基于机器学习的珠江流域水质数据挖掘与研究

1

作者 聂影 何承羲 +2 位作者 刘永宏 梁卫芳 陈俞强 《广东水利水电》 2025年第8期14-23,共10页

近年来,由于城市污水排放污染,珠江流域特别是珠三角某些区域存在严重水质问题。该文以珠江流域广州地区11个断层为例,选取了2021年8月至2022年9月共20680个数据,分别从检测时间、水温、pH值、溶解氧、高锰酸钾指数、氨氮含量、总磷、... 近年来,由于城市污水排放污染,珠江流域特别是珠三角某些区域存在严重水质问题。该文以珠江流域广州地区11个断层为例,选取了2021年8月至2022年9月共20680个数据,分别从检测时间、水温、pH值、溶解氧、高锰酸钾指数、氨氮含量、总磷、总氮、电导率、浊度等9个特征值作为输入量,进行水质数据挖掘预研究,并分别利用BP神经网络、GA_BP神经网络、支持向量机SVM、随机森林SF及长短时记忆LSTM等机器学习模型,对水质类别进行分类预测。结果表明,9个输入特征值中,溶解氧对水质分类的影响最大;5种机器学习模型中,随机森林的运行时间最短,且准确率最高,该训练模型可用于更多水质分类问题。 展开更多

关键词 机器学习 珠江流域 水质分类 神经网络 支持向量机 随机森林 长短时记忆

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两种机器学习算法在水质预测中的应用 被引量：6

2

作者 侯德 《环境污染与防治》 CAS CSCD 北大核心 2024年第11期1596-1600,1607,共6页

为探讨北京市通惠河水质氨氮和总氮之间的量化关系,采用两种机器学习算法(支持向量机和人工神经网络学习方法)构建模型。结果表明:1)支持向量机回归(SVR)、Fitnet神经网络回归模型在训练样本中的均方误差(MSE)分别为2.374×10^(-3)... 为探讨北京市通惠河水质氨氮和总氮之间的量化关系,采用两种机器学习算法(支持向量机和人工神经网络学习方法)构建模型。结果表明:1)支持向量机回归(SVR)、Fitnet神经网络回归模型在训练样本中的均方误差(MSE)分别为2.374×10^(-3)、5.756×10^(-3)mg/L,平均绝对百分比误差(MAPE)分别为4.422%、2.314%;在检验样本中的MSE分别为4.808×10^(-2)、2.213×10^(-2)mg/L,MAPE分别为18.338%、9.568%,相关系数分别为0.80383、0.94856。2)两种模型的线性回归线与理想线均非常接近,走势趋同,均具有良好预测性能。3)Fitnet神经网络回归模型预测性能优于支持向量机回归模型。 展开更多

关键词 支持向量机 人工神经网络 氨氮 总氮 通惠河

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一种河网矢量数据的网络渐进式传输方法 被引量：2

3

作者 杨军 石传奎 +1 位作者 闫浩文 程耀东 《测绘科学》 CSCD 北大核心 2012年第3期113-115,共3页

本文提出了一种河网矢量数据双层次多尺度表达的渐进式传输模型,结合目标层次的河流选取和几何细节层次的曲线多尺度表达,建立了河网多尺度数据结构。在Client/Server结构的WebGIS系统中进行了实验,结果表明该方法用于河网矢量地图数据... 本文提出了一种河网矢量数据双层次多尺度表达的渐进式传输模型,结合目标层次的河流选取和几何细节层次的曲线多尺度表达,建立了河网多尺度数据结构。在Client/Server结构的WebGIS系统中进行了实验,结果表明该方法用于河网矢量地图数据的渐进式传输是有效的。 展开更多

关键词 河网矢量数据 多尺度表达 渐进式传输 网络GIS

原文传递

河道矢量化的深弘演进模型研究

4

作者 王加虎 郝振纯 李丽 《水利学报》 EI CSCD 北大核心 2005年第8期972-977,共6页

本文在已有的源头追索模型的基础上,建立了更有效的栅格河道矢量化方法——深弘演进模型。该模型利用电子地图的河网图层与数字高程模型(DEM)叠加形成复合数据,以栅格化河道最低点的轨迹来确定流向,通过计算并比较研究区域的特征高程依... 本文在已有的源头追索模型的基础上,建立了更有效的栅格河道矢量化方法——深弘演进模型。该模型利用电子地图的河网图层与数字高程模型(DEM)叠加形成复合数据,以栅格化河道最低点的轨迹来确定流向,通过计算并比较研究区域的特征高程依次筛选出研究区域可能的出口,并由其向上游扩展确定邻接河网栅格的流向。该方法综合考虑了流域的地形走向和其中的河网特性,可以避免局部的资料“噪音”等高程波动对流向确定的干扰。模型利用多分支判断和带指针的记忆链算法在计算机中自动完成。该模型最大限度的利用了当前信息,提高了计算结果的期望精度。 展开更多

关键词 数字高程模型 深弘演进模型 矢量河网

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上海冻结粉质黏土介电常数的实测及规律分析(0.1～1GHz) 被引量：8

5

作者 宋雷 张小俊 李海鹏 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第8期107-110,共4页

利用地质雷达对冻结工程进行无损检测中,冻土中电磁波速的确定是影响冻结壁探测精度至关重要的参数,而电磁波速主要由介质的介电常数所决定的。为此,本文采用矢量网络分析仪,实测不同含水量条件下-30℃～25℃上海长江隧道联络道灰色粉... 利用地质雷达对冻结工程进行无损检测中,冻土中电磁波速的确定是影响冻结壁探测精度至关重要的参数,而电磁波速主要由介质的介电常数所决定的。为此,本文采用矢量网络分析仪,实测不同含水量条件下-30℃～25℃上海长江隧道联络道灰色粉质黏土在0.1～1GHz频率段的介电常数,并建立上海灰色粉质黏土介电常数的频散经验公式。研究表明,冻结前后上海灰色粉质黏土的介电常数有显著变化;温度变化对冻结状态介电常数影响较大,对融化状态下的介电常数影响不大。为今后地质雷达用于上海地区冻结工程的探测提供重要的依据,对冻土温度场的定量反演也有重要价值。 展开更多

关键词 上海长江隧道 粉质黏土 冻土 介电常数 矢量网络分析仪

原文传递

矢量河网数据的一种渐进式传输方法 被引量：1

6

作者 丁丽君 闫浩文 +1 位作者 王中辉 甘治国 《测绘科学》 CSCD 北大核心 2015年第10期90-92,89,共4页

矢量河网数据渐进式传输与制图综合密切相关。针对经典的Douglas-Peucker算法产生的多分辨率曲线存储模型存在偏移值异常、数据冗余等问题,该文提出了一种基于双侧Douglas-Peucker算法的等级增量模型,并利用该模型结合目标层与几何细节... 矢量河网数据渐进式传输与制图综合密切相关。针对经典的Douglas-Peucker算法产生的多分辨率曲线存储模型存在偏移值异常、数据冗余等问题,该文提出了一种基于双侧Douglas-Peucker算法的等级增量模型,并利用该模型结合目标层与几何细节层上的多尺度表达,建立河网多尺度表达模型。基于该模型,在Web环境下进行了实验,结果证明了该模型的有效性。 展开更多

关键词 矢量河网 渐进式传输 多尺度表达 等级增量模型 DOUGLAS-PEUCKER算法

原文传递

基于MapGIS二次开发实现矢量河网拓扑关系的自动编码与统计 被引量：2

7

作者 杨旭 陈建国 《物探化探计算技术》 CAS 2019年第2期270-278,共9页

为使河网中河段的直接定位和拓扑关系更加直观,提出直接对矢量河网进行继承式编码的思想,首先通过基于节点大小平衡二叉树的最小代价路径搜索算法完成对DEM数据的填洼处理,并将修正后的矢量河网与DEM进行叠置分析;然后基于Horton-Strah... 为使河网中河段的直接定位和拓扑关系更加直观,提出直接对矢量河网进行继承式编码的思想,首先通过基于节点大小平衡二叉树的最小代价路径搜索算法完成对DEM数据的填洼处理,并将修正后的矢量河网与DEM进行叠置分析;然后基于Horton-Strahler分级和Shreve-Smart分级方法设计河网拓扑继承式编码算法,解决多河道汇集,河道分叉及汇流分叉等复杂河段难以编码的问题,并通过MapGIS二次开发实现对河网拓扑关系的自动编码与参数统计。通过对实验区的矢量河网进行编码测试,从而验证了算法的可行性以及编码的合理性。 展开更多

关键词 MAPGIS二次开发 矢量河网 拓扑关系 继承式编码 参数统计

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河川径流中长期预测的支持向量机模型 被引量：17

8

作者 李彦彬 黄强 +1 位作者 徐建新 张泽中 《水力发电学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第5期28-32,共5页

径流预测历来是水利部门的一项重要工作,本文基于支持向量机（SVM）方法建立河川径流中长期预测模型,通过对1976-1994年黄河上游兰州站径流量历史数据分析处理后,得到年径流量增长的时间序列,利用所建模型对该序列值进行仿真模拟。在仿... 径流预测历来是水利部门的一项重要工作,本文基于支持向量机（SVM）方法建立河川径流中长期预测模型,通过对1976-1994年黄河上游兰州站径流量历史数据分析处理后,得到年径流量增长的时间序列,利用所建模型对该序列值进行仿真模拟。在仿真实验后,用1995-1996年的增长量进行模型检验,并与RBF网络模型、BP神经网络模型预测结果进行对比,结果表明,应用SVM模型对年径流量进行预测,预测精度更高、效果更好。 展开更多

关键词 水文学 径流预测 支持向量机 黄河 径向基函数 人工神经网络 水文水资源

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矢量河网渐进式传输的多尺度表达模型 被引量：1

9

作者 丁丽君 闫浩文 +1 位作者 王中辉 甘治国 《测绘科学技术学报》 CSCD 北大核心 2015年第1期87-90,共4页

矢量河网数据渐进式传输是制图综合的逆过程,从几何特征出发化简曲线的方法忽略了曲线的形态特征。鉴于此,以曲线轴线为基准,基于曲线弯曲层次化提取河流曲线数据,并将提取的曲线数据分层组织,构建结合目标层和几何细节层的河网多尺度... 矢量河网数据渐进式传输是制图综合的逆过程,从几何特征出发化简曲线的方法忽略了曲线的形态特征。鉴于此,以曲线轴线为基准,基于曲线弯曲层次化提取河流曲线数据,并将提取的曲线数据分层组织,构建结合目标层和几何细节层的河网多尺度表达模型。基于该模型开发了矢量河网数据的渐进式传输系统,验证了该方法的有效性。 展开更多

关键词 矢量河网数据 渐进式传输 曲线弯曲 曲线化简 多尺度表达

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基于两种人工智能模型的石羊河流域日潜在蒸散发模拟精度比较 被引量：5

10

作者 褚江东 粟晓玲 +1 位作者 郭盛明 牛纪苹 《节水灌溉》 北大核心 2020年第8期34-39,共6页

潜在蒸散发(ET0)是估算作物需水量的基础。根据石羊河流域5个气象站5年的气温、风速、相对湿度等日气象要素资料,采用Penman-Monteith公式计算石羊河流域的ET0,建立六因子、四因子和三因子的支持向量机(SVM)模型与人工神经网络(ANN)模... 潜在蒸散发(ET0)是估算作物需水量的基础。根据石羊河流域5个气象站5年的气温、风速、相对湿度等日气象要素资料,采用Penman-Monteith公式计算石羊河流域的ET0,建立六因子、四因子和三因子的支持向量机(SVM)模型与人工神经网络(ANN)模型模拟日ET0,对模拟值与计算值进行比较,以均方根误差(RMSE)、平均绝对误差(MAE)、确定性系数(DC)以及皮尔逊相关系数(R)作为模型的性能评价指标,对模型进行检验以获得模拟精度较高的模型。结果表明:相同因子输入下ANN模型较SVM模型在石羊河流域模拟日ET0有着更高的模拟精度。该研究可为气象要素资料不全的站点提供模拟日ET0的可行方法。 展开更多

关键词 日潜在蒸散发 人工智能 支持向量机 人工神经网络 石羊河流域

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基于机器学习的长江干流中长期径流预报 被引量：13

11

作者 效文静 周建中 +3 位作者 杨建华 莫莉 徐占兴 杨钰琪 《水电能源科学》 北大核心 2022年第9期31-34,26,共5页

长江干流分布着多个水文观测站点,其准确的中长期径流预报对于中长期发电调度计划的安排和中长期防汛抗旱计划的编制具有重要意义。结合机器学习方法支持向量机和长短期记忆神经网络两种方法预测了长江干流三个重要的水文站点屏山站、... 长江干流分布着多个水文观测站点,其准确的中长期径流预报对于中长期发电调度计划的安排和中长期防汛抗旱计划的编制具有重要意义。结合机器学习方法支持向量机和长短期记忆神经网络两种方法预测了长江干流三个重要的水文站点屏山站、宜昌站和寸滩站的中长期径流量,并采用均方根误差、平均绝对百分比误差和确定性系数三个指标评价了预报结果。进一步利用支持向量机模型、长短期记忆神经网络模型对宜昌断面2021年水文情势进行逐月滚动预测。结果表明,通过长短期记忆神经网络模型进行的径流中长期预报在训练期和测试期的结果优于支持向量机模型。宜昌、屏山和寸滩三个断面中,宜昌断面站点的预报结果优于其他两个断面。逐月滚动预报结果为2021年宜昌断面中长期定性预报等级为正常年份。 展开更多

关键词 径流预报 长江干流 支持向量机 长短期记忆神经网络

原文传递

基于LSTM-SVM模型的河流流量预测 被引量：9

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作者 张琴琴 刘文强 +1 位作者 陈之鸿 郝永红 《天津师范大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2023年第6期45-52,共8页

基于长短时记忆神经网络(LSTM)处理中长期时间序列方面的优势和支持向量机(SVM)泛化能力强的特点,提出了一种LSTM-SVM混合模型,并应用于海河流域拒马河逐日流量模拟和预测中,探究该模型的适用性.基于流域内逐日气象数据及水文数据资料,... 基于长短时记忆神经网络(LSTM)处理中长期时间序列方面的优势和支持向量机(SVM)泛化能力强的特点,提出了一种LSTM-SVM混合模型,并应用于海河流域拒马河逐日流量模拟和预测中,探究该模型的适用性.基于流域内逐日气象数据及水文数据资料,分别利用LSTM和LSTM-SVM构建水文模型,并通过性能评估指标对其进行分析.结果表明:①2种模型在预测河流流量时表现良好,具有可靠性;②时间步长为4 d时,模型预测结果的精度最高,混合模型效果优于LSTM模型,具体表现在LSTM-SVM模型模拟结果的离散度比LSTM模型小,更具稳定性.因此,LSTM-SVM混合模型在中长期河流流量预测中具有应用潜力. 展开更多

关键词 长短时记忆神经网络 支持向量机 河流流量 预测 拒马河流域

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基于在线SVM的平原河网河道水位预报方法 被引量：3

13

作者 姬战生 章国稳 黄薇 《安徽农业科学》 CAS 2021年第14期191-195,共5页

针对平原河网地区河道水位预报的不确定性特征,以京杭运河代表站拱宸桥站为例,提出了一种基于在线支持向量机的河道水位预报方法。根据拱宸桥站河道水位影响因子,选取京杭运河2008—2013年11场典型洪水过程的1500组水文数据作为样本,分... 针对平原河网地区河道水位预报的不确定性特征,以京杭运河代表站拱宸桥站为例,提出了一种基于在线支持向量机的河道水位预报方法。根据拱宸桥站河道水位影响因子,选取京杭运河2008—2013年11场典型洪水过程的1500组水文数据作为样本,分别构建了固定式、在线增量式和在线剔除式SVM水位预测模型。定性定量比较了不同预见期下3种模型的预测数据,结果表明在线剔除式SVM模型的预报精度要高于其他2种模型。该方法可为研究平原河网地区河道水位过程实时预报提供参考。 展开更多

关键词 支持向量机 在线剔除式 平原河网地区 水位过程预报

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基于ν-SVR的雅鲁藏布江羊村站洪水预报模型

14

作者 尼玛旦增 王建群 +1 位作者 提包次仁 但灵芝 《人民长江》 北大核心 2016年第16期1-4,共4页

为了建立雅鲁藏布江羊村站的洪水预报方案,对ν-支持向量机洪水过程预报模型（ν-SVR）进行了深入研究。针对羊村站以上流域洪水特征和站网分布特点,采用ν-SVR模型方法建立了该站洪水过程预报模型。选取了1998~2004年及2005-2007年汛... 为了建立雅鲁藏布江羊村站的洪水预报方案,对ν-支持向量机洪水过程预报模型（ν-SVR）进行了深入研究。针对羊村站以上流域洪水特征和站网分布特点,采用ν-SVR模型方法建立了该站洪水过程预报模型。选取了1998~2004年及2005-2007年汛期洪水和相应降水资料进行了模型率定和检验。结果表明,ν-SVR洪水过程预报模型能很好地控制支持向量个数,在降低模型的复杂程度的同时,能保持良好的预报精度,可用于洪水作业预报。 展开更多

关键词 洪水预报 支持向量机 BP神经网络 雅鲁藏布江

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基于欧拉矢量建立长三角区域速度场模型及其精度分析 被引量：1

15

作者 孙曼曼 朱波 《测绘与空间地理信息》 2023年第11期160-162,共3页

针对长三角地区地壳运动特征具有复杂性的问题,本文借助CMONOC地基观测数据基于欧拉矢量数学模型建立长三角地区速度场模型,并对该模型进行精度评估,结果表明:长三角地区整体呈现出由西北方向向东南方向运动的趋势,运动平均速度为:E方向... 针对长三角地区地壳运动特征具有复杂性的问题,本文借助CMONOC地基观测数据基于欧拉矢量数学模型建立长三角地区速度场模型,并对该模型进行精度评估,结果表明:长三角地区整体呈现出由西北方向向东南方向运动的趋势,运动平均速度为:E方向32.09 mm/a、N方向-10.65 mm/a;通过精度评估得到:E、N方向的内外符合速度残差绝对值在3.5 mm/a之内,该模型为长三角地区大地测量参考框架动态维持和区域地壳形变分析提供参考。 展开更多

关键词 欧拉矢量 长三角地区 速度场模型 中国大陆构造环境监测网络

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基于PSO-SVR-LSTM水位预测模型研究 被引量：9

16

作者 顾乾晖 胡翌 涂振宇 《江西水利科技》 2021年第4期278-284,共7页

河流的水位变化受到众多复杂因素的影响,水位数据不仅显现非线性特点还具有时序性和复杂性等特点。水位预测的精度提高对河道管理、水利建设、水资源调度、防洪减灾和航运安全等方面具有重大意义。本文利用长短时记忆神经网络(LSTM)在... 河流的水位变化受到众多复杂因素的影响,水位数据不仅显现非线性特点还具有时序性和复杂性等特点。水位预测的精度提高对河道管理、水利建设、水资源调度、防洪减灾和航运安全等方面具有重大意义。本文利用长短时记忆神经网络(LSTM)在处理长时间序列问题上的优势和支持向量回归机(SVR)能够很好地处理非线性数据的优势以及粒子群优化算法(PSO)自适应全局搜索的优势,提出了将PSO-SVR-LSTM组合模型应用于南昌市潦水万家埠段的水位预测中。仿真实验结果表明:相对于LSTM模型、SVR模型和BP等模型,本文提出的PSO-SVR-LSTM模型的预测精确度更高。 展开更多

关键词 河流水位 预测模型 LSTM BP神经网络 支持向量机 水资源有效配置

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