基于 BP神经网络和回归分析的隧洞塌方高度预测模型

隧洞塌方的发生与多种因素有关,本文以小关子水电站引水隧洞为例来讨论如何用相关的因素建立隧洞塌方高度的预测模型。经过分析后认为该隧洞塌方高度主要与断层在洞向上的视倾角和厚度,水电围岩分类评分和围岩的RQD值有关。先以此四个因素为自变量,塌方高度为因变量建立起隧洞塌方高度的多元回归模型,利用回归模型的结果对BP神经网络预测模型所需的样本进行扩充,进而建立起BP神经网络塌方高度预测模型。     

基于主成分回归分析法预测中国铁矿石需求

在论述铁矿石需求预测途径的基础上,选取影响我国铁矿石需求的8个基本因素,采用回归分析方法进行了铁矿石需求的单因素分析.单因素分析结果表明,选取的8个基本因素与铁矿石需求的相关度基本都大于0.9.对8个基本影响因素进行了主成分分析,最终降维为4个主成分.将主成分分析方法与回归分析方法相结合,建立了铁矿石的需求预测模型,并对我国2015年和2020年铁矿石的需求量进行了预测,分别为29.76亿t和26.68亿t.     

基于主成分神经网络的台风灾害经济损失评估

本研究建立了浙江省台风灾害直接经济损失评估模型。把浙江省台风灾害直接经济损失资料换算成直接经济损失指数,运用主成分分析法对表示致灾因子、孕灾环境与承灾体的评估因子进行数据处理,提取主成分作为BP神经网络模型的输入,从而建立评估模型。模型历史拟合结果和实际一致。在2007年和2008年影响浙江省的5个台风的实际评估中,强台风"Vipa"灾后评估值比实际值偏大2.16,其余4个台风灾后评估值比实况偏大0.2~0.7,反映了人们对影响大的台风防灾减灾工作的重视和防灾减灾效果。根据台风开始影响时过程风雨预报值进行预评估,过程风雨预报值较准确的台风,预评估结果和灾后评估值一致;过程风雨预报值误差较大的台风,预评估效果较差。因此,该模型可用于实际台风灾害直接经济损失评估,提高台风影响前风雨预报准确率是提高预评估准确率的关键。     

基于灰色广义回归神经网络模型的城市耕地面积预测

为提高原始数据呈非线性、随机性变化、样本量较小时城市耕地面积的预测精度,将无偏GM(1,1)模型与广义回归神经网络相结合,建立了基于灰色广义回归神经网络的城市耕地面积预测模型,并将其应用于平顶山市耕地面积预测,结果表明该模型精度高,具有一定的应用价值。     

基于PCA和BP神经网络的径流预测

径流预测为流域水资源的合理开发利用与统筹配置提供依据。运用多元线性回归、主成分回归、BP神经网络及主成分分析和BP神经网络相结合的方法,对新疆呼图壁河流域石门水文站2009-2011年各月径流量进行预测,并采用相关系数、确定性系数及均方根误差对各模型预测精度进行比较。结果表明：（1）神经网络等智能算法具有高速寻优的能力,对短时间尺度的月径流量的预测结果较好;（2）主成分回归等常规算法能充分反映出某地区径流的年际的稳定性,对全年径流总量的模拟精度较高;（3）主成分分析和BP神经网络相结合的方法,提高了神经网络的收敛速度,同时降低了局部极值的影响,优于简单的BP神经网络,适用于呼图壁河月径流量预测。     

基于主成分分析土壤水分扩散率单一参数模型的BP神经网络模型

应用水平土柱法测定了杨凌地区典型粘壤土的水分扩散率,利用土壤水分扩散率的单对数模型和双对数模型对其进行了拟合,建立了土壤水分扩散率单一参数模型,基于主成分分析建立了单一参数模型中参数B的BP神经网络模型。结果表明：利用主成分分析可将研究区域土壤容重、有机质含量、粘粒含量、粗粉粒含量和砂粒含量综合成3个主成分;基于主成分分析建立的BP神经网络模型拟合的单一参数模型参数[B]的均方根误差RMSE为0.308 2;将拟合得到的参数B代入单一参数模型中对土壤水分扩散率进行预测,除去其中较大值的预测结果偏低外,其余土壤水分扩散率预测结果都比较接近实测值,预测结果的均方根误差RMSE为0.257 8,可利用基于主成分分析建立的BP神经网络模型预测单一参数模型中的参数B。     

基于主成分分析的BP神经网络在城市建成区面积预测中的应用——以北京市为例

城市建成区规模受社会、经济、城市环境等诸多因素影响, 传统统计方法难以准确预测城 市建成区的面积。人工神经网络具有良好的非线性映射逼近性能, 在各类预测研究中得到了广泛 的应用, 尤其是BP 神经网络。主成分分析可以在有效保留数据信息前提下对数据进行降维, 它 与BP 神经网络的结合主要在数据输入端, 通过减少输入层神经元个数, 增强网络性能, 提高预 测精度。本文以北京市为例, 综合运用主成分分析和BP 神经网络方法建立预测模型, 以1986~ 2003 年数据为学习样本, 以2004 年数据为检验样本, 对2005 年北京市城市建成区面积进行模 拟预测。预测结果表明, 基于主成分分析的BP 神经网络预测结果与实际值的相对误差为2.8%, 比传统BP 神经网络预测精度提高1.8 个百分点, 网络训练收敛速度也更快, 其预测精度和效率 都有不同程度的改善。     

陕西省气候的主成分分析与区划

P个气候要素、n个站点的气候要素场,由主成分分析,可用前m个主成分反映气候要素场的主要气候特征,由各主成分的空间分布,可以分析各地的气候特征。据此,将陕西省划分为5个气候亚带11个气候区。     

基于主成分分析法的江苏省土地利用综合分区研究

在回顾国内外关于土地利用分区研究的基础上,以县市为研究单元,从土地资源利用的结构、投入、产出、生态、动态和潜力等6个方面,遴选出25个指标,组成区域土地利用分区的综合指标评价体系,借助SPSS软件,利用主成分分析法,对江苏省各县市的土地利用程度进行综合评价。结果表明:江苏省县市土地利用程度呈现明显的城乡差异和南北区域不平衡,经济发达的县市,土地利用的综合水平相对较高,并由南向北逐渐递减,梯度差异地域特征显著;参考综合自然条件、土地利用特点和区划单元空间位置的连续性,将江苏省划分为3个一级土地利用区域,即江南地区、江淮地区和淮北地区;并进一步划分为环太湖地区、宁镇山地丘陵地区、江淮沿江地区、江淮沿海地区、里下河平原地区、淮北沿海地区和沿黄河故道地区等7个二级土地利用区域。     

基于土壤学知识的主成分分析判断土壤重金属来源

以无锡城乡交错区和郑州市郊区为例,基于土壤学知识,在主成分分析中综合运用土壤基本理化性质和土壤重金属数据对土壤重金属的主要来源进行分析,讨论不同采样方案对主成分分析结果的影响。结果表明:基于土壤学知识的主成分分析有助于增强对数据分析结果的解释,区分土壤重金属的不同来源,但运用该法时应考虑到采样方案对分析结果的影响。     

基于Voronoi图的新疆塔里木盆地城镇影响范围分析

确定塔里木盆地城镇影响范围,是新疆城镇体系规划、城市经济区划的一项基本工作,具有现实意义.建立城镇综合实力指标体系,运用Voronoi图在空间分割和地图制图应用中的诸多特性,提供一种新的城镇空间影响范围的划分方法,来实现对塔里木盆地城镇空间影响范围的生成和界定.结果表明:综合实力指数较高的城镇的影响范围一般会超过其所在市县的行政范围,较低的则小于其行政范围;盆地北部、西北部城镇密度较大的区域,城镇的辐射半径较小,影响范围绝对面积不大,南部、东南部城镇密度较小的区域,城镇的辐射半径大,影响范围绝对面积较大.此外,塔里木盆地南部县域的中心城镇的辐射范围呈现为竖向的条块状,并与其行政区划基本吻合,反映出塔里木盆地南部绿洲经济相对的独立性和完整性.     

鄱阳湖湖区核心生态系统服务功能空间辨识

根据千年生态系统评估提出的评估概念框架,考察鄱阳湖湖区生态系统服务功能的形成机理,构建了鄱阳湖湖区生态系统服务功能表征指标体系,并利用多主题1km栅格成分数据模型,采用主成分分析法提取了鄱阳湖湖区核心生态系统服务功能综合表征指标。在此基础上,通过空间聚类分析,形成了鄱阳湖湖区生态系统服务功能分区,实现了各分区单元上生态系统服务功能的空间辨识。研究结果表明,鄱阳湖湖区核心生态系统服务功能包括了支持功能、供给功能、调节功能和文化功能,它们在空间上的排列组合形成了鄱阳湖湖区的10个生态系统服务功能分区,本文辨识了鄱阳湖湖区精细栅格水平上核心生态系统服务功能之间的差异及其空间分异特征。本研究提出的生态系统服务功能分区及其空间辨识方案,为鄱阳湖湖区生态系统服务功能的开发与保育提供决策参考信息。     

金融产业集聚与经济增长质量的关系探讨

基于中国30个省域1997-2017年金融产业及经济发展数据,构建经济增长质量评价指标体系,对各省域的金融产业集聚度和经济增长质量及其各维度指数进行测算;运用面板向量自回归模型、脉冲响应函数及方差分解实证检验金融产业集聚与经济增长质量及其各维度的动态关系。结果表明:1)中国各省域经济增长质量综合指数不断提升,并呈现由上海单极向全国多极化发展的空间格局;金融产业集聚度始终呈现北京、山西、上海、宁夏、重庆、青海和新疆等多极点发展的空间格局,且趋向于在各个地区形成多个金融集聚中心。2)金融产业集聚对经济增长质量具有显著的促进作用,其中金融产业集聚度显著提升经济增长结构性、效率和分享性,但对成本性和稳定性有负向影响;金融产业集聚对经济增长质量及各维度变动的贡献度存在长短期差异。最后,围绕发挥金融产业集聚优势作用等方面提出政策建议。     

Effect of the development of notches and tension cracks on instability of limestone coastal cliffs in the Ryukyus, Japan

Notches cut by waves are currently developing at the base of vertical coastal limestone cliffs in Okinawa, Japan. The cliff height varies from 3.0–22.1 m, and the maximum notch depth is 8.8 m. Many rectangular or cubic blocks, which appear to have originated from cliff failures, are found on platforms in front of the cliffs. On the flat top surface of the cliff, tension cracks often run parallel to the cliff face. The vertical face of the cliffs displays small undulations but no sliding striation, suggesting that cliff failures have been caused by toppling rather than by shearing or sliding. We use slope stability analysis to determine the critical condition for toppling failure. Physical and mechanical properties of the cliff material were first obtained from laboratory tests. The results indicate that the strength of limestone shows a scale effect, such that the strength decreases with increasing size of the test specimens. Based on this result, we estimated the strength of a rock mass corresponding to the size of the coastal cliff. Cliff stability was then analyzed using a cantilever beam model. Comparison of the stability analysis and the dimension of fallen blocks indicates that toppling failure is strongly associated with the development of notches and tension cracks.     

中国主要沿海城市旅游竞争力定量研究

基②国内外对城市旅游竞争力研究的回顾和梳理,建立契合本研究的指标体系：以城市旅游基础设施、发展现状和生态环境竞争力作为二级指标,以25个与城市旅游竞争力相关指标作为三级指标。在此基础上,利用主成分分析与系统聚类分析方法测算各城市因子得分及排名,并对城市间、等级间、区域间优势和劣势做出比较分析。结果表明：①上海、杭州、广州旅游竞争力相对较强,南通、中山、东莞竞争力相对较弱,其中,城市经济体规模、环境污染程度及城市绿化水平对城市旅游综合竞争力影响较突出;②城市间旅游竞争力水平梯度化明显,抱团式合作发展、阶梯状搭配发展前景看好;③同一区域内城市合作优势大②竞争优势,可建立旅游合作试点区域。     

基于全球一体化的中原城市群城市竞争力研究

全球化背景下，城市群主导世界经济的趋势不可阻挡，关于城市群的研究随之也越来越受到人们的重视。近几年，中原城市群悄悄崛起，但只是一个雏形，还存在很多问题。为了更好的促进中原城市群的发育，特别是加强城市群内部各城市发挥特长、合理分工、优势互补，进而提升中原地区区域经济的发展水平，文章选用了九大类44项城市竞争力指标，建立了城市竞争力的指标体系，从定量的角度对中原城市群的城市竞争力进行了排序、对比、分析，其城市竞争力排名依次是郑州、济源、洛阳、焦作、漯河、新乡、许昌、平顶山及开封。得到的结论如下：(1)首位城市竞争力强，但还没有发挥核心城市的作用。(2)工业型的城市经济实力竞争力强。(3)农业型城市的经济竞争力较弱。(4)产业竞争力和资金实力是影响城市综合竞争力的主要因子。(5)个别城市的单项指标存在异常点，显现出其优劣势。最后根据分析结果，笔者提出了四点优化对策，为城市群中的城市定位、产业分工、资源优化配置及相应区域互动政策的制定提供决策依据。     

祁连山及周边降水分布聚类检验和典型流域增雨效果评价

祁连山及周边区域地形复杂,降水分布极不均匀,如何科学地分区分型,对把握研究区域降水分布特征具有极为重要的意义。利用该区域31个国家基本站1961—2020年5—9月降水量资料,采用主成分分析方法（PCA）对该区域降水量进行分析,再通过聚类分析（CAST）对该结果进行显著性检验,最后将分区分型结果应用于人工增雨作业效果评估。结果表明：（1） 祁连山及周边可分成7个区域（Z1~Z7）,累积方差贡献率超过78%。（2） 这7个区域分别以乐都、海晏、野牛沟、武威、高台、临泽、刚察为中心点,划分结果与降水量、地理地形、海拔高度显著关联。（3） 依托区域历史回归统计方法对人工增雨作业效果进行评价,发现1992—2020年石羊河流域5—9月绝对增雨量、相对增雨率分别为8.91 mm、6.51%,其中7月最高（6.30 mm、21.86%）,8月次之（5.44 mm、16.11%）。基于地面降水量的作业效果评价往往受对比区选择的影响,聚类检验方法不仅有助于复杂地形下降水量的分区研究,还为科学选择对比区提供了客观依据。     

中部六大城市群产业转移综合承接能力评价研究

从产业承接地角度出发,以中部六大城市群为研究对象,基于前人研究的基础上选取7个2级指标和27个3级指标建立评价指标体系,运用主成分分析法对中部六大城市群产业转移综合承接能力进行评价,得出：① 从城市群层面看,城市群之间承接能力悬殊,各子系统水平差距大;② 从城市层面看,中心城市承接产业能力突出,但整体水平有待提高, 高低梯度城市数量呈“两极分化”状态;③ 从总体看,城市群综合承接能力不仅受中心城市承接能力影响,也与城市群内非中心城市承接能力密切相关。基于相关的研究结论,有针对性地从成本因素、对外开放合作程度、市场吸引力、技术创新能力、产业配套能力、经济发展水平和产业结构水平7个方面给出了提高中部六大城市群产业承接能力的建议措施。