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基于随机森林算法的耕地质量定级指标体系研究 被引量：12
1
作者 林子聪 任向宁 +2 位作者 朱阿兴 赵鑫 胡月明 《华南农业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第4期38-48,共11页
【目的】分析研究区域内的耕地质量差异,优化耕地利用与布局,为耕地保护提供参考依据。【方法】以青海省共和县、都兰县和乌兰县的耕地为研究对象,根据历史及现有文献收集耕地质量的影响因素,采用随机森林算法和相关性分析筛选定级指标... 【目的】分析研究区域内的耕地质量差异,优化耕地利用与布局,为耕地保护提供参考依据。【方法】以青海省共和县、都兰县和乌兰县的耕地为研究对象,根据历史及现有文献收集耕地质量的影响因素,采用随机森林算法和相关性分析筛选定级指标并确认权重,通过加权求和法计算定级指数并划分级别,得到定级结果。与常用的特尔菲法定级成果进行比较分析。【结果】随机森林算法得到的变量重要性(I)范围在0.03~11.94,相关性分析结果显示,大部分影响因素间相关性不显著,有8个为显著相关,综合I值和相关性分析结果将30个影响因素收敛为4个纬度下的14个定级指标,其中影响研究区域耕地质量的主要因素为生态系统脆弱性、生长季平均降水和年总太阳辐射量,权重分别为0.11、0.10和0.09,随机森林算法评价结果与实际情况相符。【结论】与常用的特尔菲法比较,随机森林算法稳定性更好,级别指数变幅区间更小,更有利于构建省级空间尺度的耕地级别可比序列。 展开更多
关键词 耕地质量评价 定级指标体系 随机森林算法 特尔菲法
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地理分析中的空间效应 被引量：25
2
作者 刘瑜 汪珂丽 +10 位作者 邢潇月 郭浩 张维昱 罗琴瑶 高松 黄舟 李海峰 李新 王姣娥 王劲峰 朱递 《地理学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第3期517-531,共15页
地理信息科学传承了地理学的空间分析传统。在地理空间分析中,由于地理空间的特殊性,地理信息科学在构造分析方法时,需要考虑空间效应。然而,空间效应具体的内涵和外延,到目前尚未有系统探讨。本文定义了地理空间效应,进而在形式化定义... 地理信息科学传承了地理学的空间分析传统。在地理空间分析中,由于地理空间的特殊性,地理信息科学在构造分析方法时,需要考虑空间效应。然而,空间效应具体的内涵和外延,到目前尚未有系统探讨。本文定义了地理空间效应,进而在形式化定义空间、位置、场、距离、区域等概念的基础上,归纳了4类空间效应:即空间异质性效应、空间依赖的近邻效应、空间交互的距离衰减效应、和空间分区的尺度效应,探讨了4类效应的内在逻辑关系,建立了统一的表达框架。其中,空间异质性效应是最为基础的效应,近邻效应和距离衰减效应反映了地理空间中两个位置之间的二阶关系,尺度效应则由于区域单元的汇总带来,因此这4类效应形成了递进关系。最后本文梳理了目前地理分析中对空间效应的体现,指出了地理空间人工智能技术对于空间效应的揭示和量化能力。 展开更多
关键词 地理分析 空间效应 空间异质性效应 近邻效应 距离衰减效应 尺度效应 地理空间人工智能
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分布式水文模型的并行计算研究进展 被引量：29
3
作者 刘军志 朱阿兴 +3 位作者 秦承志 陈腊娇 吴辉 江净超 《地理科学进展》 CSCD 北大核心 2013年第4期538-547,共10页
大流域、高分辨率、多过程耦合的分布式水文模拟计算量巨大,传统串行计算技术不能满足其对计算能力的需求,因此需要借助于并行计算的支持。本文首先从空间、时间和子过程三个角度对分布式水文模型的可并行性进行了分析,指出空间分解的... 大流域、高分辨率、多过程耦合的分布式水文模拟计算量巨大,传统串行计算技术不能满足其对计算能力的需求,因此需要借助于并行计算的支持。本文首先从空间、时间和子过程三个角度对分布式水文模型的可并行性进行了分析,指出空间分解的方式是分布式水文模型并行计算的首选方式,并从空间分解的角度对水文子过程计算方法和分布式水文模型进行了分类。然后对分布式水文模型的并行计算研究现状进行了总结。其中,在空间分解方式的并行计算方面,现有研究大多以子流域作为并行计算的基本调度单元;在时间角度的并行计算方面,有学者对时空域双重离散的并行计算方法进行了初步研究。最后,从并行算法设计、流域系统综合模拟的并行计算框架和支持并行计算的高性能数据读写方法3个方面讨论了当前存在的关键问题和未来的发展方向。 展开更多
关键词 分布式水文模型 并行计算 研究进展 空间分解
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多子群遗传神经网络模型用于路口短时交通流量预测 被引量：16
4
作者 刘汉丽 周成虎 +1 位作者 朱阿兴 李霖 《测绘学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第4期363-368,共6页
为适应交叉路口短时交通流量的实时变化性和非线性性,提出将一种多子群遗传神经网络算法(MPGNN)应用于交叉路口短时交通流量的预测,结合BP网络对非线性问题良好的求解能力和遗传算法优良的全局寻优能力,建立遗传算法的多个子种群来搜索B... 为适应交叉路口短时交通流量的实时变化性和非线性性,提出将一种多子群遗传神经网络算法(MPGNN)应用于交叉路口短时交通流量的预测,结合BP网络对非线性问题良好的求解能力和遗传算法优良的全局寻优能力,建立遗传算法的多个子种群来搜索BP网络的最佳结构。通过对武汉市珞瑜路、武珞路、珞狮南路、珞狮北路交叉路口的短时交通流量进行预测分析,取得了良好的实验效果。根据预测结果对该路段的交通流量进行重新分配和控制,对缓解珞瑜路和武珞路段高峰时期交通流量的压力具有重要作用。 展开更多
关键词 交叉路口短时交通流量 流量预测 BP神经网络 遗传算法 多子群
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流域最佳管理措施空间配置优化研究进展 被引量：10
5
作者 吴辉 刘永波 +2 位作者 朱阿兴 杨典华 刘军志 《地理科学进展》 CSCD 北大核心 2013年第4期570-579,共10页
最佳管理措施(BMPs)是保护流域水环境免受农业生产活动导致的污染的一系列措施。在进行流域尺度BMPs空间配置时,一方面要考虑BMPs的生态环境效益,另一方面要考虑农业经济效益,因此流域管理决策者需要对这些措施进行空间配置优化。最佳... 最佳管理措施(BMPs)是保护流域水环境免受农业生产活动导致的污染的一系列措施。在进行流域尺度BMPs空间配置时,一方面要考虑BMPs的生态环境效益,另一方面要考虑农业经济效益,因此流域管理决策者需要对这些措施进行空间配置优化。最佳管理措施空间配置优化(简称BMPs空间优化)是基于专家经验或者利用优化算法而得出的方案,并通过流域模型和经济模型评价其环境和经济效益,最后选择效益最优的方案,这也是当前农业非点源污染和水环境保护研究的前沿和热点。本文在介绍BMPs及其评价模型的基础上,对当前BMPs空间优化研究中的两种方法进行了剖析,对当前国内外BMPs空间优化研究现状进行了回顾和总结,最后,指出了BMPs空间优化研究中现存的问题,指出了今后BMPs空间优化研究的方向。 展开更多
关键词 最佳管理措施 优化算法 非点源污染 流域模型 空间配置
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面向机器学习型区域滑坡易发性评价的训练样本采样方法
6
作者 洪浩源 王德生 朱阿兴 《地理学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第7期1718-1736,共19页
训练样本在基于机器学习的区域滑坡易发性评价中具有重要作用,训练样本通常是由滑坡(正样本)和非滑坡(负样本)组成,由采样方法采集得到。然而,现有正样本采样方法均没有度量所采集正样本的可信度,使得所采集训练样本可靠性得不到保证,... 训练样本在基于机器学习的区域滑坡易发性评价中具有重要作用,训练样本通常是由滑坡(正样本)和非滑坡(负样本)组成,由采样方法采集得到。然而,现有正样本采样方法均没有度量所采集正样本的可信度,使得所采集训练样本可靠性得不到保证,制约了机器学习的区域滑坡易发性评价效果。针对这一问题,本文提出滑坡正样本原型采样方法(PBS),该方法利用某点与滑坡正样本原型的地理环境相似度和不相似度分别度量正样本与负样本的可信度,基于互斥法设置可信度阈值采集训练样本。以甘肃省油房沟流域为研究区,将PBS与已有代表性采样方法分别对油房沟流域构建基于逻辑回归、支持向量机和随机森林的滑坡易发性推测模型,对比有可信度和无可信度样本下的滑坡易发性评价效果。结果发现,正样本和负样本可信度与滑坡易发性评价效果分别呈现“波动上升”与“正相关”的特点,PBS方法在基于3种机器学习模型的滑坡易发性评价的验证精度(Accuracy)和接收者操作特征曲线下面积(AUC)值比已有代表性采样方法分别至少提高了14.7%和14%,且标准差均较小,表明本文所提出方法是有效的。 展开更多
关键词 区域滑坡易发性评价 训练样本采样 机器学习模型 可信度度量
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基于流域系统模拟一情景优化的精细治理决策支持方法
7
作者 秦承志 朱良君 +8 位作者 申申 吴彤 肖桂荣 吴升 陈芸芝 汪小钦 冯险峰 朱阿兴 陆锋 《地理学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第1期58-75,共18页
面向美丽中国生态文明建设所需,亟待有效实现流域精细治理的科学决策,以根据流域综合治理愿景目标,优化流域管理措施(BMP)的空间布局方案(即BMP情景)、制定符合实际需求的实施路线图。对此,“流域系统模拟—情景优化”方法框架近年展现... 面向美丽中国生态文明建设所需,亟待有效实现流域精细治理的科学决策,以根据流域综合治理愿景目标,优化流域管理措施(BMP)的空间布局方案(即BMP情景)、制定符合实际需求的实施路线图。对此,“流域系统模拟—情景优化”方法框架近年展现出广阔应用前景。本文介绍了该框架在应对实际应用需求中尚存的一系列问题,开展了体系性的方法研究:①提出新的流域过程建模框架,以兼顾建模灵活性和高性能计算、高效实现流域系统模拟;②提出以坡位单元作为BMP空间配置单元、并在情景优化过程中可进行单元边界动态调整的BMP情景优化方法,可有效考虑流域综合治理的经验知识,保障优化结果合理性;③提出考虑分阶段投资约束的BMP情景实施次序优化方法,可推荐出符合实际落地需求的实施路线图;④设计研发用户友好的参与式流域规划系统,供各方利益相关者协商决策。通过典型小流域应用案例验证了上述新方法、工具和原型系统的有效性和实用价值。 展开更多
关键词 流域系统模拟 流域管理措施 情景分析 智能优化 决策支持
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时空Moran散点图及其在中国干旱时空聚集区识别中的应用 被引量：1
8
作者 王峥 程昌秀 李畅 《地球信息科学学报》 CSCD 北大核心 2022年第7期1301-1311,共11页
干旱灾害给整个自然灾害体系带来的经济损失最为严重,也是目前检测难度较高的自然灾害之一。SaTScan在灾害时空聚集区的识别中已有应用,但其存在参数设定困难、识别区域不够精确等问题。本文对Moran散点图和局部空间关联指标(Local Indi... 干旱灾害给整个自然灾害体系带来的经济损失最为严重,也是目前检测难度较高的自然灾害之一。SaTScan在灾害时空聚集区的识别中已有应用,但其存在参数设定困难、识别区域不够精确等问题。本文对Moran散点图和局部空间关联指标(Local Indicators of Spatial Association, LISA)进行时空扩展,提出了一种时空Moran散点图的方法,根据研究者对关注现象阈值及置信程度的要求,筛选出符合条件的点,并将其绘制在对应的时空坐标系上,从而得到时空聚集区。以2009—2014年中国干旱时空聚集区识别为例,结果表明:(1)时空Moran散点图识别到的干旱时空聚集区与实际基本相符,验证了方法的有效性;同时,与时空扫描法相比,该方法具有识别结果边界清晰、精确,参数设置容易等优点;(2) 2009年和2011年呈现大范围、较强的干旱时空聚集区,2010年和2014年出现局部、较强的干旱时空聚集,而2012年和2013年的干旱时空聚集情况较轻。综合来看,2009—2014年干旱时空聚集区主要出现在云贵川、东北、黄淮地区和长江中下游等地区。 展开更多
关键词 时空聚集区 时空扩展 Moran散点图 LISA SaTScan 干旱 干旱识别 NSPEI
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基于坡位-地块单元的流域最佳管理措施空间优化配置方法 被引量：2
9
作者 史亚星 朱良君 +1 位作者 秦承志 朱阿兴 《地球信息科学学报》 CSCD 北大核心 2021年第4期564-575,共12页
最佳管理措施(BMP)是治理流域土壤侵蚀、非点源污染等环境问题的有效途径,基于流域过程模拟的情景优化方法可得到综合效益近似最优的BMP空间配置方案集。目前用于配置BMP的空间单元(如子流域、水文响应单元、地块、坡位)均不能有效地综... 最佳管理措施(BMP)是治理流域土壤侵蚀、非点源污染等环境问题的有效途径,基于流域过程模拟的情景优化方法可得到综合效益近似最优的BMP空间配置方案集。目前用于配置BMP的空间单元(如子流域、水文响应单元、地块、坡位)均不能有效地综合体现BMP与地形部位间的空间关系以及同一地形部位内不同土地利用斑块上的BMP差异。本文提出将坡位单元与地块单元叠加生成的坡位-地块单元作为BMP空间配置单元,结合分布式流域建模框架SEIMS和多目标优化算法NSGA-II建立一套流域BMP空间优化配置方法。以江苏省溧阳市中田舍流域的非点源污染治理为例,选取减量施肥、退耕还林、封山育林和生态林草4种典型BMP,以最大化总氮削减率、最小化经济成本为优化目标,分别采用坡位单元、地块单元、坡位-地块单元进行情景优化。结果表明:相比坡位单元和地块单元,采用坡位-地块单元可获得最多具有近似最优综合效益的BMP情景,定量评价解集分布性和收敛性的Hypervolume指数分别提升了7%和4%,且BMP在空间上分布更加精细、配置更加灵活。本文方法可有效、合理地优化流域最佳管理措施的空间配置,为流域治理提供决策支持。 展开更多
关键词 最佳管理措施 流域过程模拟 情景优化 空间配置单元 土地利用 坡位 地块 智能优化
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基于增强现实和地理围栏的社交网络系统设计 被引量：1
10
作者 岳远紊 王玥瑶 +3 位作者 康雨豪 丁家祺 吴坤霖 费腾 《测绘地理信息》 CSCD 2022年第3期137-141,共5页
基于位置的社交网络受限于二维的多媒体内容形式,并且这些社交内容与位置的联系仍不够紧密。为优化基于位置的社交网络,提出了一套将增强现实(augmented reality,AR)技术和地理围栏技术应用于社交网络的系统设计方案。在特定区域内将载... 基于位置的社交网络受限于二维的多媒体内容形式,并且这些社交内容与位置的联系仍不够紧密。为优化基于位置的社交网络,提出了一套将增强现实(augmented reality,AR)技术和地理围栏技术应用于社交网络的系统设计方案。在特定区域内将载有社交媒体的虚拟模型叠加到用户移动终端捕捉到的场景中,呈现逼真的增强现实效果。基于ARKit和CoreLocation框架,在iOS平台上完成了系统。该系统实现了移动增强现实环境下用户之间的信息交流与互动,增强了用户社交场景感知。 展开更多
关键词 增强现实(augmented reality AR) 地理围栏 社交网络 位置服务 传感器
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