用免疫猴王进化算法对公式中的参数进行优化,得到优化后对任意m项指标组合都适用的水安全评价的参数化组合算子普适指数公式。对公式的可靠性进行了理论分析,并对公式的实用性进行了效果检验。结果表明:水安全评价的参数化组合算子普适指数公式具有形式简洁、直观,计算简便和普适通用的特点。     

基于韦伯-费希纳定律的营养状态普适韦伯指数公式

在适当设定各营养状态指标"参照值"Cj0的基础上,用相应于"参照值"Cj0的指标"规范值"xj作为基于韦伯-费希纳定律的营养状态指数公式中的刺激量.由于各项指标的同级营养状态标准的"规范值"xjl差异不大,从而可认为各指标的营养状态韦伯指数公式都具有一个共同适用的韦伯常数α,并采用智能解域搜索算法优化α,得出对所有14项营养指标皆适用的营养状态普适韦伯指数公式.将营养状态韦伯指数公式应用于数十个湖泊的富营养化评价,并与其它多种方法的评价结果进行比较,结果表明该公式不但理论依据充分,而且具有简单、适用的特点.     

基于指标规范化的水安全评价组合极值公式

在选取各项指标参照值并设定相应规范变换式的基础上,将参数多元组合算子加以改进,提出适用于多区域、多项指标的、具有普适性的水安全评价组合极值公式,并采用粒子群算法优化公式中的参数。将优化好的具有普适性的组合极值公式应用于实例分析计算,评价结果与其他多种方法的评价结果一致,表明该公式的实用性和可行性。由于基于指标规范化的组合极值公式不受评价指标数目多少的限制,为水安全评价模型的普适化、简单化提供了一条途径。     

基于指标规范变换的室内空气质量突变模糊指数公式

为克服传统的突变模糊公式用于室内空气评价不能普适、通用的局限,适当设定指标参照值和指标值的规范变换式,使室内空气同级标准不同指标的规范值差异尽可能小,从而用规范值表示的各指标皆与某个规范指标等效。因此任意多项指标的室内空气质量的突变模型均可用若干个尖点突变和(或)燕尾突变两种突变模型组合表示。用突变模糊指数公式对2个室内空气质量评价结果与实况相符合,基于指标规范变换的室内空气质量突变模糊指数公式具有形式简洁、计算简单和普适通用的特点。     

基于规范变换的海水水质普适指数公式

为了建立形式简洁、计算简便和普适通用的海水水质的普适指数公式,基于海水水质标准(GB3097-1997),只要适当设置海水水质各指标"参照值"和指标值的规范变换式,并对各指标的标准值进行规范变换,使所有27项指标的各级标准值的规范值都处于陆地3类水体72项指标的同级标准值的规范值范围内,从而适用于陆地水体72项指标规范值的6个水质普适指数公式也适用于27项指标规范值的海水水质评价。以厦门近海海域和长江口近海海域的海水水质评价作实例,对指数公式的实用性进行了效果检验,并与其他方法的评价结果进行了比较。结果表明:不仅6个指数公式使陆地水体水质评价和海水水质评价得到普适、统一、规范和简化,而且规范变换的思想和方法对水资源及水安全系统的研究亦有借鉴作用。     

基于蛙跳算法优化的地下水水质韦伯普适指数公式

为了建立科学合理、普适通用和计算简便的地下水水质评价模型,在适当设定指标参照值CjO和指标的规范变换式基础上,提出了一个适用于规范值的多指标地下水水质的韦伯指数公式的一般表达式.采用具有全局优化的混合蛙跳算法对公式中的参数进行优化,得出优化后对33项地下水指标皆共同适用的的地下水水质单指标评价的韦伯普适指数公式.该公式还被应用于地下水水质实例评价,其评价结果与其它方法的评价结果基本一致,从而表明:该指数公式为地下水水质评价提供了一个简便、实用的新公式.     

基于集对分析的相似模型在地下水位预测中的应用

地下水位预测能为生态环境保护和地下水资源规划、管理提供科学依据。为了对地下水位动态变化进行准确预测,针对地下水位样本之间的相似性及影响因子与地下水位之间具有的确定、不确定性特征,提出将集对分析与相似预测相结合,从同、异、反三方面定量刻画地下水位的当前样本与历史样本之间的相似性,建立了基于集对分析的地下水位相似预测模型,并应用该模型计算地下水位预测值。实例检验结果表明:基于集对分析的地下水位相似预测模型的平均相对误差小于3%。与其他地下水位预测方法相比,该方法用于地下水位预测具有物理概念清晰,计算简便,预测精度较高的特点。     

基于免疫禁忌算法的区域水资源可持续利用Logistic模型

通过模拟区域水资源的自然变化过程,提出用于区域水资源可持续发展评价的Logistic曲线模型,耦合后的免疫禁忌搜索算法用于模型的参数优化.优化好的Logistic模型适用于区域水资源可持续利用的多项指标的评价,形式简单,方便实用.通过对中国淮河片区域水资源可持续利用实例分析,表明了此方法的正确性和实用性,并具有较好的通用性.     

基于投影寻踪回归的规范指标的气象灾情评估

科学合理地评估气象灾害造成的损失, 对减灾、防灾决策具有重要意义。为了建立不同气象灾害系统均能适用的投影寻踪回归 (projection pursuit regression, PPR) 矩阵表示灾情评估模型,在对气象灾情指标值进行规范变换基础上,规范变换后的各指标皆等效于同一个规范指标,因而只需构建对任意2个规范指标值适用的投影寻踪回归 (projection pursuit regression based on normalized index value, NV-PPR) NV-PPR (2) 模型和3个规范指标值适用的投影寻踪回归NV-PPR (3) 模型;对3个以上指标的气象灾害系统NV-PPR建模,只需将其分解为若干个NV-PPR (2) 模型和 (或) NV-PPR (3) 模型的组合即可。模型用于广东省台风和重庆市两起雷电灾情评估,并与其他方法的评估结果进行比较。结果表明:基于NV-PPR的气象灾情评估模型不受指标数量的限制,具有简单、实用的特点,该模型还可推广为适用于其他灾情评估。     

基于亮温和SVM模型的干球温度推算方法

干球温度(气温)是地面气象观测中所要测定的常规要素之一。目前基于遥感数据获取该量的方法多采用线性拟合或直接应用遥感反演的温度近似代替干球温度,但是由于下垫面复杂,导致误差较大。本文提出用支持向量机(SVM)模型进行干球温度推算。选择广西省南宁市为研究区域,首先通过遥感反演温度与气象实测温度的对比,证明了利用遥感数据推算干球温度的可能性。然后,构建了针对干球温度的SVM推算模型。最后,尝试了分别使用表观亮温和遥感反演地温作为SVM模型的输入进行干球温度的推算。结果表明,SVM模型推算的干球温度与实测值更为接近,和传统方法相比,精度得到明显提高;且用表观亮温进行推算更为简单,更适合业务化的应用。