投影寻踪原理的动态聚类模型及其在气候区划中的应用

以广东1980-2009年气候资料为基础,采用地理信息系统(gis)技术,对不同熟性荔枝进行气候适宜性区划,为广东荔枝生产布局、品种调整提供科学依据。通过分析广东荔枝生育与气象条件的关系,得出早、中、晚熟荔枝的气候适宜度区划指标有4个:年平均气温、历年极端最低气温、荔枝花芽形态分化关键期的平均气温及开花坐果期的降水量,每个指标分3级,对应适宜、次适宜、不适宜。建立了区划指标的空间分析模型。在专业地理信息系统软件arcgis系统支持下,运用模型进行了区划指标的小网格点推算及早、中、晚熟荔枝的气候区划。得出广东适宜中熟荔枝种植的面积最大,达666.53万hm2;其次是早熟品种,为527.45万hm2;晚熟荔枝受气温和降水的共同制约,适宜种植的面积较小,为425.25万hm2。

中国建筑气候区划图

对比分析了建筑热工设计分区、ashrae建筑气候区划以及基于聚类分析的气候区划在建筑节能设计气候区划中的可行性。通过对比分析发现:ashrae建筑气候区划方法提供了较为完备的干湿区划指标和步骤,但其冷热区划方法及指标不能区分我国云贵高原地区与长江中下游地区的气候差异。与其他2类方法不同的是,聚类分析方法将青藏高原单独划为一个气候区,其区划结果较为清晰简洁；但用于聚类的气候指标类别和数量以及确定最佳聚类数量的方法会对聚类区划结果造成较大影响,并降低该方法的客观性。

　选择纬度、经度以及16个与水热状况有关的气象因子进行r型主成分分析,用前5个主成分坐标值进行模糊isodata聚类分析,将研究区划分为3类;用逐步判别分析建立了各类的判别函数式,回判准确率为91.81%;结合模糊相似优先比的结果,将研究区区划为南洋楹适宜发展区、南洋次适宜发展和南洋楹控制发展区3个气候区.

针对桥型方案选择时,评价指标多且易受到参评人员主观的影响,而导致评选难以获得客观结果。本文提出基于投影寻踪模型的桥型方案评选。用加速遗传算法对投影寻踪模型的最优投影方向进行计算,将评价中多维指标数据投影为一维投影数据。工程应用实例表明该评价模型具有很强的客观性、适用性和可操作性,为桥型方案的评选提供一种新的方法。

中国建筑气候区划图(高清彩色图)

_建筑气候区划标准_GB50178_93介绍_谢守穆

建筑热工气候区划是制定建筑节能相关规范的基础工作,更加细致的区划方案能给政策制定者、规划者和设计者提供更详尽、更准确的信息。利用凝聚层次聚类对夏热冬冷地区进行了气候区细分,该方案采用了分层级的区划模式:在第一层级采用与供热、供冷需求直接相关的度日数(hdd18和cdd26)为主要分区因素,在第二层级采用相对湿度、太阳辐射和风速等作为综合分区因素。该区划模式有助于设计人员根据气候特征合理选择围护结构热工指标,同时合理设置通风、遮阳等其他被动技术措施。通过对夏热冬冷地区近10年(2006—2015年)166个气象台站的日值气象数据的聚类分析,划分了7个主要子气候区,各个二级分区因素也分别划分了3～4个分组。

投影寻踪聚类(ppc)模型在多因素聚类分析中被广泛应用并取得了满意的效果,然而,该模型还存在诸如密度窗宽参数取值经验确定等不足,有待改进提高。本文针对ppc模型存在的问题,把投影寻踪聚类的思想和动态聚类方法结合起来构造投影指标,建立了投影寻踪动态聚类(ppdc)新模型,新模型在整个运算过程中毋需人为给定参数,聚类结果客观、明确。边坡稳定性评价的实际应用表明,ppdc模型不仅切实可行,取得了理想的效果,而且还具有稳定性好、操作简便等特点。ppdc模型为多因素聚类分析提供了一种新方法,具有广阔的应用前景。

建筑业综合评价涉及众多评价指标,属于高维数据的处理问题。本文提出采用高维降维技术——投影寻踪评价模型,来解决高维数据空间向低维子空间的转化问题。避免了传统综合评价模型中需要人为确定各个评价指标权重系数的人为干扰性,建立了建筑业投影寻踪综合评价模型,使得评价结果更加科学、准确,为该方面研究提供了新的研究思路和方法。

建筑业综合评价涉及众多评价指标，属于高维数据的处理问题。本文提出采用高维降维技术——投影寻踪评价模型，来解决高维数据空间向低维子空间的转化问题。避免了传统综合评价模型中需要人为确定各个评价指标权重系数的人为干扰性，建立了建筑业投影寻踪综合评价模型，使得评价结果更加科学、准确，为该方面研究提供了新的研究思路和方法。

投影寻踪模型是把高维数据投影到低维空间,通过计算,以达到研究分析高维数据的目的,同时用之来分析和处理非线性、非正态高维数据的一种新型统计方法。该模型首次用于研究兰州市城市生态系统健康评价,对自然环境、经济、社会三个子系统从组织结构、恢复力、发展力、活力、服务功能五个要素中选取32个指标,经相关性分析后,选出17个指标进行健康评价。得出兰州市2004～2008年间城市生态系统健康程度呈上升趋势,但健康水平均处于亚健康状态。

针对水利工程开发项目决策问题,采用高维降维技术——投影寻踪分类模型(ppc),利用基于实数编码的加速遗传算法(raga)优化其投影方向,将多维数据指标(样本评价指标)转换到低维子空间,根据投影函数值的大小评价出样本的优劣,从而做出决策,最大限度避免了模糊综合评判中权重矩阵取值的人为干扰,取得了满意的效果,为水利工程开发项目决策及其它评判决策问题提供一条新的方法与思路。

针对防洪风险因风险主体而异的特点,以防洪系统脆弱性描述临灾时承灾体的损失程度,选取影响临灾破坏程度的因子建立了评价指标体系,探讨了用评价因子分级标准驱动的投影寻踪模型评价防洪系统脆弱性的新途径。实例的评价结果符合北江下游的防洪态势,表明该模型方法可行、合理有效。

水资源可持续利用程度综合评价需要综合考虑区域的社会、经济、资源、环境等各方面因素,是一个典型的多目标、多层次、多属性决策问题。投影寻踪模型能够通过加速遗传算法来寻求最优投影方向,将多维数据指标转换成低维子空间上,因此便可以根据优化出的一维投影值来计算各地区的水资源可持续利用程度,另外可以避免权重确定主观性问题。其思路清晰,计算简单,结果合理,为水资源可持续利用程度综合评价提供了一条新的方法和思路。

水利工程项目后评价既要考虑定量指标也要考虑许多难以量化的定性指标的影响。应用eowa算子进行定性指标量化,建立基于遗传算法的投影寻踪评价模型(gppm),把定性指标和定量指标相结合,把多维评价样本指标表征为一维综合特征值,根据该综合特征值的大小对水利工程项目样本集进行统一评价,解决了各单项指标评价结果不相容问题。通过实例研究,验证了本方法的合理性和有效性。

选择土层厚度、腐殖质层厚度、土壤类型、坡度、坡位等立地因子,采用免疫进化算法建立投影寻踪无林地立地质量综合评价模型。以年龄和投影寻踪的投影值为自变量建立马尾松人工林地位指数模型,实现了无林地和有林地的立地质量评价的有机统一,为森林立地质量评价提供了新的技术途径。

提出房地产投资多目标决策模型,结合指标及数据分布特点将投影寻踪方法应用到房地产风险评价中,采用实码加速遗传算法来简化pp模型建模过程,该方法直接面向数据建模,将多种指标线性投影为决策者提供了一个综合全部指标信息的决策依据,且具有简便、通用、准确等优点。

提出了水利工程方案优选的投影寻踪(pp)模型的新方法,利用pp模型可把方案多维评价指标值综合成一维投影值,投影值越大表示该方案优选,根据投影值的大小就可对方案集进行优选。采用实码加速遗传算法进行pp建模,简化了投影寻踪技术的实现过程,为投影寻踪技术在水利工程中的广泛应用提供了新的有力工具。应用实例结果说明,直接由样本数据驱动的pp模型用于水利工程方案优选简便可行,pp模型的投影值比较分散、易于决策,适用性和可操作性强,不需确定评价指标的权重,优选结果较为客观。

投影寻踪法具有变高维数据为低维数据,适用于处理非线性、离散数据的特点。文章针对公路目标持续性综合评价中指标的多样性、模糊性特点,提出了基于投影寻踪模型的公路目标持续性综合评价方法,并通过实例分析,证明了该方法使评价过程更客观、准确、简洁,具有一定的理论意义和应用价值。

介绍了投影寻踪等级评价模型的各个步骤,采用该模型评价了大伙房水库水质,得出取样点的丰水期水质较枯水期差,水库监测断面水质为ⅲ、ⅳ类水质,水体富营养化较严重,主要原因是总氮严重超标,并将评价结果与综合污染指数法评价结果比较,总体看来,两种评价方法得出的结果基本一致,采用投影寻踪等级评价模型进行水质评价是完全可行的.

城市防洪规划方案的综合评价系统是由许多自然技术指标和社会经济指标组成的多目标决策系统,其难点是如何定量该系统中各评价准则和各评价指标的权重。为此,提出了改进型投影寻踪法(ipp)作为评价模型的具体建模过程。为充分挖掘防洪标准方案评价指标样本集的数据信息,以合理确定各评价指标的权重,提出利用信息熵权法计算相对权重的大小,并采用加速遗传算法优化投影寻踪最优综合评价模型。理论分析和实例结果说明:改进投影寻踪模型直观、可行有效,计算结果稳定、精度高。