Correction to: Calibration of Genetic Algorithm Parameters for Mining-Related Optimization Problems

Natural Resources Research - The original version of this article unfortunately contained a mistake in figures. The source file for figures was submitted and published incorrectly; hence, the...     

近岸二类水体生物光学模型参数优化

为了优化生物光学模型中的悬浮物后向散射模型系数（b^_bx）和双向反射因子（f/Q）,基于珠江口、韩江河口、徐闻珊瑚礁保护区实测数据（遥感反射率、叶绿素a质量浓度、悬浮物质量浓度、CDOM吸收系数）,采用模拟退火算法同时优化了b_bx以及f/Q（N＝43）,并开发了生物光学正演模型（N＝22）。文章优化的f/Q为0.104 9,悬浮物在参考波长531 nm处后向散射系数b_bx为0.268×[TSS]^0.295。通过输入实测的水质数据模拟出531 nm处的遥感反射率,并外推到其他波段（412、443、490、551、667 nm）。模拟得到的531 nm处遥感反射率与实测值的均方根误差RMSE＝0.000 8,N＝22,除了模拟的667 nm处遥感反射率误差较大外（RMSE＝0.003 6,N＝22）,其他波段都具有较好的精度（RMSE＜0.002 3）。结果表明,该研究区与其他研究区（如黄、东海）的bbx和f/Q不一致,这2个参数需要根据研究区的数据进行优化。验证结果说明迭代优化的b_bx以及f/Q能够适用于广东近岸河口生物光学参数模拟。     

基于多目标遗传算法的土地利用空间结构优化配置

针对如何将土地利用数量结构落实到具体的地域空间，以实现土地资源的优化配置的土地利用总体规划编制难点，以及常规的叠加法等土地利用配置方法难以根据土地适宜性评价结果，有效地将土地利用数量结构匹配到具体的土地单元问题，该文利用遗传算法的内在并行机制及其全局优化的特性，提出了基于多目标遗传算法的土地利用空间结构优化配置方法。实例分析表明，该方法具有客观性强、灵活性高、操作简便等优点。     

土地利用结构多目标优化遗传算法

传统数学方法难以有效解决土地利用结构多目标优化问题,针对土地利用结构优化的多目标性和遗传算法在多目标优化求解方面的优势,以经济效益和生态效益为目标函数建立土地利用结构优化数学模型,采用遗传算法进行模型求解.以重庆市合川区为例详细介绍了具体应用过程,得出了4个可行方案,对方案进行论证择优,选出满意的最佳方案,证明采用遗传算法进行土地利用结构多目标优化求解是科学可行的.     

基于遗传算法的水文时间序列变点分析方法

为处理常规变点分析方法计算复杂、识别全部变点困难等问题,提出了用遗传算法进行水文时间序列多变点分析的一套新方法(AGA-CPAM)。实例计算的结果说明,AGA-CPAM用于水文时间序列多变点诊断简便、可行和有效,在各种非线性时间序列灾变分析中具有推广实用价值。     

溶解动力学和结晶动力学研究的参数优化

溶解动力学和结晶动力学研究的参数优化对研究物质的溶解、结晶转化机理和热力学行为具有重要的意义。我们将Ｒｕｎｇｅ-Ｋｕｔｔａ法与单纯形优化法相结合,针对几种适合于该法求解的微分动力学方程进行了讨论,从而为动力学研究中机理模型参数的优化提供了一种行之有效的方法。     

A Novel Multiple-Kernel Support Vector Regression Algorithm for Estimation of Water Quality Parameters

Natural Resources Research - The quality of surface waters plays a key role in the sustainability of ecological systems. Measuring water quality parameters (WQPs) is of high...     

A Novel Surrogate-Assisted Multi-objective Optimization Method for Well Control Parameters Based on Tri-Training

Natural Resources Research - Multi-objective well control optimization, which considers simultaneous optimization of more than one objective, has become an essential tool for efficient intelligent...     

基于遗传算法和图论法的生态安全格局构建与优化——以武汉市为例

以武汉市为例,通过分析生态系统服务价值、生态敏感性、景观连通性及生态需求识别武汉市陆地和水域生态源地,利用遗传算法获取最优生态源地。在此基础上,利用最小累积阻力模型（MCR）分别提取陆地和水域生态廊道,将生态源地与生态廊道叠加构建2017年武汉市生态安全格局。研究表明：2017年武汉市生态源地总面积约为1 917.342 km²,其中陆地和水域生态源地面积分别为780.217 km²和1 137.125 km²;利用遗传算法识别的最优陆地和水域生态源地分别为65和32个,所提取的生态廊道总长度为2 305.37 km,其中陆地和水域生态廊道长度分别为1 497.86 km和807.51 km;武汉市生态安全格局呈现“三横、三纵、三团簇”特征。此外,分别新增了8个陆地和水域生态垫脚石及5个生态源地,运用图论法对比优化前后相关指标,发现优化后可构建更完善的生态安全格局,优化方案可行。该生态安全格局构建与优化方法可为高速发展的大都市的生态安全格局研究提供更科学的参考。     

缓冲区生成的边界追踪算法优化技术

利用缓冲区边界曲线上各点距缓冲目标距离相等的性质,建立一种基于矢量追踪思想的缓冲区生成方法.提出并探讨了以下优化技术:进行缓冲目标弧段重采样;扩展弧段数据结构以提高点、弧距离计算的效率;闭合边界追踪过程中采用折半逼近的追踪策略并进行动态数据压缩;对缓冲目标集合进行自适应分组和运用分治算法等.结果表明.该算法在内存占用、计算精度等方面具有优势,其计算效率亦可满足一般的GIS应用需求;此外,该算法中边界追踪的思想可以推广应用于空间分析算法设计中.     

Estimating Model Parameters from Self-Potential Anomaly of 2D Inclined Sheet Using Whale Optimization Algorithm: Applications to Mineral Exploration and Tracing Shear Zones

The use of spontaneous potential (SP) anomalies is well known in the geophysical literatures because of its effectiveness and significance in solving many complex problems in mineral exploration. The inverse problem of self-potential data interpretation is generally ill-posed and nonlinear. Methods based on derivative analysis usually fail to reach the optimal solution (global minimum) and trapped in a local minimum. A new simple heuristic solution to SP anomalies due to 2D inclined sheet of infinite horizontal length is investigated in this study to solve these problems. This method is based on utilizing whale optimization algorithm (WOA) as an effective heuristic solution to the inverse problem of self-potential field due to a 2D inclined sheet. In this context, the WOA was applied first to synthetic example, where the effect of the random noise was examined and the method revealed good results using proper MATLAB code. The technique was then applied on several real field profiles from different localities aiming to determine the parameters of mineralized zones or the associated shear zones. The inversion parameters revealed that WOA detected accurately the unknown parameters and showed a good validation when compared with the published inversion methods.

     

正交试验优选天青石矿的捕收剂和浮选条件

通过L27(9×39)混合水平正交试验确定天青石矿浮选的捕收剂和优化的工艺条件,具有试验次数少、考察因素充分的优点。正交试验的极差分析结果显示,捕收剂种类和捕收剂浓度对回收率的影响最大,原矿来源和捕收剂种类对精矿品位的影响最大。通过试验选择出对天青石矿捕收效果好的捕收剂,即十二烷基硫酸钠、十六烷基三甲基溴化铵和单烷基磷酸酯,初步得到一些关键工艺条件:浮选时间(10～15 min)、叶轮转速(2 340 r/min)、矿浆中固体质量分数(25%)和药剂与矿样的质量比(2∶1000)。     

基于遗传支持向量机的城市扩张非线性组合模型

在分析当前城市扩张模拟模型优缺点的基础上,利用支持向量机能有效表达、拟合复杂非线性系统的功能,将多个单项城市扩张模型进行非线性组合,有机融合各单项模型优点,最后构建支持向量机的城市空间扩张非线性组合模拟模型。利用遗传算法优化支持向量机的参数,减小参数设置不合理对支持向量机建模精度引起的影响,有效提高支持向量机模型精度。通过分析组合模型误差和各参与组合的单项模型之间的关系,总结出提高支持向量机的城市扩张非线性组合模型精度的方法是：① 提高参与组合的各单项模型精度;② 增加单项模型之间的差异性。以长沙市为例,分别构建多元回归、GM(1,8)、BP网络和LS-SVM单项城市空间扩张模拟模型,并在此基础上建立线性组合城市扩张模型和遗传支持向量机非线性组合城市扩张模型。通过各模型精度对比分析证明,遗传支持向量机的城市扩张非线性组合模型精度远优于各单项模型,并且优于线性组合模型,是一种有效的城市扩张新模型。     

土质边坡稳定性评价进化遗传算法

对进化遗传算法进行了改进，提出了新的交叉算子和变异算子，使得改进后的算法具有更好的全局收敛能力。同时，引入与边坡稳定性密切相关的坡角、坡高、土体的抗剪强度等七个因子，建立了适用于边坡稳定性评价的多因素相关进化遗传算法边坡稳定性分析模型。实例应用结果表明，该算法应用于边坡的设计和稳定性评价具有较高的可信度。     

SCE-UA算法在流溪河模型参数优选中的应用

流溪河模型是一个主要用于流域洪水预报的分布式物理水文模型,目前采用手工试错法优选模型参数,虽然该方法在过去的研究中取得了较好的效果,但参数优选过程较为繁琐,需时较长.文中以广州市流溪水库流域为例,采用SCE-UA算法对流溪河模型优选参数,并使用优选结果进行模拟检验,取得了较好的效果.研究表明,SCE-UA算法能够快速、有效地进行流溪河模型参数的优选,相比手工试错法具有简单、方便、高效的特点,可应用于分布式流域水文模型的参数自动化优选工作.     

基于缓解沙漠高速公路风沙危害的路基参数优化——以榆靖高速公路为例

在沙漠地区修筑高速公路时,风沙对公路路基的危害是公路安全和运营的最大影响因子之一。为了寻求最适合沙漠地区高速公路风沙危害最经济的理论路基断面形式,通过对榆（林）靖（边）沙漠高速公路各种路基实测数据应用数学模型进行定量分析,查明了影响路基沙害程度的主要参数,提出了减少路基沙害程度的设计理念,并对不同路基形式的沙害程度进行了比较,给出了路基沙害程度较小的路基断面形式及参数值。研究成果对今后在沙漠地区修筑高速公路设计及施工具有一定的指导意义。     

Particle Swarm Optimization Algorithm for Neuro-Fuzzy Prospectivity Analysis Using Continuously Weighted Spatial Exploration Data

Natural Resources Research - Classification of spatial exploration data for exploration targeting using neuro-fuzzy models means that the many spatial values have to be simplified and assigned to a...     

基于遗传算法的反倾层状岩质边坡极限分析上限解

倾倒破坏是反倾层状边坡主要的失稳类型之一,而当反倾层状边坡内存在软弱夹层、外倾结构面等因素时,传统的纯剪断或纯折断破坏将不再适用,如何有效地建立一种该类型边坡的稳定性分析方法对边坡工程设计显得尤为重要。在此基础上,本文针对反倾层状岩质边坡平动-转动组合破坏问题,利用塑性极限分析上限定理,结合相关联流动法则和变形协调条件建立容许运动场,构建考虑平动加转动的岩质边坡稳定性极限分析理论计算模型,进一步采用遗传优化算法进行全局极值搜索,得到基于遗传算法的平动加转动岩质边坡极限分析稳定性系数上限解和相应的最优折断面。采用该方法与改进的 Goodman Bray方法进行对比,计算结果表明所提方法具有一定的适用性。同时利用该方法,对反倾岩质边坡的稳定性影响因素进行了敏感性分析。     

Estimation of Blast-Induced Air Overpressure in Quarry Mines Using Cubist-Based Genetic Algorithm

In the present work, blast-induced air overpressure is estimated by an innovative intelligence system based on the cubist algorithm (CA) and genetic algorithm (GA) with high accuracy, called GA–CA model. Herein, CA initialization model was developed first and the hyper-parameters of the CA model were selected randomly. Subsequently, the GA procedure was applied to perform a global search for the optimized values of the hyper-factors of the CA model. Root-mean-square error (RMSE) is utilized as a compatibility function to determine the optimal CA model with the lowest RMSE. Gaussian process (GP), conditional inference tree (CIT), principal component analysis (PCA), hybrid neural fuzzy inference system (HYFIS) and k-nearest neighbor (k-NN) models are also developed as the benchmark models in order to compare and analyze the quality of the proposed GA–CA algorithm; 164 blasting works were investigated at a quarry mine of Vietnam for this aim. The results revealed that GA significantly improved the performance of the CA model. Based on the statistical indices used for model assessment, the proposed GA–CA model was confirmed as the most superior model as compared to the other models (i.e., GP, CIT, HYFIS, PCA, k-NN). It can be applied as a robust soft computing tool for estimating blast-induced air overpressure.

     

斜插板挡沙墙设计参数优化数值模拟

本文基于FLUENT欧拉双流体非定常模型,对不同设计参数的斜插板挡沙墙周围风沙两相流运动特性进行了数值模拟。结果表明：挡沙墙透风率越小,积沙量越大,但沉积的沙堆越靠近挡沙墙,越容易被埋,透风率宜设计为25%～40%;插板倾角小于90°,背风侧沉沙区紧靠挡沙墙,大于90°,背风侧沉沙区与挡沙墙存在一定的距离;插板倾角在90°～135°时,大部分沙粒沉积在挡沙墙周围,防沙效果最佳,结合工程造价,倾角宜取110°～135°;背风侧有效影响范围区内,风速在水平方向与垂直方向风速轮廓线分别呈左“V”形分布与倒“S”形分布;风速一定时,背风侧空气动力有效阴影区范围随挡沙墙高度的增加而逐渐增大;挡沙墙高度一定时,背风侧沉沙区随风速的增大向下风向移动;挡沙墙高度越大,承受的风压越大,工程造价越高,综合考虑工程造价及防沙效果的基础上,挡沙墙高度建议采用1.5～2.0 m。