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径向基函数网络在湖泊富营养化程度评价中的应用

径向基函数网络在湖泊富营养化程度评价中的应用郭宗楼刘肇(武汉水利电力大学水利系)提要本文建立了一个RBF人工神经网络,并探索用于湖泊富营养化程度评价的可行性,同时提出了一种简便、快速的训练RBF网络的最小二乘算法(RBFLS算法).在12个湖泊富营养化程度评价中的应用成果表明,本文提出的RBF网络及其算法是合理、可行、能用的.关键词湖泊富营养化,评价,人工神经网络,径向基函数.一、引言为了准确评价湖泊的营养状况,半个世纪以来,国内外学者先后提出了特征法、参数法、营养状态指数法、图解法、生物评价法和评分法等多种评价方法[1].实践证明,这些方法各有其适用条件和局限性,尚未形成一种通用的评价方法.湖泊富营养化程度的评价实际上是根据一定的判别标准对湖泊富营养化程度模式作出评价,它是一个典型的模式识别问题.最近几年提出和开始研究的径向基函数(RadialBasisFunction,缩写为RBF)人工神经网络[2]较为有效的解决了巨...  (本文共6页) 阅读全文>>

内蒙古农业大学
内蒙古农业大学

基于遥感监测的湖泊富营养化状态的模糊模式识别研究

湖泊水体富营养化已经成为全球性的环境问题之一。近年来由于气候变暖和人类活动的双重作用,造成蒙新高原区湖泊富营养化状态日益恶化,直接威胁到湖区周围脆弱的生态系统和沿湖人们的生产生活。因此必须加强湖泊水质的监测和治理。常规的水质监测费时费力,并且很难反映湖泊的整体水质状态,而遥感技术可以快速、及时的提供整个湖区的水质状态,具有监测范围广、成本低和便于进行长期动态监测的特殊优势,在湖泊水质监测中具有巨大的应用潜力。本文的研究目的是通过开展湖泊水体水质遥感监测的方法和技术研究,发展适合湖泊水体水质监测的多光谱波段分析技术,形成具有可操作性的中低分辨率多光谱水质遥感监测方法和技术。在总结分析国内外水质遥感监测和湖泊富营养化评价识别研究领域已有的理论、技术和方法的基础上,将乌梁素海作为研究区,以湖泊富营养化状态识别指标总氮、总磷、叶绿素a、化学需氧量和透明度为研究对象,系统研究了利用Landsat5 TM遥感数据反演湖泊水体水质组分的方法和...  (本文共115页) 本文目录 | 阅读全文>>

《贵州环保科技》1996年01期
贵州环保科技

物元分析在湖泊富营养化评价中的应用

目前,湖泊富营养化评价的新方法有三类:一是模糊数学方法【l捌;二是灰色系统理论方法【j~训;三是前二者的混合方法【bJ。 模糊数学方法将经典集合中的{O,1)取值扩展到【O,l】闭区间的连续取值上来,是现代数学的一个突破。 但用模糊数学方法进行环境质量评价还存在一些问题。其中之一是,按分级标准求得的隶属度对两极状态(最低级和最高级)不尽合理。例如,若将小于某一阈值的所有评价样本的隶属度均定为l,则其中的差异未能体现出来。另一方面,在自然和人为因素的影响下,湖泊的富营养化状态是相互转化的。如何从数量上体现这种差异,并能描述不同状态下相互转化的程度,则是物元分析理论所要解决的问题。 我国学者蔡文教授首次创立的物元分析法,用可拓集合表达物元的量值为实轴上的一点时,符合了这一要求叽可拓集合用关联度将模糊集合的[0,1】闭区间取值开拓到(一∞,+∞)实数轴,丰富了事物的内涵,更能客观地反映物质世界的真实情况,为湖泊富营养化评价提供了一种更...  (本文共5页) 阅读全文>>

《湖泊科学》1997年01期
湖泊科学

湖泊富营养化综合评价方法

营养的概念,本世纪初作为鱼产基础的表征,即水体增加有机质的能力而引入湖招学中,但很快就有了越来越广泛的意义.由于对物质和能量流转过程的深入研究,营养这一概念便成了湖泊生态系统的表征L“.而营养分类特别是富营养化评价便日益成为湖泊分类中的重要内容.六、七十年代以来,许多学者基于世界上数百个湖泊水质特性的详细调直,对湖泊富营养化评价的方法和标准进行了一系列的探讨,提出了多种形式的评价参数和方法[’j.在我国,饶钦止等[’j最早在湖泊调查中提出了有关湖泊营养类型划分的标准.70年代后,随着我国湖泊富营养化研究工作的深入开展,国外评价方法在我国的一些湖泊研究中得到了尝试,在对国外评价方法和标准在我国的适用性进行深入探讨的基础上,逐步建立起了比较成熟的适用于我国湖泊的评价体系和方法.I富营养化评价的一般方法尽管不同的学者,基于不同的着眼点,对湖泊富营养化有着许多不同的理解和定义[‘j,湖泊富营养化仍常被认为是水体的一种状态,即过量的藻类和...  (本文共6页) 阅读全文>>

《灾害学》1997年03期
灾害学

中国湖泊富营养化的现状分析

1我国湖泊现状概况我国是一个多湖泊的国家,面积在Ibm’以上的湖泊,全国共有2300个,湖泊总面积约为71787km‘,约占全国总面积的0.8%;湖泊贮水总量约7.088X10”m’,其中淡水贮量2.261X10“m‘,占湖泊贮水总量的对.9%;按湖泊地理分布的特点,全国可划分为五个主要湖区,即青藏高原湖区、东部平原湖区、蒙新高原湖区、东北平原及山地湖区、云贵高原湖区。邵阳湖、洞庭湖、太湖、洪泽湖及巢湖是我国著名的五大淡水湖,青海湖是我国第一大咸水湖。随着现代经济的迅速发展,农业技术的进步,城镇的排污量和人口不断增加,使污染湖泊水体的因素日益增多,大量的营养物质(如氮、磷等)不断流入湖泊,湖泊富营养化日趋严重。根据我国对37个主要湖泊的调查资料,以及根据国内外评价湖泊富营养化的经验制定的指标,37个湖泊的富营养状况,具有中营养型和中一富营养型的占558%,富营养型的占14.7%,重富营养型的占8.8%(表1)。其中,富营养型和重...  (本文共5页) 阅读全文>>

《珠江现代建设》2016年04期
珠江现代建设

湖泊富营养化模型综述

生态模型是湖泊富营养化研究和生态系统管理的重要手段。湖泊富营养化是当今水污染治理的一大难题,由于其发展快、危害大、处理难、恢复慢,已被列入全球性的水污染问题。水生生态系统是具有多要素的复杂系统,要素间的关系错综复杂,表现出极大的随机性和非线性。随着富营养化模型研究的不断深入,近几十年富营养化模型在理论及实践中都取得了较大的进展,已逐渐成为一种相当独立的研究方法。早在20世纪60年代,许多国家就对富营养化模型有所研究。从V o lle n w e id e r提出第1个湖泊富营养化模型至今,已有5 0多年的研究历史。近几十年,随着富营养化模型的迅速发展,包含几十个生态变量的生态动力学模型已逐渐替代了最初的简单总磷模型。富营养化模型的核心是采用一定的方法描述水文、水动力、气候情况,营养盐状况与藻类的关系,模型基本框架见图1。以富营养化模型的发展为主线,介绍简单的回归模型、营养物质负荷模型、复杂的生态—水质—水动力模型和复杂的生态结构...  (本文共6页) 阅读全文>>

《湖南水利水电》2018年06期
湖南水利水电

湖泊富营养化模型研究进展

动态模型可以描述水生态系统中营养物质的动态质量1富营养化模型简介平衡。但是动态富营养化模型需要更多的输入参数,并湖泊的富营养化是被普遍关注的环境问题之一,且它们的模拟结果随时间变化,所以结果具有一定的也是事关我国水生态环境保护和社会可持续发展的重局限性,缺乏广泛性,如图1所示。要因素之一。为了有效控制湖泊污染,避免湖泊的水质恶化,湖泊富营养化模型是重要工具,从第一个描述湖径流流入径流流入蒸泊富营养化过程的模型至今发径流流出,这类模型已有50年的水平面研究历史。一般而言,富营养化模型被分为四种类型:简单回归矿化模型、简单营养物平衡模型、水生态系统模型和结构动态模型[1],但是经过近几十年的发展,水质模型从早期的溶解营养元素浓度变化量流入+(大气沉降矿化-蒸发-流出-沉积)/水体体积氧平衡模型发展到多组相互作用的综合水质模型,早期图1水生生态系统的动态质量平衡示意图的分类已经不太适用。以下富营养化模型依照时间发展归类为早期的静态模型...  (本文共4页) 阅读全文>>