基于信息熵的多目标水文站网优化探讨

规划合理的水文站网能够充分反映水文时空变异特征.站网优化力求以最少的站点数目收集尽可能准确详尽的信息.建立了一种基于信息熵的多目标水文站网优化模型,基于信息熵原理,以站点间互信息最小为原则对站点进行排序,形成站点组合多种方案;构建由联合熵百分比、平均互信息和Nash-Sutcliffe效率系数(NSC)组成的评价函数对站点组合进行信息承载量评价;运用多目标优化求解方法求得最优解.对黄河支流伊洛河流域多年月流量序列进行了实例分析,结果表明:伊洛河流域水文站网可去除冗余站点;优化后的站网仍可提供足量信息.所建立水文站网优化模型综合考虑了站网的信息总量、信息重叠量和数据波动三项指标,并结合多目标优化方法求解,满足了对站网信息量作定量分析的需要以及在多目标下进行站网优化的要求,是一种合理有效的站网优化方法,对于水资源的规划管理具有重要作用.     

基于遗传算法和克里金的气温站网拓展设计

利用江苏省2016年58个地面气象站日均温数据,针对其站点布局的不合理以及对未来站网的拓展,提出一种基于地统计克里金法和遗传算法的方法,以研究区域现有地面气温站点,利用克里金方法计算整个区域的克里金方差并对研究区域进行估值作为模拟站点,通过遗传算法从模拟站点中寻找最优的站网组合,解决局部最优站点组合起来不一定是整体最优的问题。最终确定了6个添加站点位置,研究结果为未来气温站网的建设提供了理论参考。     

基于邻域熵与蚁群优化的基因选择算法

针对基因表达数据集的基因选择问题,采用邻域熵度量与蚁群优化原理,提出一种基因选择方法.首先,引入邻域粗糙集模型对基因数据进行邻域粒化,定义邻域熵度量用于剔除冗余基因构成预选择基因子集;然后,采用邻域熵构造基因重要度作为启发式信息,发挥蚁群优化算法的分布式、正反馈及全局寻优的优势,运用蚁群优化算法从预选择基因子集中搜索出最小基因子集;最后,在选取的最小基因子集上进行分类测试.实验表明:建立在该最小基因子集上的分类器具有良好的分类性能.     

基于多维临界调控模型的玛纳斯河流域水资源调控

水资源调控是不同区域和用水户之间有效公平分配水资源的重要途径,本文以新疆玛纳斯河流域为研究对象,以水资源供需缺水量最小为优化目标,在分析耗散结构、协同学、有序原理和临界控制论的基础上,应用多维临界调控模型对玛纳斯河流域水资源系统进行行业间优化调控。研究结果表明:2020年,通过工业节水30.8%、农业节水1.2%和污水资源化1.38×108m~3,可使系统熵由0.34降低到0.15;2030年,通过工业节水54%、农业节水1.6%和污水资源化1.89×108m~3,可使系统熵由0.34降低到0.15;2030年的缺水量比2020年的缺水量减少了0.4×108m3,可实现水资源系统的有序发展。研究成果对解决灌区水资源供需矛盾、提高水资源高效利用具有重要意义。     

1951—2017年松花江流域连续性极端降水事件时间趋势特征分析

连续性极端降水事件是松花江流域洪涝灾害的重要原因.基于1951—2017年松花江流域41个气象站点降水数据,采用泊松回归方法进行时间趋势分析.结果表明:松花江流域连续性极端降水事件在第90百分位阈值下、第99百分位阈值下一次回归结果显著,呈现增加趋势,指数化系数为1.006841、1.037159;3个子流域在不同百分比阈值下通过检验,均呈现出增加趋势,松花江干流流域在第99百分位阈值下一次回归结果显著,指数化系数为1.050931,嫩江流域在第90百分位阈值下、第95百分位阈值下一次回归结果显著,指数化系数为1.0050186233、1.0058413365,第二松花江流域在第95百分位阈值下一次回归结果显著,指数化系数为1.007653;各站点回归结果差异较大,第90百分位阈值下9个站点通过检验,趋势特征为:4个站点增加,4个站点减少,1个站点先减少后增加,第95百分位阈值下7个站点通过检验,趋势特征为:2个站点增加,3个站点减少,1个站点先减少后增加,1个站点先增加后减少,第99百分位阈值下仅有1个站点通过检验,呈现增加的趋势.     

基于最大时间阈值与自适应步长的时间相关性感知数据去冗余算法

针对传感器网络感知数据去冗余方法存在冗余度高的不足,提出一种基于最大时间阈值及自适应步长的时间相关性感知数据去冗余算法(TCDA).TCDA充分考虑了去冗余过程中,数据变动幅度大、局部最大值与最小值存在较大误差、局部特征值的丢失以及数据平稳时的数据相似阈值失效因素;TCDA在保证去冗余率的前提下,设置最大时间阈值防止数据相似阈值失效,确保数据的时效性;同时TCDA采用自适应步长机制降低计算复杂性,减少计算能耗.实验结果表明:TCDA与数据传输协议(DaT)方法相比,节约了3%的传输能耗和50%的计算能耗.     

网络环境下XPath查询集的冗余去除

网络环境下XML数据库查询应用，目前国内外已存在多种优化技术，查询重写，语义缓存等，但在冗余去除方面却缺乏研究。在已有技术的基础上，从减少网络流量的角度改进原XPath查询集冗余去除方案，利用XPath树模式和DTD对查询集在不同XML文档结构下冗余度进行评估，并在算法中权衡网络流量和XPath查询复杂度，来满足用户需求。     

基于组合模型的电力变压器故障诊断

为了综合全面地诊断电力变压器故障,克服单项诊断方法考虑问题角度单一,不能重复利用已知信息,诊断准确度和稳定性不高的缺点,并结合电力变压器油中溶解气体的数据,提出了利用组合模型诊断变压器故障.该方法将灰关联熵、小波神经网络、模糊粗糙集、支持向量机和IEC三比值作为独立诊断模块,利用熵值法优化得到各个模块的最佳权重,最终得到发生故障最大概率所属类型.通过实例验证,组合诊断法优于单项诊断方法,提高了故障诊断精度,减少了误判率,诊断的稳定性得到提升.     

海河流域50年来参考腾发量的时空变化规律及其影响原因

根据海河流域34个站点1957—2007年逐日实测气象资料,结合旋转正交函数(REOF)、参数t检验法和Mann-Kendall检验方法对海河流域参考腾发量(RET)及其相关的4个气象变量(平均气温、风速、相对湿度和日照时数)的时空演变特征进行了分析,在此基础上,分析了RET对气象变量的敏感性,定量评估了气象变量对RET变化的贡献程度,探讨了影响RET变化的可能原因.结果表明,过去50年,海河流域59%的站点RET呈现显著下降趋势,主要分布在东部平原区,呈现显著上升趋势的站点主要分布在西部山地区.依据REOF分析结果,海河流域可以划分为3个区域:西部区、北部区和东部区;北部区和东部区的RET都呈现出显著的减少趋势,而西部区则呈现出显著的增加趋势;相对湿度是对RET最敏感的气象变量,风速和日照时数次之,平均气温对RET的敏感性最小;海河流域西部区RET的增加主要是由该区域显著减少的相对湿度所引起的,而北部区和东部区显著下降的风速和日照时数是导致这两个区域RET减少的主要原因.     

基于小波变换系数去冗余的图像无损压缩方法

本文对基于DPCM与整数小波相结合的算法在无损图像压缩中的应用进行了深入研究.研究表明,分块图像数据经过整数小波变换后仍存在冗余,对这些冗余的数据进行分析,可通过DPCM编码,对变换后的数据做进一步的压缩.由于5/3整数小波变换的特性,其冗余信息主要分布在水平、垂直和对角线的方向.因此,本文在大量实验数据的基础上,提出了一种按照冗余信息的分布规律,构造出预测模板,再对变换后的不同的子带系数选择相应的、开销最小的模板进行残差系数冗余信息去除的方法.实验结果表明,所提出方法的残差系数的平均码长比原始图像的平均码长减小了2.61,总压缩率比JPEG 2000压缩率平均提升了4.63%,相比原始图像直接进行DPCM编码压缩率平均提升了6.16%,同时因其算法简单,非常适合于硬件FPGA上的实现.     

国家重点野外科学观测试验站数据信息现状分析

利用调查表、网上查询和电子函件交流的方式,于2002年8-10月对国家野外科学试验站(试点站)的数据信息、共享程度、标准化以及管理等现状进行调查.结果表明,25个台站共有数据集216个,其中森林、农业领域的数据占80%以上;本科以上的人员占了约68%; 1/5的试验站没有建成局域网,只有14个台站建立了自己的主页;仅有16%和20%的台站收集的数据分别是国际标准和国家标准; 52%的台站同时使用监测、野外调查、室内分析和资料汇编4种方式采集数据;有15个台站部分或完全是以EXCEL形式存储数据;只有32%的台站可提供部分或全部的免费数据共享服务.通过对调查结果的综合分析,发现目前我国野外台站在数据信息的网络化管理与利用以及数据标准化与共享方面存在着诸多问题,并提出了进一步改进的建议与措施.     

基于样本熵理论的长江干流径流序列复杂性分析

基于样本熵理论,选取宜昌站、汉口站和大通站为长江干流主要水文控制站,对3站的径流序列进行分析,研究长江干流径流序列复杂性的空间分布及动态变化特征。结果表明:长江干流径流序列复杂性具有明显的空间差异性,从上游到下游总体上呈现增加趋势。各站的样本熵值与年径流量均呈现负相关关系。宜昌站和大通站径流序列复杂性处于不断增加趋势,汉口站21世纪以来呈现增加趋势。     

低辐射3G网络基站选址优化

针对民众因担忧电磁辐射而投诉日益增多导致通信基站选址困难的现状,在考虑基站覆盖范围和建站成本的同时,兼顾基站电磁辐射对环境的影响,提出了面向低辐射的3G网络基站选址优化方案.通过对基站选址原则及其典型基站的电磁辐射模型分析,建立了基于多目标的基站评价模型,设计了基于改进的免疫优化算法3G网络基站选址优化方案,并以模拟实验区域为对象进行了仿真实验测试.实验结果表明:本文提出的选址优化方案不仅能以较小的基站建设代价满足信号覆盖要求,同时也降低了基站电磁辐射的影响,获得了更好的社会效益.     

东江流域降水空间分布模式识别

 一定区域范围内,近地层气象因子往往是在统一的构造背景控制下形成的,降水、气温、蒸发等气象因子具有自相似性特点。以广东省东江流域内29个雨量观测站点1956-2005年月平均降水资料为样本,运用信息熵原理中有向信息传输指数研究了雨量观测站点之间的信息传输特征,并结合聚类分析方法界定各观测站的所属关系,提出了基于信息熵原理的流域降水空间分布模式识别方法,从而为流域水文要素空间分布模式识别和水资源利用方案提供重要理论和实践依据。     

一种基于负载均衡的WCDMA基站站址选择算法

提出一种基于负载均衡的移动台分配策略,充分考虑了宽带码分多址(WCDMA)网络的小区呼吸效应,在移动台分配过程中,对移动台与基站的链路连接关系进行了优化,使得各个基站的负载相对均衡.理论分析与仿真实验结果表明,在完成同样的覆盖时,采用所提出的移动台分配策略可以显著减少规划区域内所有基站所需的发射总功率.     

人工免疫算法在洪水分类中的应用

 在总结洪水分类研究的基础上,提出了一种新的洪水分类方法,以人工免疫网络对洪水样本进行免疫学习和记忆,提取表征洪水强度的有用特征得到抗体库和相似度矩阵,利用最小生成树方法,依据抗原与记忆集的亲和度确定洪水的分类。以宜昌站12场典型洪水过程和广东石狗站17场典型洪水过程为例进行了洪水聚类分析,结果表明：所提算法有效提取了同类型洪水的模糊特征和规律,去除了不必要的信息冗余,较好地将同类洪水聚集在了一起;与进化粒子群优化算法相比,该法有更快的收敛速度。     

Estimate of arsenic emission amount from the coal power stations in china

Arsenicisoneofthemostpopularandharmele-mentsintheenvironment[13].ThearsenicpollutionintheatmosphereisveryheavyinFushun,Shenyang,Lanzhou,Guiyang,ChengduandChongqing,etc.IntheSouthwestChinathereare3000eventsofarsenictoxicosisbecauseofhigharseniccoalscombustionandabout10000peopleareeffected[4,5].Therefore,thesourcesofarsenicintheenvironmentanditstreatmentarepaidmoreattentionto.CoalisthebasicpowersourceinChinaandabout1000milliontonsperyearisconsumeddirectlyasfuel[6,7].Steamcoalburntinpowerstat…     

基于信息熵的流域水文要素时空变异分析研究

潮白河流域位于海河流域的上游,也是北京市重要水源地密云水库的上游.近年来,密云水库的入流呈急剧下降的趋势,已经严重威胁北京市城市供水的安全.为深入理解密云水库来水急剧减少的影响原因,进行水文要素的时空变异分析是十分重要和必要的.传统的变异方法主要采用变异系数.结合信息熵理论与新兴的GIS技术,提出一种基于差异信息测度的普通序列和栅格序列的信息理论与方法,并应用于潮白河流域1973～2002年58测站的降雨数据和2个入库流量数据的分析.结果表明,该方法是可行有效的,同时也显示,降雨的时空变异不是造成潮白河流域流量剧减的主要原因.     

新型零售网络中多业态组合选址问题

针对新型零售网络中超市多业态组合选址问题进行研究,提出了地理信息系统与模糊层次分析相结合的方法。该方法首先在一个区域内若干个超市可供建设点中选出一定数量的备选建设点,再考虑超市的数量、业态、覆盖范围等要求,以总成本最小为目标函数建立数学模型,运用Matlab求解出最优的选址结果。最后,结合实际案例对该综合选址方法进行有效应用。