基于精度突变的随机森林特征优选方法研究与应用

随机森林特征优选法是遥感解译中常用的特征选取方法,可以减少特征冗余提高提取精度。但该算法在构建决策树时会随机选择特征子集,导致某些重要的特征被丢失,从而使优选结果不是最优特征子集。以水稻提取为例,设计了一种基于精度突变的随机森林特征优选方法:利用随机森林特征优选方法对研究区进行特征排序;通过逐级组合的方式进行水稻提取;将精度突变的特征重新加入到特征优选子集;基于最优特征优选子集提取水稻。实验结果显示,文中方法将水稻提取中被丢失的特征重新加入到特征优选子集中,其总体提取精度可提升2.7%,表明文中方法可提高水稻的提取精度,同时该方法在地物分类和变化检测等相关领域也有一定的参考价值。

模糊优选在电网规划综合决策中的应用

利用模糊优选方法,采用多目标优化规划,获得电网规划的优化多解方案集,并计算出方案的定量目标及其特征值矩阵;对于定性准则,建立基于规划知识和经验的专家系统,获取方案的定性目标模糊评价矩阵.对定量和定性目标的两种矩阵,采用统一的决策目标相对优属度进行方案优选决策.当不满意决策优选的规划方案时,则修正和调整多目标间的权重及其隶属函数,重新进行优化规划方案的计算,直至获得满意方案.该方法既能计及定量、定性因素,又能体现系统的整体优化性能,将其应用于规划决策支持系统,可实现具有智能模拟的电网规划方案决策功能.

基于组合赋权-VIKOR法的山区施工便道方案优选模型

为对山岭地区施工便道方案进行客观、全面、精准评价,结合行业设计规范和相关研究成果,构建山区施工便道方案指标评价体系,提出一种山区施工便道方案优选模型。该模型采用三标度层次分析法和熵权法分别计算评价指标的主、客观权重,基于博弈论思想对主、客观权重进行赋权确定综合权重,并运用VIKOR法(多准则妥协解排序法)对山区施工便道方案进行优选。以某高速公路山区施工便道方案比选为工程实例,针对4种施工便道方案进行综合比选,并将本文模型与加权TOPSIS法(优劣解距离法)、灰色加权关联分析法进行对比分析。研究结果表明:3种计算模型得出的最优方案一致,组合赋权的方法克服了单一赋权的缺陷,使指标评价更客观。相比于加权TOPSIS法和灰色加权关联分析法,本文模型能抵御外部因素的干扰,明显地辨别方案之间的差距,得到准确清晰的方案排序,且当评价方案众多时,本文模型能够提供更多方案选择,得到最优化方案。

基于综合优属度的大风区高速铁路线路方案优选研究

为了应对西部路网扩张过程中必须面临的大风环境高铁建造问题,从问题的本源出发,研究选线设计与大风环境的耦合关系,建立科学的决策模型成为实现高速铁路高质量建设的关键内容。通过分析大风区高速铁路线路方案设计的主要影响因素并参考选线原则,从工程技术、生态环境、防风工程和社会效益4个方面选取22项指标,建立大风区高速铁路线路方案优选的多层次指标体系。采用三角模糊数对定性指标量化后,引入最佳去模糊性能值的方法将其转化为精确数,并融合粗糙集理论中的属性约简算法与信息熵理论,根据属性重要度将冗余或不重要的属性去除,实现初选指标的筛选。为使结果既能反映决策者的主观经验,又能反映指标数据的客观真实性,同时兼顾数据的变异和相互影响程度,分别采用G2法和CRITIC法进行主、客观赋权,并引入最优卡方距离的思想计算最终权重。最后,统筹考虑距离相似性和几何相似性维度,采用靶心距确定距离优属度以及与集合曲线趋势变化的趋同程度确定几何优属度,建立基于综合优属度的大风区高速铁路线路方案决策模型,并结合工程实例对模型进行验证。结果表明,基于本模型的大风区高速铁路方案的决策结果与工程实际具有较好的一致性,验证了模型的可靠性和适用性,为大风区高铁线路方案优化设计提供一定的理论支持。

基于组合赋权法与TOPSIS法的砌体结构加固方案优选

砌体加固方案优选方法对实际工程遴选方案具有重要意义。为此建立了组合赋权法与TOPSIS法相结合的砌体结构加固方案优选方法,引入加固效费比模型,以效费比值为定量指标,以施工工期、施工技术、效果、整体效应4个因素作为定性指标,建立砌体结构抗震加固优选方案指标体系。以某教学楼为例,运用G1-COWA组合赋权法与TOPSIS法,求出该结构最佳加固方案为板墙加固方案。结果表明:所提出的优选方法具有一定的实用性和有效性,也适用于一般砌体加固改造工程;优选方法能根据既有结构的基本信息,科学便捷地决策出最佳方案,为砌体结构的加固设计实施提供更科学的技术支撑。

塔中顺北地区志留系断裂特征与应力场扰动分析及井位优选

塔里木盆地中部顺北地区复杂构造应力造成了多层系断裂样式的差异性。当钻井钻至志留系断裂破碎带,地层压力小于钻井液液柱压力时,易发生漏失现象。为保障钻井的高效钻进,亟需开展志留系断裂特征与应力场扰动分析以指导井位设计。通过志留系断裂增强解释性处理及空间解释,结合断裂生长指数,开展断裂综合解析。研究区断裂整体特征为下伏陡直走滑与上覆雁列正断层分层变形,志留系断裂样式以加里东晚期至海西早期活动的雁列式负花状正断层组合排列为主,呈右阶雁列式展布,走滑伸展作用强烈。基于已钻井SHZ1等偶极阵列声波测井等资料,确定了顺北中部地区志留系主应力方向为北东向54°。结合研究区三维地震资料综合解释,建立地质模型,开展迭代边界元数值模拟,明确研究区现今地应力的平面分布规律,包括最大、最小和中间主应力,并将应力场模拟结果与实际测井资料解释结果进行对比分析。受断裂产状和断距的影响,平面上应力扰动带宽度不同,同一断裂的上、下盘应力扰动范围呈现出非对称分布。通过对志留系断裂空间立体雕刻及应力扰动分析,避开志留系断裂强度大、倾角大的雁列单元边界断裂、断裂应力集中部位及强能量异常断裂、裂缝发育区,结合目的层靶点空间特征,优选井位及其井轨迹设计。志留系断裂综合解析与应力场扰动分析为井位优选中规避志留系严重漏失、保障钻井高效钻进提供了保障。

重庆涪陵北部二叠系富有机质沉凝灰岩层系地质特征及甜点区优选

重庆涪陵北部二叠系吴家坪组二段(吴二段)沉凝灰岩是一种新型富有机质烃源岩,是非常规气藏勘探的新领域。明确吴二段沉凝灰岩层系关键甜点参数的分布是勘探评价的首要问题。通过钻测录井、实验分析及地震等资料,从沉凝灰岩层系的有机地球化学特征、岩性特征、厚度分布、地层压力及裂缝发育等成藏富集地质条件入手,聚焦岩性品质及可压缝网两个关键因素,优中选优,评价目标甜点区。研究结果表明:涪陵北部吴二段沉凝灰岩层系处于深水陆棚相,有机质丰度高,TOC含量主要为5%~6%,Ro为1.90%~2.44%,有机质类型以Ⅰ和Ⅱ型为主,TOC含量大于4%的优质沉凝灰岩段厚度在15~20 m之间,分布面积广;优质沉凝灰岩段储集空间多样,孔隙度较高,脆性矿物含量较高,地层压力系数为高—超高压级别,同时转折端发育小型—微型裂缝带,体现了良好的“自生自储”含气勘探潜力;涪陵北部吴二段沉凝灰岩层系气藏具有优质控富、超压控藏及缝网控甜的规律。结合主控因素初步建立吴二段沉凝灰岩层系甜点评价标准,优选出3个目标甜点区,面积达186.4 km2,其中研究区西北部L2-L1井区油气显示良好,可以作为近期勘探的有利目标。

基于AHP-熵权法的油田防垢技术优选研究

现阶段国内油田在不同生产环节防垢技术的选择上,缺少科学有效的评价体系。针对这一问题,经调研、对比、分析及筛选,明确了从安全性、适用性、技术难度、效能及经济性这五个纬度构建防垢技术水平判断指标,确定了防垢技术水平评价分为基础、标准、强化及综合防垢这四个等级,选择层次分析法(AHP)+熵权法(EWM)构建防垢技术选择的评价模型,对影响防垢技术选择的各项指标按照重要程度进行排序,对防垢水平进行评价,通过评价结果确定油田最终防垢方案,并根据具体防垢案例验证该方法的准确、可行及可靠性。通过构建防垢技术优选体系,能够有效判断不同防垢技术对目标油田的防垢水平,为油田防垢技术优选过程提供理论基础。

超深井钻柱动态疲劳失效特征及参数优选

随着油气勘探深度不断增大,超深井钻柱井下振动更加复杂,应力状态随时间变化显著,为保障超深井钻柱的安全性,开展了受空间挠曲井筒约束超细长钻柱的动态疲劳失效特征研究,并进行钻柱结构及工作参数优选。基于实际井眼轨迹,考虑钻柱与井壁的碰撞特征,通过有限元仿真分析,得到全井钻柱动力学特性;根据疲劳损伤累积理论,研究了超深井全井钻柱在非对称循环变幅应力状态下的疲劳强度;结合现场实例,研究了超深井钻柱的危险截面,分析了钻柱疲劳强度随转速、钻压和稳定器安装位置的变化规律。研究表明:钻压和高转速对钻柱疲劳强度的影响较大,低转速对钻柱疲劳强度的影响较小;稳定器可以大幅降低底部钻具组合疲劳失效的概率,而且稳定器安装位置对钻柱疲劳强度的影响较为显著。研究结果为超深井钻柱组合结构参数和钻井参数优选提供了理论依据。

融合时序Sentinel数据多特征优选的南方丘陵区油茶种植区提取

油茶作为江西省经济林树种之一,也是江西省特色优势产业,准确获取其空间分布在产量估算、生产管理和政策制定等方面具有重要意义。本研究针对南方多云多雨气候导致光学影像不足,以及丘陵山区地形破碎问题,以江西省宜春市袁州区为研究区,采用时序Sentinel系列影像数据和SRTM DEM数据为数据源,构建和优选了光谱特征、植被-水体指数、红边指数、雷达特征、地形特征和纹理特征共125个特征变量,其中,纹理特征采用累计差法(Δf)对比15种不同尺度窗口,计算Sentinel-1和Sentinel-2影像最佳纹理特征。基于ReliefF特征优选算法和随机森林分类算法,设计了8种特征组合方案开展实验,探讨不同特征类型对油茶提取精度的影响。结果表明:利用累计差法计算出的Sentinel-1和Sentinel-2的最佳纹理特征窗口尺寸均为35×35,最佳纹理特征组合为均值(Mean)、方差(Variance)和对比度(Contrast);在光谱特征、植被-水体指数的基础上加入不同特征对油茶进行分类,不同类型特征对油茶提取的有利程度由大到小依次为S2纹理特征、S1纹理特征、地形特征、雷达特征、红边指数,相比于单一光谱和指数特征,纹理特征的加入可大幅度提高分类精度。多特征协同分类结果优于单特征分类结果,基于特征优选的油茶提取精度最高;基于ReliefF算法特征优选后的方案精度最高,总体精度为88.29%,Kappa系数为0.81。本研究利用时序Sentinel系列遥感影像和DEM地形数据,构建了针对多云雨南方丘陵山区的大范围油茶遥感提取方法,可为中国南方丘陵区域油茶资源调查与监测提供参考。

基于Bayes算法与数值模拟的缓倾斜破碎薄矿体采矿方法优选

为实现某锰矿顶板破碎低品位缓倾斜薄矿体安全高效经济开采,首先根据开采条件设计出5种技术可行的采矿方法,然后基于贝叶斯(Bayes)和蒙特卡洛(Monte Carlo)方法建立涵盖技术和经济共17项评价指标的采矿方法优选体系进行采矿方法优选。研究结果表明,浅孔进路V型掏槽后退/前进采矿法、中深孔进路V型掏槽/平行抛掷采矿法和浅孔接钎头斜向掏槽采矿法的综合得分依次为0.524、0.193、0.214、0.228和0.221,浅孔进路V型掏槽后退采矿法最优。最后采用MIDAS数值模拟对优选出的采矿方法的4种不同跨度采场的稳定性进行分析,其采场跨度12 m时可在采场稳定性和矿石回收率之间取得较好平衡。综合考虑技术、经济和安全指标的采矿方法及采场结构参数优化思路,可为该矿山选出安全高效采矿方案,并可供类似矿山参考借鉴。

海面船舶探测谱段优选与效能分析

船舶等海面目标的探测对于海面管理、国防安全、搜索救援等领域有着重要意义。星载红外遥感覆盖范围广,是实现船舶目标广域探测的有效手段。受太阳天顶角昼夜循环的影响,船舶与海面的温差周期性变化,导致海面船舶探测场景存在一天两次的热交叉时期,此时使用单一探测谱段难以满足船舶目标全天时探测需求。文章以中纬度夏季和冬季海面环境为例,建立海面船舶探测场景的24小时红外辐射特征,提出多谱段优选组合方案,通过3.50~4.10μm和10.25~10.75μm双探测谱段探测实现信噪比优于16.52(夏季)和17.64(冬季)的昼夜连续观测。所提出的双谱段探测方法为实现广域全天时海面目标探测应用提供了技术支撑。

基于多层优选卷积的水声信号样本自动标注方法

针对深度学习在水声研究领域的应用中面临大数据量要求和现有样本量限制的问题,本文提出了一种多层优选卷积网络模型。通过基于相似度的优选方法选出最佳卷积核,以提取更具代表性的特征。利用探索层特征融合策略,叠加多层卷积输出,获取更全面的特征信息。采用约减策略优化模型,有效缩短运算时间。通过优选、特征融合和注意力机制,有效解决此类问题。实验结果表明,该模型在数据集上取得的最好的标注准确率为高基线模型1.12%;同时运行时间减少了43.5%。因此,该模型的使用提高了水声信号标注的准确率和效率。

基于D3QN的火力方案优选方法

针对在多类弹药协同攻击地面工事类目标任务中火力方案优选效率低的问题,提出一种基于双层决斗DQN(dueling double deep Q network,D3QN)的火力方案优选方法。该方法将打击过程建模为马尔科夫决策过程(Markov decision processes,MDP),设计其状态空间和动作空间,设计综合奖励函数激励火力方案生成策略优化,使智能体通过强化学习框架对策略进行自主训练。仿真实验结果表明,该方法对地面工事类目标的火力方案进行决策,相较于传统启发式智能算法能够获得较优的火力方案,其计算效率和结果的稳定性相较于传统深度强化学习算法具有更明显的优势。

直觉模糊MABAC法在低渗碳酸盐岩气藏有利区优选中的应用

低渗碳酸盐岩气藏地质构造和储层特征复杂,数据获取和解释的不确定性较高,导致有利区优选的难度较大。提出了最优最劣法(BWM)赋权下的直觉模糊MABAC(多属性边界近似区域比较)法低渗碳酸盐岩有利区优选模型。首先,根据低渗碳酸盐岩地质特征、生烃能力和储气能力等信息,建立综合考虑低渗碳酸盐岩成藏的地质条件、施工条件的综合评价指标体系;然后利用BWM方法确定各关键评价指标权重,同时考虑多个因素对不同的油气田的影响并掌握因素之间的优先级关系;最后,利用直觉模糊信息替代精确信息,建立改进的直觉模糊多属性决策模型,对低渗碳酸盐岩气藏开发有利区进行优选。利用10个碳酸盐岩气藏区块进行实验,结果表明:剩余动态储量、有效储层厚度等因素表现良好的C区块为最优。对碳酸盐岩气藏开发有利区块按照整体距离的值进行降序排序,结果为:C区>I区>H区>A区>D区>G区>J区>E区>F区>B区。将提出的直觉模糊MABAC法与现有方法进行对比,并结合数值模拟结果分析,验证了该方法的有效性和合理性。

WSN中融合优选机制和变螺旋策略的自适应黑洞覆盖策略

在无线传感器网络节点覆盖优化过程中,黑洞算法往往会陷入局部最优解,导致节点分布不均,后期收敛缓慢。因此提出一种融合优选机制和变螺旋策略的自适应黑洞算法,建立具有最优解的黑洞种群,引入黑洞优选机制,使星体种群在迭代过程中不再围绕一个黑洞进行寻优,经过多次迭代,黑洞种群数量减少,即最优解所在区域更加精确,算法不易陷入局部最优,并围绕最优解附近进行局部搜索,从而实现全局和局部优化能力的平衡。其次,动态调整星体位置更新过程中的螺旋形状,黑洞种群规模不断减小的同时螺旋形状也逐渐变小,即星体能够在更靠近最优解的区域进行开采,提高优化精度。仿真结果显示,改进后的黑洞算法能使节点覆盖率显著提升,覆盖盲区和重叠区域面积大幅减少,节点的移动距离也明显缩减。

顾及环境敏感特征的铁路线路方案优选方法研究

为合理地解决环境敏感区铁路线路方案综合优选问题,研究顾及环境敏感特征的铁路线路方案优选方法 .首先,基于文献调研和环境敏感区特征探析,分析总结影响线路方案的因素,构建涵盖4大方面18项指标的顾及环境敏感特征的铁路线路方案优选指标体系.其次,在专家经验主观赋权和工程信息客观赋权的基础上,运用灰色关联分析理论进行组合赋权.然后,结合改进优劣解距离法(Technique for Order Preference by Similarity to an Ideal Solution, TOPSIS)确定各线路方案的相对贴近度,进而实现线路方案优选.最后,以新建铁路西宁至成都线合作至郎木寺段线路方案选择为例进行优选方法验证.研究结果表明:该区段线路的4个备选方案的相对贴近度依次为0.527 9,0.523 6,0.508 7,0.522 7,方案一的相对贴近度最大为最优方案,基于本方法的优选结果与实际专家论证结果一致;与传统TOPSIS比较,基于改进TOPSIS的运算结果避免了计算结果受单方面优势指标影响的弊端,在运算过程中将线路方案涉及的极端优劣指标进行综合权衡考量,得到的运算结果更贴近实际情况.研究成果可为未来环境敏感区线路方案优选问题提供一种新的优选思路.

基于模糊综合评判和本体的测量仪器智能优选研究

针对当前测量仪器的种类逐渐增多且各仪器都有不同的性能影响因素问题,提出了一种基于模糊综合评判和本体的测量仪器智能优选研究。首先,利用模糊综合评判对测量仪器的性能影响因素进行模糊划分;其次,依据本体领域知识,将模糊划分模型转化为测量仪器智能优选的本体模型,运用SWRL规则和protégé工具推理出最优的测量仪器;最后,通过工程实例展示该方法的工作过程,验证了该方法的可行性。实验结果表明,提出的方法可以为仪器选择提供参考,并可自动推理结果。

见危不救入刑问题中的划线难题及其回应——以范伯格优选方案论争为核心

划线难题是主张见危不救应当入刑者必须回应的挑战。该难题认为无法针对存有救助道德义务且应当以刑事强制措施执行的情形划定清晰的界线。针对这一难题,乔尔·范伯格提出了优选方案,给出了较为合理的回应,他将界线划定在提供救助不存在“不合理风险、损失或不便”上,同时要求谨慎地限制刑事强制措施的使用。但他划定的该界线仍面临三个有针对性的批评,分别是针对该标准对救助风险的程度、看待风险的视角和风险的类型未作清晰的界定,导致划线难题仍未得到彻底解决。但这三个批评是可以成功回应的。在风险程度问题上,要综合平衡特定伤害结果的危害性及其发生概率来确定风险程度;在风险视角选择问题上,主观视角与客观理性人视角都是不可取的,应以采取可证立视角来判断风险;在风险类型问题上,应立基于个体视角而非社会视角判断风险大小,个体视角下个人目标的重要性存在大小之分,它与该目标中立于行动者意义上的重要性成正比。回应划线难题并非对见危不救入刑的完全证立,证立入刑还需要回应其他难题,但这是绕不过的一个问题。

多源时序数据特征优选的南方丘陵山区农作物分类研究

以广东省揭阳市揭西县为例,基于Sentinel-2多光谱影像、Sentinel-1时序雷达数据、时序植被指数和地形数据,通过计算J-M距离和特征分析对18个特征波段进行特征组合优选,并对比分析了支持向量机(SVM)、随机森林(RF)、最大似然比(MLC) 3种分类器对南方丘陵山区农作物的分类效果。结果表明,时序植被指数特征中NDVI效果最优,时序雷达特征中VH极化方式最优,地形特征中DEM最优;从不同农作物类型来看,时序植被指数特征和时序雷达特征均能提升晚稻、秋玉米的分类精度;对于晚稻而言,时序雷达特征和地形特征对其分类精度均有提升作用。不同分类器对比结果表明,SVM的总体精度比RF和MLC分别高4.67%和7.84%;Kappa系数分别高5.88%和10.48%,可为南方丘陵山区农作物分类提供有效思路和方法参考。