熵值理论和改进BP网络在湖泊富营养化评价中的应用研究

针对湖泊型饮用水源地水体污染、富营养化加剧的问题,引入熵值理论,建立单指标营养状态指数(TSI)和熵权藕合的湖泊综合营养状态指数模型(STSI),计算得到湖泊综合富营养状态指数判断湖泊富营养综合状态;基于神经网络仿真理论和Matlab软件系统,采用附加动量法和自适应学习速率改进BP算法,建立5-3-1结构型式的BP网络模型对湖泊富营养状态进行仿真预测。综合富营养化指数模型及改进BP模型应用于评价及预测固城湖富营养状态,并对模型评价结果进行验证。结果表明,改进BP网络模型可以有效地综合判断水体状态,为富营养评价及预测提供新的方法。     

黑龙江省内部中长期城镇人口迁移行为分析与建模

人口迁移的时空分异与影响机制一直是人口学研究关注的焦点。本文基于社保关系转移视角,从时间和空间两个维度探究黑龙江省城镇工作人口省内的中长期迁移规律与时空分异特征,并且结合人口推拉理论与OD模型,综合考虑经济和就业政策因素,建立了能够反映以社保劳动关系转移为基础的中长期人口迁移动力学模型。研究结果表明：基于社保关系的城镇工作人口迁移符合截断指数幂律分布,呈现列维飞行特点;该省省内人口迁出呈现多层级跨区域分布格局,人口迁入呈现“四核心-环东南”格局,人口迁入与迁出空间格局具有一定程度的类似性;黑龙江省边境城市人口流失情况较为严重;城镇职工迁移行为的无序性不断加大,迁移的频率较高;但是经过通过模拟,该省城镇职工的迁移系统趋向于平衡发展。     

中国地区SRTM3 DEM高程精度质量评价

为揭示我国SRTM3DEM数据高程精度质量,结合已开展过SRTM3DEM高程精度质量评价工作的局部地区的研究,考虑空间分布情况,选取新疆、辽宁、山东、浙江、海南5个地区的平原、丘陵、盆地、山地等地形区域作为典型研究区,并以1∶5万DEM为假定真值、以1∶25万DEM为参照,通过DEM面误差可视化分析、DEM面误差信息熵模型、中误差模型等方法对SRTM3DEM数据高程精度质量做了分析。计算结果表明我国SRTM3DEM数据高程精度质量受地形影响并存在一定的空间差异性,同时我国范围内SRTM3DEM数据高程精度质量整体上要高于1∶25万DEM。     

使用支持向量机识别地震类型的影响因素分析

对山东地区2006~2017年3种地震事件--天然地震、爆破及塌陷的波形记录进行小波变换,对提取出的香农熵特征采用支持向量机LIBSVM方法进行分类识别,并设计一系列实验研究影响最终分类效果的因素。结果表明,5种影响因素--信号窗长度、小波分解方式、小波基类型、向量机算法类型、向量机核函数类型均对地震类型的分类识别结果产生一定的影响;识别率最高的3组处理方式均采用了2 000 s信号窗长度+db7小波基+υ-SVC算法的组合方式。所得的识别率较高的几种影响因素组合,在未来可应用于地震类型的实时识别,进一步提高地震类型的识别率和触发准确率。     

黑洞熵可以量子化吗?

在黑洞蒸发的最后阶段其残余质量为Planck质量的量级,因而所对应的黑洞熵为2πk_B量级,在Bekenstein工作的基础上作者导出在吸积物质的过程中黑洞的最小熵增为2πk_B,这一最小熵增又限制能参与吸积物质的黑洞的质量下限为Planck质量的量级,因而所对应的最小黑洞熵也为2πk_B这一量级。作者进一步指出:黑洞的最小熵及最小熵增不受引力常数G变化的影响,因此上述结论在极早期宇宙中也能成立,在上述分析的基础上作者提出一个猜想:黑洞熵可以量子化,其量子单位为2πk_B。     

Exploring uncertainty in remotely sensed data with parallel coordinate plots

The existence of uncertainty in classified remotely sensed data necessitates the application of enhanced techniques for identifying and visualizing the various degrees of uncertainty. This paper, therefore, applies the multidimensional graphical data analysis technique of parallel coordinate plots (PCP) to visualize the uncertainty in Landsat Thematic Mapper (TM) data classified by the Maximum Likelihood Classifier (MLC) and Fuzzy C-Means (FCM). The Landsat TM data are from the Yellow River Delta, Shandong Province, China. Image classification with MLC and FCM provides the probability vector and fuzzy membership vector of each pixel. Based on these vectors, the Shannon's entropy (S.E.) of each pixel is calculated. PCPs are then produced for each classification output. The PCP axes denote the posterior probability vector and fuzzy membership vector and two additional axes represent S.E. and the associated degree of uncertainty. The PCPs highlight the distribution of probability values of different land cover types for each pixel, and also reflect the status of pixels with different degrees of uncertainty. Brushing functionality is then added to PCP visualization in order to highlight selected pixels of interest. This not only reduces the visualization uncertainty, but also provides invaluable information on the positional and spectral characteristics of targeted pixels.     

多源遥感影像融合最佳波段选择及质量评价研究

本文选用了有蓝色波段和无蓝色波段两种遥感数据源,使用定量指标对各波段进行基本统计及分析,并计算各波段之间的联合熵、协方差、相关系数及最佳指数,确定四类遥感数据各自的最佳波段组合;并采用了几种融合方法将四种影像按照最佳波段组合融合,计算融合后影像与原始影像之间的相关系数,分析得到两类数据的最佳融合方法。     

可见光波段灰度熵和热红外亮温差的沙尘遥感判识

沙尘作为对流层气溶胶的主要成分,对气候系统有许多影响;同时,作为环境污染物,对人类健康危害也很大。沙尘天气一般在春季爆发,对中国北方大部分区域的生产和生活有较大影响。以往针对沙尘遥感监测人们开展了许多研究,取得了一定的效果。但对于一些云和沙尘混合的复杂状况,传统方法识别效果较差,几乎不能有效识别出沙尘。采用葵花8号(Himawari-8)卫星数据,提出一种针对性的识别方法。引入了0.46μm和0.51μm反射率差值RDI,统计发现该指数在一定范围内可以表现出沙尘连续性特征,并有效地将中高云和大部分地表与沙尘区分开来。碎积云的RDI值分布与沙尘的较为相似,为此进一步引入了灰度熵方法来滤除。例举了3次沙尘过程的判识结果,并结合地面观测数据进行了验证。其中对2017年5月4日沙尘的地面验证表明,位于云沙混合区的27个站中有22个站的地面观测与判识相一致。对于一些复杂条件下的沙尘,该方法是对分裂窗亮温差的有效补充。     

熵权法在水资源与水环境评价中的研究进展

随着人口增长和经济社会的发展,水资源的供需矛盾日益增多,对水资源进行合理开发、高效利用、优化配置、全面节约、有效保护、综合治理是至关重要的新任务。熵权法是研究水资源可持续利用的重要方法,可以剔除指标体系中对评价结果贡献较小的指标,减少人为因素对于主观权重的影响,其计算结果真实准确,能够客观地反映水资源与水环境的现状,因此被广泛应用于水资源与水环境评价中,从而为水资源的高效利用及水环境的综合评价提供科学依据。本文对熵权法的由来及在水资源与水环境评价中的发展进程进行了探讨,重点对熵权法在水资源量、水资源承载力、水环境质量和水生态环境评价四个方面的应用进行了讨论和总结,并发现熵权法在水资源与水环境评价中有着良好的应用前景;同时,针对当前熵权法在水资源与水环境评价中存在的不足,提出了改进建议,为水资源与水环境评价的研究方向提供了新思路。除此之外,对熵权法的未来进行了展望：熵权法可与其他方法创新结合共同使用,构建合理全面的评价指标体系,在水资源利用发展趋势、时空格局演变等领域推广应用。     

基于差异序列信息熵的降雨分区研究

充分挖掘降雨变量语法信息,利用基于差异序列信息熵测度理论的遗传算法聚类分析方法,对淮河流域蚌埠站以上区域99个雨量站进行了分区研究。根据各子区域内雨量站降雨序列差异测度得到最优分区,从而使得降雨信息在区域内具有较大的同质性。最后,以插值精度为标准,将不分区的情况为参照对象,对2、4、8三种分区结果进行校验,结果显示,相对于不分区,分区明显提升了降雨插值的精度。