基于支持向量机的水资源评价方法研究

水资源丰富度是刻画水资源承载能力的核心指标,对该地区的水资源规划各项决策起关键指导作用。文章针对水资源丰富度的评价问题,引入支持向量机这一先进工具,综合资源经济和环境等多方面的因素,通过输入输出样本,自动确定出样本水资源承载能力的评价等级,提高对样本等级评价的客观可信度。并以辽西流域为例,对该流域水资源承载能力进行评价,从而为水资源可持续开发决策提供了新的依据。     

可变模糊评价法及在水资源承载能力评价中的应用

本文在笔者建立的可变模糊集理论基础上，提出可变模糊评价模型与方法，该方法能够科学、合理地确定样本指标对各级指标标准区间的相对隶属度、相对隶属函数，并且能够通过变化模型及其参数，合理地确定出样本的评价等级，提高对样本等级评价的可信度。最后将该方法应用于淮河流域水资源承载能力的综合评价。应用实例表明，该模型计算简便，评价结果可信度高。     

济宁市水资源承载能力评价方法的应用与对比

针对目前水资源承载能力内涵界定尚不统一,评价手段多样的现状,采用投影寻踪法和行业技术大纲方法对济宁市11个县市区的水资源承载能力进行评价,并与其他学者利用主成分分析法的评价结果进行对比。结果表明:投影寻踪法评价结果为还有一定潜力,行业技术大纲方法评价结果为超载,主成分分析法评价结果为还有开发潜力。3种方法评价结果存在差异的原因包括指标选取依据不同、指标权重确定方法不同以及数据年份不同。影响济宁市水资源承载能力强弱的主要因素是人均水资源占有量和地下水开发利用程度。     

富阳市水资源承载能力综合评价

针对富阳市水资源状况，建立了反映富阳市水资源承载能力的评价指标体系，然后采用主成分分析法，对评价指标进行降维处理，寻找出影响水资源承载能力的自然支持力指标、社会经济技术水平指标和社会生活水平指标的主要驱动因子，建立了相应的水资源承载能力变化驱动因子的多元线形回归模型，最后对计算结果进行了综合分析评价。从评价结果可以看出：富阳市的水资源承载能力越来越弱。由此导致富阳市水资源承载能力的可持续发展度也是在逐年下降的。因此防治水污染，保护生态环境将是该地区加强水资源承载能力的重点。     

江西省水资源承载力评价研究

在进行一个地区的水资源承载力综合评价时,因影响因素较多,往往会对最终评价结果往往受到较大影响。鉴于此,以江西省水资源的实际情况为例,选取了降雨量、水资源利用率、灌溉率等7个评价指标,应用遗传投影寻踪模型对江西省水资源承载能力进行评价研究。评价结果表明各地区水资源承载力尚有较大的潜力,影响水资源承载力的主要因素是水资源利用率、万元GDP用水量、灌溉率等指标,而缺水率和生态用水率影响较小。     

基于DPSIR模型的深圳市水资源承载能力评价指标体系

本文采用驱动力-压力-状态-影响-反应模型(Driving forces-Pressure-State-Impact-Response,简称DPSIR模型),提出了一个广义的水资源承载能力综合评价指标体系,并提出了具体确定水资源承载能力综合评价指标的7个原则,即符合水资源可持续利用的原则、本地化原则、预警性原则、反映评价目的原则、指标数量适度原则、适于量化原则和相对指标原则。根据深圳市水资源情势及社会经济发展状况,提出了深圳市水资源承载能力综合评价的9个评价指标,包括：人均GDP、万元GDP综合耗水率、城镇居民人均月生活用水量、废污水排放率、水资源开发利用率、人均水资源可利用量、水质优良率、植被覆盖率和水资源综合管理效率。应用该指标体系,采用模糊综合评判方法对深圳市2002年水资源承载能力现状评价的结果与实际情况一致。     

淮河流域水资源承载能力综合评价

针对模糊综合评判法存在的缺陷,提出采用模糊模式识别方法进行流域水资源承载能力综合评价。该方法能够科学、合理地确定样本对各个级别的相对隶属度与相对隶属度函数,并且能够充分运用人的基本经验与知识,对大量复杂的定性指标,反复就关于模糊概念—重要性进行二元相对比较与量化,最终合理地确定出各个指标的权重。该方法应用于淮河流域水资源承载能力的综合评价,并将评价结果与模糊综合评判法的结果进行对比分析,进一步证实模糊模式识别法的科学性。     

深圳市水资源承载能力模糊综合评价

采用模糊综合评价法对深圳市水资源承载能力进行综合评价，评价指标包括人均GDP、万元GDP综合耗水率、城镇居民人均月生活用水量、废污水排放率、水资源开发利用率、人均水资源可利用量、水质优良率、植被覆盖率和水资源综合管理效率，并将其分成高中低3级，参照国内不同地区的指标值，提出了评价指标分级的标准值；采用线性函数作为模糊隶属度计算的函数形式，提出了对计算结果进行模糊综合评价的计算方法和评价标准。采用此方法对深圳市2002年的水资源承载能力进行了综合评价，结论为深圳市2002年水资源承载能力处于适载的临界范围，有较强的超载迹象，应采取措施提高水资源的承载能力。     

江西省水资源承载力评价研究

在进行一个地区的水资源承载力综合评价时,因影响因素较多,往往会对最终评价结果往往受到较大影响.鉴于此,以江西省永资源的实际情况为例,选取了降雨量、水资源利用率、灌溉率等7个评价指标,应用遗传投影寻踪模型对江西省水资源承载能力进行评价研究.评价结果表明各地区水资源承载力尚有较大的潜力,影响水资源承载力的主要因素是水资源利用率、万元GDP用水量、灌溉率等指标,而缺水率和生态用水率影响较小.     

水资源承载力综合评价的RBF神经网络模型

水资源承载能力与评价指标组成了一个复杂的非线性系统,综合评价的难点在于确定各评价指标的权值。本文利用径向基网络RBF函数逼近、模式识别和分类能力强以及学习速度快等特点,将其应用于水资源承载力评价。以内蒙古区域水资源承载力为例,对原始数据进行了归一化预处理,在水资源承载能力评价标准等级间随机内插构造足够数量的训练样本、检测样本及其目标输出,确立水资源承载能力评价等级界限,取得了良好的评价结果,对提高水资源承载能力评价的精度与客观性具有重要意义。     

熵权法-正态云模型在云南省水生态承载力评价中的应用

为科学衡量水生态承载力评价过程中的随机性与模糊性,将正态云模型引入水生态承载力评价,建立熵权法-正态云模型对云南省2006-2016年和2020年水生态承载力进行评价。从水资源系统、水环境系统、经济系统和社会系统遴选19个指标构建水生态承载力评价指标体系和分级标准,采用云模型正向发生器计算水生态承载力分级评价指标的隶属度,利用熵权法求出各指标权重,再根据隶属度矩阵和权重矩阵给出水生态承载力分级确定度并进行评价,将评价结果与模糊综合评价法、投影寻踪法的评价结果进行比较。结果表明:2006-2009年云南省水生态承载力评价为基本可承载,2010-2016年评价为可承载,2020年评价为绝对可承载;评价结果与模糊综合评价法、投影寻踪法的评价结果基本一致;该模型兼具模糊性和随机性,用于水生态承载力评价是可行的,可作为一种新的水生态承载力评价模型。     

基于指标体系投影寻踪模型的水资源承载力评价——以石家庄为例

石家庄市处于我国缺水严重的华北地区,水资源利用一直倍受人们的关注,水资源承载力评价可为今后的地区水资源利用及规划提供建议。文章采用了综合指标法,根据石家庄市水资源具体情况和指标体系结构特点,选取了18个指标建立水资源承载力评价指标体系及指标标准,运用投影寻踪方法建立评价模型,通过归一化处理、线性投影、构造投影指标函数和优化投影指标函数的方法,将选取的指标运用matlab数学软件进行投影寻踪分析,得到石家庄市水资源承载力等级水平为Ⅳ级,主要影响水资源承载力的指标为基本农田比例、节水灌溉率、灌溉用水有效利用系数、水资源可开发利用系数和万元工业增加值用水量等。     

投影寻踪方法在水资源承载力评价与预测中的应用

为解决区域水资源承载力综合评价中指标数据高维、非线性的问题,构建基于最大信息熵原理的投影寻踪水资源承载力评价方法,将该方法应用于2015年安徽省16个地级市水资源承载力的空间分布评价中;最后对2005—2015年安徽省全省水资源承载力进行动态评价,将该评价结果与灰色GM(1,1)模型结合,对2018—2020年安徽省区域水资源承载状况进行预测。结果表明:2015年,安徽省水资源承载空间分布状况整体表现为皖南地区优于皖中地区,皖中地区优于皖北地区;2005—2015年期间,全省水资源承载力虽基本处于临界超载状态,但年际间承载状况逐年好转。预测结果表明,2018—2020年全省水资源承载力保持良好的发展态势,总体向可载趋势发展。     

投影寻踪技术在瓦房店市水资源安全评价中的应用

利用统计软件DPS中的投影寻踪综合评价法选取最优投影方向,以最优投影方向所对应的投影特征量作为评价依据,得出瓦房店市水资源分区各区的水资源安全状况:松树库上地区为安全性最高区域,回头河为安全性最低区域。研究表明,该方法对水资源安全评价有较好的评价能力。     

基于投影寻踪权重优化的水资源承载力评价模型

针对基于专家判断的层次分析法(AHP)等主观定权方法存在一定的主观随意性,会导致区域水资源承载力评价结果具有不确定性的问题,提出采用投影寻踪(PP)方法优化AHP确定的指标权重,再结合减法集对势理论,构建了基于PP-AHP方法定权的水资源承载力评价模型,并以安徽省水资源承载力评价为例加以验证。结果表明:该模型能够进一步优化AHP法确定的指标权重,挖掘AHP法定权结果的不确定性信息,更好地将AHP法主观定权与PP法客观定权的优点相结合,所得权重更接近最优解,降低了指标权重不确定性带来的评价结果不合理的风险,评价结果更为稳健,验证了模型的有效性和合理性。     

Application of Projection Pursuit Dynamic Cluster Model in Regional Partition of Water Resources in China

The present study develops a projection pursuit dynamic cluster (PPDC) model by combining dynamic cluster with projection pursuit to solve the problem of regional partition of water resources in China. The procedures of the PPDC model are described as follows. Firstly, a multi-factor cluster problem can be converted into a single-factor (projected characteristic value) cluster problem according to linear projection. Secondly, a new projection index on the basis of dynamic cluster rule is set up in the PPDC model, which successfully avoids the problem of parameter calibration and makes objective cluster results. Thirdly, genetic algorithm (GA) is applied to optimize projection direction of the PPDC model. Finally, the developed PPDC model is used in a case study of regional partition of water resources in China to evaluate its application. The cluster results of the PPDC model agree well with the actual regional partition of water resources in China, indicating that the PPDC model is a powerful tool in multi-factor cluster analyses and could be a new method for regional partition of water resources.     

河南省新乡市水资源承载力评价研究

以河南省新乡市为研究对象，基于支持向量机理论，建立了新乡市水资源承载力评价支持向量机模型，并根据水资源承载力影响因素，提出了8指标的评价体系，利用水资源承载力指数对研究区的水资源承载能力进行了评价。结果表明，1995~2008年间，研究区的水资源承载能力指数在0.22~0.55之间，属于弱承载。随着节水型社会建设工作的推进、再生水的利用，研究区水资源承载力指数明显提高，2015年水资源承载力指数可以达到0.6以上。研究结果可促进当地的水资源开发利用，并为类似地区水资源承载力的评价分析提供了新方法。     

水资源可持续利用程度评价的投影寻踪模型

水资源可持续利用程度综合评价需要综合考虑区域的社会、经济、资源、环境等各方面因素,是一个典型的多目标、多层次、多属性决策问题。投影寻踪模型能够通过加速遗传算法来寻求最优投影方向,将多维数据指标转换成低维子空间上,因此便可以根据优化出的一维投影值来计算各地区的水资源可持续利用程度,另外可以避免权重确定主观性问题。其思路清晰,计算简单,结果合理,为水资源可持续利用程度综合评价提供了一条新的方法和思路。     

基于“五水共治”规划的水资源承载力评估

为了评价"五水共治"综合规划实施后水资源承载力变化情况,以临海市为研究对象,选取了17项评价指标构建水资源承载力评价指标体系,采用主成分分析法对评价指标进行降维处理,建立水资源承载力变化驱动因子的多元线性回归模型,提取水资源自然支持力、社会生活水平和经济发展水平3个子系统的主成分,并用熵值法对子系统赋权,计算水资源承载力综合得分,并进行分析评价。结果表明:"五水共治"综合规划实施后,临海市水资源承载力有明显提高,治污、开源、节流是提升水资源承载力的主要因素。