基于空地协同采样的植被覆盖度随机森林估算方法

基于无人机高光谱影像, 建立地形复杂地区植被覆盖度的非参数随机森林回归估算模型。为获得构建随机森林模型所需的足够数量的训练样本, 利用低空无人机搭载的光学相机, 在从地面难以到达的山地、水域和植被茂密区, 通过垂直拍摄获得厘米分辨率的航拍影像, 作为对地面样方采样的补充。首先计算地面数码相机照片和无人机可见光影像的红绿蓝植被指数(red-green-blue vegetation index, RGBVI), 然后使用大津分割法提取样方的植被覆盖信息, 得到构建模型所需的训练样本。在此基础上, 基于2018年8月16—18日在内蒙古自治区察右中旗油娄沟矿区获取的GaiaSky-mini2无人机高光谱影像数据, 利用递归特征消除算法优选参与随机森林回归的特征变量集, 利用空地协同获取的训练样本构建植被覆盖度的随机森林回归估算模型。该模型在测试集上的确定系数R2为0.923, 均方根误差为0.087, 优于常用的像元二分模型, 可用于矿区植被动态信息的精细化监测。     

基于前景理论的投资组合优化问题研究

借鉴Kahneman和Tversky提出的前景理论,从期望效用最大化的视角对风险资产进行组合投资。首先建立基于前景理论的投资组合优化模型,然后针对模型中S形价值函数在参照点的非光滑性,使用CHKS函数进行了光滑化处理;针对目标函数的非凹性,使用多初始点技术进行了处理。最后利用中国金融市场的实际数据进行了实证分析,通过设定不同参数取值,验证了前景理论对中国金融市场的适用性。     

西北地区人口-经济-水环境质量耦合协调发展研究

基于2005～2014年西北五省人口-经济-水环境质量相关数据,构建耦合协调评价指标体系。运用统计学和GIS方法对近10年来西北地区人口-经济-水耦合协调发展的时空演变进行分析,发现2005～2014年,耦合类别变化情况为勉强耦合-初级耦合-中级耦合,耦合协调度持续上升表明三个子系统之间的协调促进作用增强,系统逐步由无序走向有序;近10年来,西北五省耦合协调度均有不同程度提升,其中青海省提升幅度最大,达到了0.44,陕西省提升幅度为0.044,是五省中提升幅度最小的省区;不论是区域整体还是区域内部各个省份,经济和人口对系统的推动作用均逐步增强,而水环境质量则逐步失去对各区域发展的推动力,表明区域发展的动力逐步由资源转向经济和人口,发展的可持续性增强。     

大气硝酸盐中氧同位素异常研究进展

硝酸盐是大气中的主要污染物,其前体物NO_x(NO+NO_2)参与大气中多种光化学反应,可以改变大气氧化特性,有利于细颗粒物的形成,影响气候系统与人类健康.硝酸盐氧同位素异常(Δ~(17)NO_3~-)是解析大气硝酸盐生成途径的有力手段.本文对大气硝酸盐氧同位素异常的研究进展进行了综述.首先列举了测试大气硝酸盐三氧同位素(~(16)O, ~(17)O和~(18)O)的前处理方法(热解法、细菌法和化学法),并对比了全球范围内大气硝酸盐氧同位素异常的时空分布特征.其次总结了大气中硝酸盐生成的主要途径及其氧同位素质量守恒,讨论了大气硝酸盐中氧原子的可能来源及其氧同位素异常值,评估了全球及典型区域尺度上氧同位素异常的模型.最后对大气硝酸盐氧同位素异常的未来研究方向进行了展望.     

三目标优化:一种计算Pareto非劣解相对于各优化目标偏向度及其进一步分析的方法

考虑到理性决策者通常以获得高性价比结果为最佳选择,本文基于求解三目标优化问题得到的Pareto非劣解进一步分析.以"性价比"概念为基础,建立了Pareto前沿各点排序的基本规则,定义了相邻点概念,并明确了相邻点选择的方法.根据Pareto前沿各点与其相邻点的分布特点,计算得到了Pareto前沿各点的变化率;设计了灵敏比概念,得到了各Pareto非劣解相对各优化目标的偏向程度.本文的创新性贡献有3点:①利用三目标Pareto前沿灵敏比形成的新支配关系,进一步得到了比Pareto非劣解集范围更小的子集;②首次量化出三目标优化问题的Pareto非劣解相对于各优化目标的偏向度;③给出了各Pareto非劣解偏向于各优化目标的不平衡度,得到了不平衡度最小的解.最后,通过具体算例演示了上述计算过程,并与多种常用方法的计算结果进行了对比分析,验证了文中所述方法的可行性和有效性.本文研究成果对于进一步认识Pareto非劣解所具有的重要特性,深化三目标优化问题的求解是一次重要的理论推进.     

具有外部干扰的耦合时滞神经网络固定时间二分同步

针对结构平衡图与结构非平衡图的网络拓扑,考虑了一类具有外部干扰的耦合时滞神经网络模型,分别设计了其固定时间同步控制协议.借助固定时间稳定性理论与不等式技巧,获得了耦合网络在固定时间内达到同步的充分性判据,给出了具体的收敛时间上界,并验证了固定时间同步网络的鲁棒性与抗干扰性.为了扩大网络模型的适用性,考虑的神经网络激活函数为非连续的函数,可借助微分包含与集值李导数理论解释非连续微分方程的动力学行为.最后,分别在结构平衡图和非平衡图下对耦合神经网络的固定时间二分同步进行了数值仿真,验证了控制算法的有效性及理论结果的正确性.     

投标合谋环境下产业升级的逆向演化研究

投标合谋行为已成为全国性、多领域的群体性违规问题,其存在不仅对我国经济造成了巨大损失,同时也阻碍了行业的健康有序发展.为研究投标合谋行为自身演化规律及其对产业发展的影响,给相关的监管和治理提供参考,本文基于复杂适应系统理论,运用NetLogo多主体仿真平台构建招投标系统并进行演化仿真,最后运用SPSS对所得数据进行回归分析,探索在市场封闭、单纯开放市场、有条件开放市场3种市场情景下合谋比例与报价比例对产业演化过程和结果的影响.研究表明:投标合谋行为会产生"逆向淘汰"效应,不利于降低行业成本,最终导致产业升级逆向演化;合谋行为存在"自我强化"现象;合谋行为会提高合谋者生存几率,但无助于其资本积累;单纯开放市场无助于产业升级,必须配合反合谋审查;现实中应重点对报价比例为0.1到0.3的单位进行合谋审查.     

高铁背景下京津冀县域尺度就业密度空间格局研究

高铁对城市间劳动力流动格局会产生较大影响,进而对区域就业密度格局产生影响.采用加权平均中心、地理加权回归方法研究高铁对京津冀县域尺度2010—2017年就业密度格局演变的影响,结果发现:高铁的开通显著改变了区域就业密度格局,劳动力从最初向高铁沿线区县集聚,过渡到向地级市或更发达城市集聚,高铁的虹吸作用促使以衡水为中心的就业密度低值区的形成.高铁背景下经济发达、就业待遇更好的地区更容易吸引劳动力,而社会固定资产的投资对劳动力的吸引力较弱;相对于高铁开通年限而言,高铁班次变量对区县就业密度的影响更为显著,其中正向影响主要分布在北京、天津和位于京广高铁沿线的保定北部区县.总体来说,高铁对京津冀县域就业密度的影响以集聚效应为主.该结论可以为未来高铁建设背景下区域就业格局的优化和调整提供实践参考.     

采用显式动力学的轴承性能退化评估指标构建

针对非平稳工况下常规时域统计特征对滚动轴承早期微弱故障不敏感的问题，提出一种对早期微弱故障敏感且能表征性能退化趋势的性能退化评估指标，即特征相似比(FSI)。首先，对4种变工况轴承振动信号进行测试，分析统计特征对径向载荷、转速波动和故障程度的敏感性；然后，选择对工况不敏感但对故障程度敏感的特征作为最佳特征；最后，通过计算相邻两样本最佳特征的相似比构建FSI指标。采用所构建的FSI指标对轴承仿真故障数据和全寿命疲劳试验数据进行试验验证，结果表明：轴承发生早期故障时，最佳特征幅值增加9.4%,高于均方根值的4.7%、绝对均值的5.2%;全寿命轴承出现微弱故障时，FSI幅值增加21.8%,高于均方根值的6.5%,且FSI准确表征了轴承性能退化趋势。     

基于特征碘离子的非靶向筛查鉴定河北省地下水中碘化消毒副产物

联合高分辨质谱和碘化消毒副产物(I-DBPs)的特征质谱性质, 建立一套完整的非靶向分析方法。以河北省17口监测井为研究对象, 筛查地下水样品中I-DBPs的种类、数量及分布。共筛选出含有同分异构体的I-DBPs疑似离子2408种, 其中不同质荷比的数量为839, 远高于以往研究报道的I-DBPs数量。疑似I-DBPs离子中, 对碘离子响应强度排前十位的离子进行结构鉴定, 其中响应强度排前两位的两种离子被鉴定为酚类I-DBPs, 其发育毒性比对应的脂肪族I-DBPs高数十至数百倍。进一步的分析结果表明, 酚类I-DBPs是样品中主要的I-DBPs 类型之一。最后, 通过主成分分析, 讨论2408种疑似I-DBPs的分布特征。根据主成分分数, 筛选出明显偏离其他采样点的3个采样点。根据装载因子, 通过高斯混合模型对疑似I-DBPs进行聚类, 得到4类离子, 其中3类离子分别属于3个离群采样点的特征污染物。这些结果表明, I-DBPs的分布在河北省内的不同地区具有明显的差异性和复杂性。