基于改进PSO-PP模型的区域水资源利用效率评价

针对基本粒子群算法(PSO)早熟收敛、易陷入局部极值以及投影寻踪(PP)模型最佳投影方向难以选取的不足,利用改进的PSO(IPSO)算法优化PP模型最佳投影方向,提出了IPSO-PP水资源利用效率评价模型。从"三生"用水指标中选取15个指标构建区域水资源利用效率评价指标体系,以云南省16个州市水资源利用效率评价为例进行实例研究,并构建PSO-PP模型、差分进化(DE)算法-PP模型及和声搜索(HS)算法-PP模型作对比分析模型。结果表明,IPSO算法优化PP模型获得的适应度值和最佳投影方向均优于PSO、DE和HS算法,具有较好的求解精度和全局极值能力。IPSO-PP模型对实例的评价排序结果与DEPP模型相同,与HS-PP模型评价排序结果略有差异,与PSO-PP模型评价排序结果差异较大,表明智能算法寻优能力的强弱决定了评价精度的高低。模型及实例验证结果可为PP模型优化及其他水资源系统类综合评价提供参考和借鉴。     

GSA-PP模型在区域水资源承载力评价中的应用

为研究引力搜索算法(GSA)-投影寻踪(PP)模型应用于区域水资源承载力评价中的有效性和可行性。从水资源系统、经济社会系统和水环境系统遴选14个指标构建区域水资源承载力评价指标体系及分级标准,利用GSA算法优化PP模型最佳投影方向,提出GSA-PP水资源承载力评价模型,并构建粒子群优化(PSO)算法、差分进化(DE)算法和布谷鸟搜索(CS)算法优化的PP模型作对比,以文山州8县市水资源承载力评价为例进行实例研究。结果表明:GSA算法连续10次优化PP模型获得的适应度值均为1147.9363,均优于PSO、DE和HS算法,具有较高的求解精度和稳定性能。GSA-PP模型对麻栗坡县、马关县和文山市的评价结果为"可承载",对其余5县的评价结果为"基本可承载"。GSA-PP模型对实例评价及排序结果与DE-PP模型相同;与PSO-PP、CS-PP模型评价结果相同,但在排序上存在差异。实例验证了智能算法求解精度的高低决定着评价效果的优劣。     

基于WCA-MEPP模型的云南省水资源利用效率动态评价

以云南省2006-2015年及2020年水资源利用效率评价为例,从综合、工业、农业、生活和生态5个方面遴选15个指标构建水资源利用效率评价指标体系和分级标准,基于最大熵投影寻踪(MEPP)技术进行区域水资源利用效率动态评价。采用在指标分级标准阈值间随机生成样本的方法构造MEPP目标函数,利用水循环算法(WCA)优化MEPP最佳投影方向,建立WCA-MEPP水资源利用效率评价模型,并分别构建生物地理优化(BBO)算法、差分进化(DE)算法和粒子群优化(PSO)算法-MEPP水资源利用效率评价模型作对比模型。结果表明:(1)WCA寻优MEPP目标函数获得的最优值、最劣值、平均值和标准差均优于BBO、DE和PSO算法,具有较好的全局极值寻优能力。(2)WCA-MEPP模型对云南省2006-2007年水资源利用效率评价为"较低水平",2008-2015年评价为"中等水平",2020年评价为"较高水平"。2006-2015年间云南省水资源利用效率随时间呈提升趋势,且提升趋势显著。(3)WCA-MEPP模型对云南省水资源利用效率评价结果与BBO-MEPP模型相同,但在排序上存在差异;与DE-MEPP、PSO-MEPP模型在评价结果及排序上均存在差异。     

基于遗传投影寻踪模型的延安市水资源利用效率分析

水资源是制约延安市社会经济发展的主要瓶颈,提高水资源利用效率对缓解该区域水资源短缺问题十分重要。本文选取万元工业产值用水量等7个指标,构建了水资源利用效率评价体系,建立遗传算法的投影寻踪模型,对用水效率进行分析评价。结果表明:延安市整体水资源利用效率较高,万元工业产值的用水水平为水资源利用效率的主要影响因素,并且根据最佳投影向量各指标提出了改善延安市水资源利用效率的措施。     

基于遗传投影寻踪模型的陕西省水资源利用效率评估

分析水资源利用潜力,提高水资源利用效率对于解决城市水资源短缺问题十分重要.本文利用基于遗传算法的投影寻踪模型,选用万元GDP用水量、人均用水量、万元农业产值用水量、农田灌溉平均用水量、万元工业产值用水量为评价指标,对2009年陕西省11个行政区水资源利用效率进行评估.结果显示万元工业产值用水量对陕西省水资源利用效率影响最大,延安市的水资源综合利用效率最高.并针对最佳投影向量各指标权重提出了提高陕西省水资源利用效率的措施.     

利用组合模型评价云南省水资源利用效率

利用雷达图分析法将样本数据进行处理转化成雷达图,以雷达图面积作为特征量建立云模型;采用粒子群优化算法寻求最优值作为投影方向,再计算出样本的最佳投影值,然后通过投影寻踪将多维指标数据转化为简单一维数据,由此建立一种基于云模型和投影寻踪模型的组合评价模型。用组合评价模型对云南省2006—2012年的水资源利用效率进行了综合评价,结果表明,2012年水资源利用效率最高,并且水资源可持续利用度高的年份其万元GDP用水量和工农业万元产值用水量少,污水再生利用率高,COD排放量少。     

生物群体智能优化的投影寻踪模型在灌区水资源综合效益研究中的应用

将高维降维技术的投影寻踪模型引入到灌区水资源综合效益的研究中,并采用生物群体智能算法对投影寻踪模型进行优化,以提高投影寻踪模型的准确度。以经济效益、生态环境效益以及社会效益3方面建立指标体系,并提出了5类等级标准。以漳河灌区为例,利用所建模型对该灌区水资源综合效益进行研究,并对不同指标的贡献度进行了分析。结果表明,漳河灌区2013年的综合效益等级为等级Ⅲ(一般);在灌区水资源综合效益研究方面,优化后的投影寻踪模型具有较好的实用性和可信性。     

基于最大熵投影寻踪模型的云南省近10 a水资源承载力评价

为对云南省2006—2015年水资源承载力进行评价,从水资源、经济社会和生态系统3个方面提出水资源承载力评价指标体系和分级标准,并基于最大熵投影寻踪(MEPP)技术进行区域水资源承载力评价。采用在指标分级标准阈值间随机生成样本的方法构造MEPP目标函数,利用混合蛙跳算法(SFLA)优化MEPP最佳投影方向,提出SFLA-MEPP水资源承载力评价模型,并构建生物地理优化(BBO)算法-MEPP、和声搜索(HS)算法-MEPP和粒子群优化(PSO)算法-MEPP水资源承载力评价模型作对比模型。结果表明SFLA寻优MEPP目标函数获得的最优值、最劣值、平均值和标准差均优于BBO、HS和PSO算法,具有较好的全局极值寻优能力;SFLA-MEPP模型对云南省2006—2007年、2011—2012年水资源承载力评价为“基本可承载”,其他年份评价为“可承载”;2006—2015年间云南省水资源承载力随时间呈提升趋势,但提升趋势不显著;SFLA-MEPP模型对云南省水资源承载力评价结果与BBO-MEPP模型相同,但在排序上存在差异;与HS-MEPP,PSO-MEPP模型在评价结果及排序上均存在差异。     

NBA-MEPP模型在区域水资源安全评价中的应用

利用新型蝙蝠算法(NBA)优化最大熵投影寻踪(MEPP)模型的最佳投影方向,提出NBA-MEPP水资源安全评价模型,并构建了蝙蝠算法(BA)-MEPP、人工蜂群(ABC)算法-MEPP和粒子群优化(PSO)算法-MEPP作为对比模型;从水资源禀赋、水量安全、效率安全以及水质安全4个方面提出了水资源安全评价指标体系和分级标准,并以云南省16个州市的水资源安全评价为例进行实例研究。研究结果表明,NBA算法寻优MEPP目标函数获得的最优值、最劣值、平均值和标准差均要优于BA、ABC和PSO算法,具有较好的全局极值寻优能力。NBA-MEPP模型对德宏州的水资源安全评价为"安全",对丽江市的评价为"临界安全",对其他14个州市的评价为"较安全"。NBA-MEPP模型对16个州市的水资源安全评价结果与BA-MEPP模型的结果相同,但是在排序上存在着差异;与ABC-MEPP、PSO-MEPP模型在评价结果及排序上均存在差异。提出的模型及评价方法具有通用性,可为相关评价研究提供参考。     

PPC模型在水资源承载能力评价中的应用

鉴于水资源承载能力评价中各指标的不确定性和模糊性,为提高水资源承载能力评价模型的分辨率,提出了一种有效和通用的模型——投影寻踪分类模型。以河北围场县为研究区,将全县分为5个评价区域,选取11个相关指标构建水资源承载能力评价模型,采用基于实数编码的加速遗传算法进行模型求解。结果表明:围场县注重水资源的开发与利用,但忽视了生态用水量的保障。     

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Logistic回归的水资源利用效率评估方法研究

近日住房城乡建设部发布了旨在充分利用水资源的《海绵城市建设技术指南》。如何评价水资源利用效率仍是研究热点之一。本文在国内外学者研究的基础上,提出一种基于Logistic回归的水资源利用效率评估方法,并应用该方法对辽宁城市评价打分。通过与专家评分结果的对比,表明该方法能够较为精确的模拟专家的评分。通过该方法为区域水资源利用效率评估体系提供更客观可靠的参考。     

遗传算法与投影寻踪模型在湿地水质综合评价中的应用

参考地表水环境质量标准和湖库营养状态评价标准,采用基于遗传算法的投影寻踪模型,计算反映湿地水体质量状况和湿地营养状态的一维投影值,直观地反映湿地水环境质量。将此方法在河北衡水湖湿地进行了实例应用,结果表明,衡水湖湿地2010年水质属于Ⅱ类,处于中度富营养状态。     

基于改进人工蜂群算法优化投影寻踪的水资源配置方案评价

针对水资源配置方案综合评价中需要克服因模糊性和不确定性而引起的目标权重确定的精确性欠佳及多目标之间的不可公度性和矛盾性问题,提出基于改进人工蜂群优化投影寻踪模型的水资源配置评价方法,并将其应用到天津市水资源配置方案评价中,结果表明,该方法不仅可有效避免评价指标赋权时的主观任意性,而且评价结果与实际相符,方法可行有效。     

区域水资源承载能力模糊综合评价研究

水资源是社会赖以生存和发展的自然资源,是实现可持续发展的基本支撑之一。为使高淳县社会经济健康发展、水资源合理利用,很有必要研究当地的水资源承载能力。依据水资源承载能力的定义,考虑水资源承载能力具有不确定性、模糊性和动态性,建立模糊综合评价模型,选出对水资源承载能力影响较大的几个指标并确定其权重。对南京市高淳县各分区及整个区域的水资源承载能力进行分析和预测,得出水资源承载能力潜力的变化情况,为高淳县水利和经济发展规划提供科学依据。     

中国水资源的可持续利用

根据“国际人口行动”提出的“可持续水－人口和可更新水的供给”报告采用的人均水资源主人标准,对我国水资源进行总体评价,到２１世纪中叶,我国将接近用水紧张国家的边缘。我国要实现社会经济的可持续发展和现代化,庆从水资源的开发、利用、保护、管理的各个环节上,采取综合有效的对策措施,在全面节水的基础上,努力提高水的有效利用率。     

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.     

BP网络模型在水资源利用方案评价中的应用

从水资源利用的特点出发，在分析多种评价方法适用条件的基础上，将多属性效用理论与BP神经网络理论相结合，建立了水资源利用效果评价的效用模拟BP网络综合评价模型。并以2010水平年黄河流域水资源调控方案为例进行效果评价，结果分析是合理的，说明利用该评价模型进行水资源利用效果评价是有效、可行的。