基于分类回归树分析的遥感影像土地利用/覆被分类研究

以专家知识和经验为基础,综合影像光谱信息和其他辅助信息进行分类的基于知识的遥感影像解译方法,是提高遥感影像分类精度,实现自动解译的有效途径之一。然而,知识的获取一直是其得以广泛应用的“瓶颈”问题。以江苏省江宁试验区土地利用/覆被分类为例,利用分类回归树分析(CART)从训练样本数据集中发现分类规则,集成遥感影像的光谱特征、纹理特征和空间分布特征进行分类实验,并与传统的监督分类和逻辑通道分类方法进行比较。结果表明,基于CART的分类方法的精度基本在80%以上,与另两种方法相比,有了较大的提高,而且该算法复杂性低,效率高。由此说明,利用CART算法构建决策树获取的分类规则是合理的。它可以快速、有效地获取大量分类规则,是促进基于知识的遥感影像分类方法在土地利用/覆被分类中广泛应用的一项有效手段。

厄洛替尼治疗晚期非小细胞肺癌分类及回归树分析

背景与目的厄洛替尼是治疗非小细胞肺癌(non-small cell lung cancer,NSCLC)的靶向药物。已有研究表明具有不同临床特征的患者对厄洛替尼的生存获益存在差异,但结论并不一致。本研究将探索厄洛替尼治疗晚期NSCLC生存时间的预测因素以及这些因素的相互影响。方法对2006年9月-2009年9月在中国医学科学院肿瘤医院使用厄洛替尼治疗的晚期NSCLC患者的临床及生存资料采用分类及回归树分析(classification and regression tree,CART)。结果 105例患者的中位无肿瘤进展生存时间(progressive-free survival,PFS)为5.0个月(95%CI:2.9-7.1)。CART分析将淋巴结分期、厄洛替尼治疗时机及吸烟状况分别作为第一、二、三级划分位点,逐级获得4个终末亚组。生存时间较长的是无淋巴结转移或有淋巴结转移、厄洛替尼治疗≤二线并且吸烟≤35包年的两组患者,中位PFS分别为11.0个月(95%CI:8.9-13.1)和10.0个月(95%CI:7.9-12.1),而生存时间较短的是有淋巴结转移且厄洛替尼的治疗>二线或有淋巴结转移、厄洛替尼治疗≤二线并且吸烟>35包年的两组患者,中位PFS分别为2.3个月(95%CI:1.6-3.0)和1.3个月(95%CI:0.5-2.1)。结论是否存在淋巴结转移、厄洛替尼治疗时机以及既往吸烟状况是影响厄洛替尼治疗PFS的主要因素。CART可以找出既往被我们忽略的亚组患者,有利于为临床实践及今后临床研究找到同质性的患者群体。

突发性耳聋预后因素回归树分析

目的对突发性耳聋临床病历进行回顾性分析,探讨影响预后的相关因素。方法对1999年1月～2002年5月收治的突发性耳聋患者158例,运用多因素树型分析软件—分类与回归树(classi fication and regression tresss,CART)进行分析影响预后的因素。结果发病后听力损失的程度、有无眩晕、从发病到治疗的时间间隔(即治疗的及时与否)是影响预后的三个主要因素。其他如年龄、心脑血管合并症、用药种类未能进入树型结构。结论突发性耳聋的预后与内耳受累程度、受损范围、治疗早晚有直接关系,早期治疗有助于听力的恢复。

血清同型半胱氨酸及血脂水平、糖尿病、年龄与冠状动脉病变程度关系的回归树分析

目的 :研究血清同型半胱氨酸水平与冠状动脉 (冠脉 )病变程度的关系及高同型半胱氨酸血症与其它危险因素的关系。方法 :用断面调查的方法 ,收集了进行诊断性冠脉造影术的 1 53例患者 ,采用高压液相方法检测其血清同型半胱氨酸水平 ,并收集冠心病其它危险因素的资料。结果 :单因素分析结果显示 :冠脉病变组吸烟年限、患糖尿病的比例、血清ApoA1水平及血清同型半胱氨酸水平等明显高于无冠脉病变组。多元Logistic回归分析证实HCY和糖尿病的优势比 (OR)均大于 1 ,并有显著差异。用前进法观察偏回归系数证实这两个因素是冠脉病变的独立危险因素。进一步采用回归树对结果进行分析发现 :同型半胱氨酸与其它危险因素相比更重要 ,它与其它危险因素之间存在交互作用 ,尤其在糖尿病、高脂血症及高龄患者可加重冠脉病变的程度。结论 :高同型半胱氨酸是冠心病的危险因素 。

利用增强回归树分析中国野火空间分布格局的影响因素

确定野火空间分布区格局的影响因素,对野火的预测、火险区划具有重要的意义,同时也为制定合理的野火管理措施提供科学依据。以中国2006—2011年野火发生面积和次数作为因变量,选取了5个影响因素,利用增强回归树(boosted regression tree,BRT)方法分析了影响野火空间分布格局的主要因素。结果表明:影响中国野火过火面积空间分布的因素从大到小依次是海拔(36.92%)、年平均气温(27.85%)、年平均降雨量(13.17%)、人口密度(13.00%)和植被类型(9.07%),总体来说,气候因子和海拔的差异决定了研究区过火面积的空间分布格局;影响中国野火火烧次数空间分布的因素从大到小依次是人口密度(27.44%)、海拔(25.97%)、植被类型(22.84%)、年平均气温(18.98%)和年平均降雨量(4.77%),可以看出,人类活动、地形和可燃物共同影响火烧次数的空间分布格局。建议在制定全国火险区划时,除了气候和植被因素外,还应该重点考虑地形,特别是海拔的影响;并且加强野外用火管理,开展可燃物的处理以减少野火的发生。

原发灶不明肿瘤患者预后影响因素的分类及回归树分析

目的 探讨原发灶不明肿瘤患者的预后影响因素.方法 收集154例原发灶不明肿瘤患者的临床和随访资料,采用分类及回归树分析（CART）建立生存树.结果 154例原发灶不明肿瘤患者的中位生存时间（MS）为18.2个月,5年生存率为1.3%.CART分析将年龄34岁作为第1个划分位点,逐级划分后获得了5个末端结,即5个终末亚组.生存时间最长的是年龄为35～60岁、受累器官数目≤2个的非腺癌亚组,其MS为61.8个月.生存时间最短的是年龄≤34岁亚组,其MS为5.5个月.结论 患者年龄、转移器官数目和病理类型与原发灶不明肿瘤患者的生存时间关系密切.回归树分析可以找出既往被忽略的原发灶不明肿瘤亚组患者,这对临床工作具有重要的指导意义,并将有利于今后开展相关的临床研究.

秦淮河流域典型排涝泵站前池水质与降雨特征响应关系

为分析排涝泵站前池水质与降雨特征的响应关系,对南京市城区秦淮河沿线2个排涝泵站前池水质以及降水量开展高频在线自动监测,结合回归树方法分析了不同降雨强度、前期干旱时间条件下排涝泵站前池水质变化规律,探讨了不同类型排涝泵站前池水质的主要影响因素。结果表明:晴雨天均有生活污水汇入的A泵站前池氨氮质量浓度在大雨强下降低,中雨强下先升高后降低,小雨强下平缓上升,A泵站前池污染物质量浓度主要受降雨强度和次降水量影响;主要接收降雨径流,雨量大时有生活污水溢流汇入的B泵站,前池污染物质量浓度在大雨强下先升高后逐渐降低,中雨强下降低,小雨强下变化不大,B泵站前池水质主要受次降水量、前期干旱时间和降雨强度影响;2个泵站前池COD_(Mn)质量浓度变化与降雨的响应规律相似,但更多受到与前期干旱时间关联的地表径流冲刷作用影响;连续降雨均导致泵站前池氨氮质量浓度和COD_(Mn)质量浓度波动变化较大,而前期干旱时间越长,降雨发生后泵站前池水质越差。

黑龙江省大兴安岭林区火烧迹地森林更新及其影响因子

林火干扰是大兴安岭森林更新的影响因子之一,研究火烧迹地森林更新的影响因子(立地条件、火前植被、火干扰特征)对理解生态系统的结构、功能和火后演替轨迹具有重要意义。选取呼中及新林林业局55个代表性火烧样地,利用增强回归树分析法分析了火烧迹地森林更新的影响因素。结果表明:(1)立地条件是影响针、阔叶树更新苗密度的主要因素;海拔对针叶树更新苗密度的影响最大;坡度对阔叶树更新苗密度影响最大;(2)距上次火烧时间对针叶树更新苗比重影响最大,其次是林型;(3)中度林火干扰后森林更新状况好于轻度和重度火烧迹地。根据火烧迹地森林更新调查分析可知:林型影响火后演替模式,火前为针叶树或阔叶树纯林,火后易发生自我更新(火后树种更新组成与火前林型相同),而针阔混交林在火干扰影响下易于发生序列演替(火后初期以早期演替树种更新为主)。

生物质炭添加对华南双季稻田碳排放强度的影响

中国农田有机物料资源化利用是一项巨大挑战。为研究生物质炭农田施用的生态效应,探讨华南双季稻田碳排放强度(greenhouse gas intensity,GHGI)对生物质炭添加的响应,开展了基于静态箱-气相色谱法的连续两年野外观测。田间试验共设6个处理,即当地农民习惯(CK,化肥,无稻草还田),3个不同用量生物质炭添加处理,即BC1(5 t/hm2)、BC2(10 t/hm2)和BC3(20 t/hm2),和2个稻草还田处理(直接还田和稻草+腐熟剂还田)。结果表明,相比当地农民习惯和稻草还田处理生物质炭添加有效抑制了双季稻田温室气体排放(平均降低温室气体排放当量49.87%),显著降低了土壤容重,增强作物的碳氮养分吸收能力,稳定了水稻产量(平均增产3.54%),降低了稻田碳排放强度(平均降低52.13%)。4个生长季平均而言,相比CK、RS和RI,生物质炭3个处理分别降低稻田100a尺度上温室气体排放当量27.53%,58.65%和63.43%(P<0.05),分别增产3.21%,5.11%和2.29%(P>0.05),进而分别降低100a尺度上GHGI 30.57%,61.00%和64.82%(P<0.05),综合而言,BC3具有较好的减排增产潜力。相关矩阵和主成分分析可视化表达了在生物炭添加影响下,稻田碳排放强度与水稻生长参数及土壤理化特性的关系。生物质炭添加影响着水稻产量、收获指数、土壤有机质、总碳和植株吸氮量等环境变量的分布。通过多元决策回归树分析,发现可通过水稻收获指数(>0.5)定量判别其碳排放强度。该研究结果表明,通过优化田间管理,适量生物质炭回田(20 t/hm2)利用是增强土壤固碳、稳定水稻产量、降低稻田碳排放强度和应对气候变化不利影响的可行途径。该研究可为中国秸秆资源科学利用提供基础研究案例。

松花江流域沉积物ATP微生物量的分布特征

分析松花江流域沉积物中三磷酸腺苷(ATP)微生物量的分布,结果表明,ATP分布具有显著的空间特征,在河流发源地及部分城市地区河流段沉积物中具有高的ATP含量,统计分析(主成分分析,多元回归树分析和响应模型分析)表明:ATP是沉积物的主要成分性质之一,在本研究所涉及11个因子中,影响ATP分布变异的第一因子是空间位置(纬度,39.79%),然后是环境因子(总氮,18.49%;硝氮,16.24%),其中ATP随纬度呈二次曲线变化(P<0.001),与总氮呈显著正相关(P=0.027),和硝氮呈显著负相关(P<0.01).同时ATP也随有机质、总磷和海拔的增加而呈增加趋势(P<0.05).沉积物ATP与多种营养元素及其不同形态具有显著相关性,表明通过ATP活性微生物量可以反映水体环境的营养水平.

飞播马尾松林土壤有机碳空间分布及其影响因子

以飞播马尾松林为研究对象,通过典型样地调查和样品测定,采用简单相关分析和增强回归树分析(Boosted regression tree analysis:BRT)相结合的方法分析地形、林分、土壤以及林下植被条件对飞播马尾松林土壤有机碳的影响。结果表明:飞播马尾松林0—10 cm、10—20 cm土层有机碳含量的平均值分别为10.22 g/kg和6.64 g/kg,土壤有机碳含量随土层的加深而降低,两土层有机碳含量的变异系数分别为59.5%和60.1%,均属于中等程度变异。土壤有机碳含量主要受土壤条件的影响,其次为林分条件、地形条件和林下植被条件,土壤、林分、地形和林下植被条件对0—10 cm土层有机碳含量的相对影响力分别为63.4%,19.3%,10.9%和6.4%,对10—20 cm土层的相对影响力分别为60.4%,21.9%,10.6%和7.1%。全氮和全磷是影响土壤有机碳含量的主要因子,对0—10 cm土层有机碳含量影响最大的因子是全氮,其相对影响力为40.2%,对10—20 cm土层有机碳含量影响最大的因子是全磷,相对影响力为31.2%;全氮、全磷和平均胸径与两土层有机碳含量均呈显著正相关,林分密度和土壤容重与0—10 cm土层有机碳含量呈显著负相关,坡向与0—10 cm土层有机碳含量则表现为越向阳坡有机碳含量越高的规律,其他影响因子与土壤有机碳的相关性不显著。

广东省15岁及以上居民脑卒中患病率及影响因素分类树分析

目的了解广东省居民脑卒中患病情况及其危险因素。方法运用多阶段整群随机抽样方法,抽取广东省大城市、中小城市、2类农村各3个区(县),1类农村4个县,每个县(区)抽取3个街道(乡)、6个居委,每个居委抽取90户,对抽取户的15岁及以上居民用面对面询问方法获得其个人基本情况,体检获取体重、身高、血压数据,血脂使用统一的方法进行检测。结果共调查15岁及以上居民17857人。脑卒中的粗患病率为789/10万,年龄标化患病率为600/10万。城乡粗患病率分别为1208/10万、416/10万,差异有统计学意义(P<0.01)。男女粗患病率分别为953/10万、655/10万,差异有统计学意义(P<0.05)。不论城乡、性别,脑卒中的患病率随年龄的增加而上升。高血压、脑卒中家族史、超重者、戒酒者、血脂异常者、轻职业性体力活动等人群脑卒中的患病率较高。生存的脑卒中患者平均发病年龄为57岁,8.4%的患者在45岁前发病,80.0%在45～74岁发病。根据分类树分析,脑卒中的主要危险因素为高血压、年龄高、轻职业性体力活动、高胆固醇、居住在城市和低高密度脂蛋白。结论脑卒中是危害广东省居民健康的一种严重疾病,增加体力活动、保持良好的饮食习惯和防治高血压是预防控制脑卒中的主要措施。

祁连山地区生态系统服务间权衡的社会-生态环境响应机制研究

生态系统服务间权衡和协同关系存在显著的空间异质性,现有研究较少从社会-生态环境的角度进行分析,难以对将生态系统服务纳入实际政策制定过程中。以祁连山地区为研究区,利用InVEST模型和CASA模型对2019年五项调节服务(碳固定、碳储存、产水量、土壤保持和水质净化)和一项支持服务(生境质量)进行计算,结合多元回归树分析法,研究服务间关联的空间异质性及其对社会-生态环境的响应。结果显示,全区尺度上六项服务间呈协同关系,主要受到土地利用类型、降雨和植被覆盖度的影响。植被覆盖区的服务供给量整体高于无植被覆盖区。研究区可被分为5个聚类,不同聚类内服务间关联存在差异。无植被覆盖且年均降雨量低于440.2 mm的区域与植被覆盖度高于0.559的非耕地区内,服务间关联均呈显著协同,后者服务整体较高。降雨升高可促使无植被覆盖区内产水量和土壤保持与其他服务间呈权衡关系,植被覆盖度较低或耕地区内服务间关联变弱。研究成果可为生态管理和政策制定提供有效参考。

表面增强激光解析/离子化飞行时间质谱技术在神经管缺陷胎儿母亲血清、尿液和羊水蛋白质标志物筛查中的研究

目的探讨利用表面增强激光解析/离子化飞行时间质谱(SELDI-TOF-MS)技术结合分类与回归树分析(classification and regression tree analysis,CART)在筛选神经管缺陷胎儿母亲血清和尿液蛋白质标志物的应用。方法孕母血清样本31例,尿液样本35例和羊水样本20例用于检测。采用PBSIIC型蛋白质芯片阅读机读取数据。SELDI数据结果采用分类与回归树分析(CART)建立血清和尿液诊断模型,用于区分神经管缺陷组与正常对照组。结果与正常组比较,神经管畸形组血清中有8种蛋白质高表达,4种蛋白质低表达;尿液中有4种蛋白质高表达,1种蛋白质低表达;羊水中有6种蛋白质高表达,1种蛋白质低表达。4种蛋白质峰用于建立决策分类树诊断模型,血清诊断灵敏度88.20%,特异度100%;尿液诊断灵敏度80.00%,特异度93.33%。结论血清和尿液蛋白质谱的高灵敏度和特异度提示表面增强激光解析/离子化飞行时间质谱结合分类与回归树分析能够筛选神经管缺陷胎儿和正常对照。

基于联网收费数据预测交通流量的实现

高速公路海量的联网收费记录汇聚了很多极具价值的交通信息,利用数据挖掘方法,实现收费数据的增值利用具有重要的理论与应用意义。交通流量是交通规划与管理中的一项重要基础数据,以往交通流量的预测方法依赖于交通调查与检测数据,数据采集成本很高。本文以回归树理论建立起利用联网收费数据预测交通流量的思路,并借助SQL2005提供的数据挖掘功能,建立起数据分析系统,实现利用联网收费数据进行交通流量的预测。

急性冠脉综合征病人早期危险性评价

背景：对住进急诊室疑有急性冠脉综合征（ACS）的病人早期危险性评价已提出一个多种生物标志物方案。作者用复合对数回归具有分类和回归树分析法（CART），界定多标志物策略和界值。在急诊室，低至中度危险的人群，最佳分层需程序化。

豆科绿肥残体对连作蕉园土壤肥力的影响

采用室内恒温箱培养方法,探讨2种豆科绿肥残体对连作蕉园土壤理化性质和可培养微生物数量的影响。以连作障碍严重的蕉园土壤为研究背景,共设置4个处理:无残体添加(CK)、添加田菁残体(S)、添加白三叶残体(W)和添加香蕉残体(B)。结果表明:(1)在培养第5天时,与CK相比,B、S和W添加后均增加了土壤可培养尖孢镰刀菌、真菌、细菌的数量;然而在培养第45天,S和W尖孢镰刀菌数量逐渐下降。45d时,与B相比,S和W尖孢镰刀菌数量分别降低33.09%和79.92%;(2)与CK和B相比,S显著降低土壤pH,而W能显著提高pH和速效钾含量;(3)主坐标分析(PCoA)和多元回归树分析(MRT)结果均说明,添加不同豆科绿肥残体(S和W)与CK差异显著,说明不同豆科绿肥残体添加可改善土壤肥力。因此,在高发病香蕉园地,间套作白三叶可改善其土壤理化和土壤可培养微生物状况,对香蕉连作障碍有较好的缓解作用。

兴安落叶松(Larix gmelinii)火后种子萌发影响因子

林火干扰是影响兴安落叶松林结构和功能的主要因子之一。兴安落叶松种群火后更新受多种因子的影响,并决定着该群落演替轨迹。通过在大兴安岭呼中自然保护区的火烧迹地内设置原位控制实验,利用增强回归树分析方法,量化研究了落叶松火后恢复初期不同影响因子(温度、有机质层厚度、覆盖度等)对种子萌发的相对重要性。研究结果表明:落叶松火后种子萌发的最主要影响因子为温度,第二影响因子为种源,第三影响因子为草本覆盖度,分别解释了幼苗数量变异的28.51%、22.40%、20.66%;各影响因子的相对重要性在不同地形条件下有明显差异:温度在山坡顶部和阳坡底部占有重要影响,种源在阳坡中部和阴坡中部最为重要,土壤含水量在阴坡底部占有重要地位。同时,去除土壤表面有机质可以显著提高种子萌发数量,去除地面杂草则会使种子萌发数量降低。从研究结果可知,落叶松火后种子萌发在不同地形(环境条件)下的限制因子不同,人工辅助需因地制宜采取相应措施,才能更有效地促进种子萌发与森林恢复。

不同作物-香蕉轮作对香蕉生产及土壤肥力质量的影响

以香蕉连作(B)、辣椒-香蕉轮作(B-PE)、甘蔗-香蕉轮作(B-S)、冬瓜-香蕉轮作(B-W)和南瓜-香蕉轮作(B-PU)5个系统为对象,研究了海南岛北部不同作物轮作后对再植香蕉产量、品质、发病率和土壤肥力质量等方面的影响。结果表明:(1)与香蕉连作对照B相比,轮作辣椒、甘蔗和冬瓜后再植香蕉(B-PE、B-S、B-W)均能显著降低香蕉枯萎病发病率(枯萎病防控率达到66.62%~75.41%),促进香蕉生长(株高增加36.76%~41.80%,茎围增加28.22%~38.42%),产量提高23.17%~45.61%;(2)相关性分析结果显示各处理土壤的pH值、速效磷含量和可培养细菌数量均与可培养尖孢镰刀菌数量呈显著负相关关系;(3)主坐标分析(PCo A)和多元回归树分析(MRT)结果均显示,轮作辣椒、甘蔗和冬瓜后再植香蕉(B-PE、B-S、B-W)处理间的土壤肥力质量相近,轮作南瓜后再植香蕉(B-PU)处理和香蕉连作处理的土壤肥力质量相近。可见,辣椒-香蕉、甘蔗-香蕉和冬瓜-香蕉轮作处理(B-PE、B-S、B-W)均能提高香蕉产量,改善土壤肥力质量,对香蕉连作障碍有缓解作用。

神经外科：颅脑外伤

重型颅脑损伤术后并发脑梗死的原因分析与治疗策略;大鼠创伤性脑损伤后胰岛素抵抗与伤后高血糖的相关分析;颅脑损伤后脑盐耗综合征的特点和诊治;分类和回归树分析预测闭合性重型颅脑损伤预后的研究;