基于遗传投影寻踪模型的农业水资源利用效率综合评价

针对农业水资源利用效率评价指标的不相容性问题，提出了农业水资源利用效率综合评价的遗传投影寻踪方法。该方法可以依据样本自身的数据特性寻求最佳投影方向，利用最佳投影方向可以判断各评价指标对综合评价目标的贡献大小和方向。通过最佳投影方向与评价指标的线性投影得到投影指标值，通过这一指标可以对样本进行统一评价和分类。利用该方法对甘肃省81个县域单元的农业水资源利用效率进行综合评价，评价结果很好的反映了各评价指标对综合评价目标的贡献大小和方向以及各评价单元综合利用效率。     

基于RAGA的PPC模型评价水分胁迫对寒区水稻生长和产量的影响

针对水分胁迫对水稻生育和产量的综合影响很难直观判断的问题,该文提出了评价水稻综合指标的投影寻踪方法,该方法可以依据样本自身的数据特性寻求最佳投影方向,利用最佳投影方向判断各评价指标对综合评价目标的贡献大小。采用实码加速遗传算法进行PPC建模,简化了投影寻踪技术的实现过程,克服了投影寻踪技术计算复杂、编程实现困难的缺点。评价结果表明,拔节期受旱对生育综合指标影响较大,分蘖期受旱由于时间较长,生育综合指标也较差。水稻生育期连旱对生理指标以及产量影响最为严重。应用RAGA算法的PPC模型评价水稻水分胁迫情况下生育综合指标排序结论比较可靠,这对制定水稻调亏灌溉制度具有应用价值。     

投影寻踪等级评价模型在土壤质量变化综合评价中的应用

土壤质量动态变化研究是以土壤质量评价为基础，通过土壤质量指数的时空变化来反映。因评价实体、目标、指标体系的不同，评价模式（方法）也存在差异。由于涉及多个评价指标，所以属于高维数据处理问题。针对传统评价方法存在指标权重确定没有统一的理论和计算方法的不足，本文提出用基于实码加速遗传算法（Real coding based accelerating genetic algorithm，简称RAGA）的投影寻踪等级评价（Projection pursuit grade evaluation，简称PPE）模型。通过RAGA优化PPE模型中的投影方向参数，完成高维数据向低维空间的转换，即将每个样本的多个评价指标综合成一个综合指标，用倒S曲线建立投影寻踪土壤质量综合评价模型，从而实现对土壤样本的评价。     

区域农业生态环境质量综合评价投影寻踪模型研究

研究建立了区域农业生态环境质量综合评价的投影寻踪模型,利用该模型可将反映区域农业生态环境质量的多个指标转换为反映各指标综合信息的投影特征值,并根据投影特征值的大小对区域农业生态环境质量进行客观评价,方法可靠,结果合理,操作简便且易于生产应用。     

基于投影寻踪的云南省农业水资源效率评价

为探讨云南省农业水资源利用效率,选取与资源利用效率、经济效益、生态效益相关的15个指标,将遗传算法与传统的优化方法结合,利用投影寻踪技术的基本原理,建立了农业水资源利用效率评价模型。利用该模型对云南省16个地区2000,2005及2010年的农业水资源利用效率方案进行综合评价,优化农业水资源利用效率的状态变量指标的最佳投影方向,确定各样本的投影值,从而对各地区进行分类和评价。评价结果很好地反映了各评价指标的贡献率和方向性,符合高原季节性干旱地区农业水资源利用的现状。     

基于改进投影寻踪法的农业气象灾情综合评价

针对气象灾害综合评价中客观存在的模糊性和多因素相互联系及相互制约性,提出运用改进投影寻踪法解决气象灾害综合评价问题,建立改进的投影寻踪综合评价模型。改进的投影寻踪法把每年的多维指标投影成一维的指标值,根据投影值的大小直接进行排序。通过对福建省近25a的农业气象灾害综合评价,结果表明：低温冻害对福建农业影响最大,按投影值将灾情划分为4级,福建1999年灾情最重,1984年灾情最轻,评价结果符合福建省的实际情况。     

基于改进人工鱼群算法的三江平原投影寻踪旱情评价模型

针对现有的旱情评价方法容易出现评价等级离散和结果不易分辨等问题,提出了基于人工鱼群的投影寻踪旱情评价模型,利用人工鱼群算法优化投影指标函数寻求最佳投影方向,同时采用自适应人工鱼步长和拥挤度因子对人工鱼群算法进行改进,克服其易陷入局部最优等缺点,提高了全局搜索能力和收敛速度。以三江平原红兴隆分局为例,选用降雨距平百分率、Z指标和降水温度均一化指标3个指标综合计算投影值,建立了基于改进人工鱼群算法的三江平原投影寻踪旱情评价模型。结果表明,该模型有效避免了单项指标评价的不相容性,用于区域旱情评价是切实可行的,为旱情评价提供了参考。     

投影寻踪技术在松嫩平原西部水资源可持续利用中的应用

根据松嫩平原西部水资源复合系统的特征和水资源条件,建立了区域水资源可持续利用评价指标体系。应用投影寻踪技术,采用实码遗传算法优化投影指标函数,将方案多维评价指标值综合为一维投影值,根据投影值的大小实现方案的优选。研究表明,投影寻踪技术可以有效地解决权重的人为干扰,通过优化排序实现对评价结果的定量化表征。     

区域泥石流危险度评价的影响因子识别

区域泥石流危险度评价是环境保护和减灾的重要内容.针对泥石流危险度评价的多因素影响问题,通过全面收集有代表性的泥石流样本资料,应用免疫进化算法,建立了区域泥石流危险度评价的投影寻踪聚类模型.研究结果表明,该模型依据样本自身的数据特性寻求最优的投影方向,并通过投影方向计算反映评价样本综合特征信息的投影特征指标.该模型不但可以确定各评价指标的权重,避免权重人为的任意性,还能在区域泥石流不同危险度级别划分的基础上,以平均贡献率的大小揭示不同影响因子对评价结果的影响,从而可清楚地筛选出其中的关键影响因子.此研究从定量的角度进一步深化了对泥石流危险度评价影响因子的认识.     

基于RAGA的PPC模型在土壤质量变化评价中的应用研究

将高维降维技术--投影寻踪分类模型(PPC)应用到土壤学科领域,利用改进的加速遗传算法(RAGA)优化投影方向(土壤评价指标),将多维数据指标转换到低维子空间,通过寻求最优投影方向及投影函数值来实现对土壤的分类与等级评价,避免了主观赋权的人为干扰,取得了较好效果,为土壤质量变化与等级评价研究提供一条新思路与方法.     

基于PPC模型与RI指数法的茶产地土壤重金属污染评价

以某喀斯特山区茶产地表层土壤为研究对象,依托GIS空间分析技术,采用投影寻踪聚类(PPC)模型和潜在生态风险指数(RI)法两种较新的评价方法对土壤重金属污染进行综合评价。投影寻踪聚类模型将236个土壤样本中的Hg、As、Cd、Pb、Cr含量指标作为多维投影参数寻求其最优投影方向,由投影指标函数得出土壤重金属污染投影值来反映重金属含量的特征,建立投影寻踪聚类模型,从而得出研究区土壤重金属污染实际现况,结合潜在生态风险指数法,进一步对研究区土壤重金属污染风险程度和演变趋势进行预测。结果表明:(1)在指标投影方向上Hg和As对研究区土壤污染影响最大,Cd对土壤污染影响最小;(2)根据PPC评价标准,研究区土壤环境质量状况良好,无污染的样点区域达到96.61%,清洁占总样点数的30.08%,尚清洁占总样点数的66.53%;(3)在潜在生态风险上存在低度、中度,分别占采样点的89.41%和10.59%,风险程度较低,但有向中度演变的趋势;(4)在污染情况上,清洁和尚清洁的空间分布广阔,轻度污染进行内插后空间分布不明显。本文研究结果有利于综合评价该地的土壤环境质量状况,在实践中将为喀斯特山区的土壤资源的管理和茶叶种植区的合理布局起到参考作用。     

基于投影寻踪模型的甘蓝型油菜产量因素评价

明确油菜产量因素对产量的贡献对于有目的地选择油菜优良组合具有重要意义,而常用的评价油菜产量因素贡献大小的分析方法限制较多。为此,本研究以正常生长的12份早熟和38份晚熟甘蓝型油菜组合为材料,利用基于加速遗传算法的投影寻踪模型分别定量评价了早、晚熟油菜组合产量因素对产量的贡献,并将其与灰色关联度分析、主成分分析结果进行了对比分析,讨论了各分析方法对产量因素贡献评价的准确性。结果表明,早熟组合产量贡献最大的3项指标依次为主序有效角果数 > 有效分枝部位 > 二次有效分枝数,贡献率分别达到36.79%、24.02%和11.33%;晚熟组合产量贡献最大的3项指标依次为每角粒数 > 千粒重 > 有效分枝部位,贡献率分别达到29.81%、17.52%和14.75%。有效分枝部位对不同熟期组合产量均有较大贡献;除此之外,早熟组合产量的形成还较多依赖于生育前期的有效分枝数与有效角果数,晚熟组合产量的形成则较多依赖于生育后期的每角粒数与千粒重。基于投影寻踪模型的油菜产量因素评价能较准确地判断油菜实际产量,并在利用各种分析方法评价油菜产量因素对产量的贡献中发现,灰色关联度分析和主成分分析比投影寻踪模型评价准确性低。从油菜产量因素评价及产量预测综合考虑,基于投影寻踪模型的油菜产量因素评价及产量预测具有最高的准确性,可以优先作为甘蓝型油菜良种选育及产量预测的一种分析方法。     

基于投影寻踪的农业基本旱情评估

针对干旱指标的不相容性以及现有方法对评估等级的分辨率较粗略等问题,提出了农业基本旱情评估的投影寻踪方法（Projection Pursuit,PP）。根据农业旱情等级划分标准,构建了能够反映农业基本旱情系统变异信息的投影指标函数,引入自由搜索（Free Search,FS）算法优化投影指标函数寻求最佳投影方向,利用最佳投影方向信息研究了各种干旱指标对农业基本旱情评估的影响程度。考虑到各种旱情监测信息的时空代表性以及不同指标对旱情评估的影响程度,在甘南县域尺度下,选用降水量距平百分比和连续无雨日数两种指标计算了投影值,建立了农业基本旱情评估的投影寻踪模型。实例应用表明,该模型评估结果符合当地干旱实情,且对旱情等级划分清晰,为农业基本旱情评估提供了一种新方法。     

基于改进双链量子遗传算法的投影寻踪调亏灌溉综合评价

针对调亏灌溉方案优选过程中存在单项指标的灌溉优劣评估结果单一和难以客观评价灌溉综合效益等问题,该文提出了基于双链量子遗传算法的投影寻踪综合评价模型。该模型利用双链量子遗传算法优化投影指标函数寻求最佳投影方向,同时通过矢量距浓度筛选进入搜索空间的量子染色体,以及在进化过程中逐步优化、压缩搜索空间对双链量子遗传算法进行改进。将改进双链量子遗传算法的投影寻踪模型对玉米各调亏灌溉方案进行综合评价,评价结果表明苗期水分亏缺程度为田间持水量50%～60%的处理是最佳调亏灌溉方案,产量与水分利用效率比正常灌溉处理分别提高了6.4%、10.8%。改进后的模型全局搜索能力与优化效率得到了显著提高。     

基于遗传投影寻踪模型的黑河中游地区农业节水潜力综合评价

农业节水潜力综合评价是进行节水规划的重要依据。目前,区域农业节水潜力的定量研究和综合评价研究仍存在不足。为此,本研究以地处西北内陆的黑河中游地区为研究单元,以流域统计资料和野外参与式农户调查资料为基础,借鉴层次分析方法原理,考虑区域社会经济发展水平、水文水资源状况、农业水资源开发利用、农业节水水平和生态环境对区域农业节水潜力的影响,建立了区域农业节水潜力综合评价指标体系。并针对各个单项评价指标的不相容问题,提出基于实码加速遗传投影寻踪的区域农业节水潜力综合评价模型,利用最佳投影方向判断各指标对综合评价目标的贡献大小和方向,通过投影指标值大小对黑河中游地区各区县(甘州区、民乐县、临泽县、高台县和山丹县)农业节水潜力实现水平进行评价。结果表明:水利投资占GDP比例、渠道防渗面积比和管道输水面积比等指标对区域农业节水潜力的影响较大,而人均粮食产量、人均水资源拥有量、供水量模数等指标影响较小;2005年,甘州区、民乐县、临泽县、高台县和山丹县的投影值Z(i)=(1.366 5,1.170 4,1.239 1,1.259 6,1.158 6),故甘州区、高台县和临泽县农业节水技术水平较高,山丹县和民乐县农业节水技术水平较低,节水技术应用潜力空间较大。研究结果可为区域节水农业技术持续发展提供科学依据和决策支持。