本文關鍵詞：非參數統(tǒng)計，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《內蒙古農業(yè)大學》 2009年

非參數統(tǒng)計與人工智能技術在水土空間變異中的應用研究

劉全明  

【摘要】：空間變異理論是當今世界科技發(fā)展前沿關注的熱點。本文針對土壤水鹽空間變異性問題,以我國大型引黃灌區(qū)-內蒙古河套灌區(qū)內兩個典型節(jié)水灌溉區(qū)域為例,探索并開拓水—土空間變異的新原理和新方法。本文的主要研究成果有: 為了解決多數中小樣本容量有限或受特異值影響而造成有偏分布,使得統(tǒng)計特征非正態(tài)分布,本文引入穩(wěn)健地質統(tǒng)計學RGS的穩(wěn)健克立格后仍具有明顯平滑效應。對影響點分析的研究表明:影響點識別法與特異值識別法具有一致性,應在影響點分析的基礎上尋求特異值。 為此嘗試把ANN的BP神經網絡技術引入土壤水鹽環(huán)境監(jiān)測,為水土空間變異研究提供新方法。經過大量探索性研究,建立了土壤水鹽估計的BP神經網絡模型。結果表明:BP法可在一定程度上克服OK法的平滑效應,對原始數據沒有參數及嚴格地采樣分布要求,不涉及特異值的問題,簡單而實用,但BP神經網絡不具有統(tǒng)計分析的顯著檢驗性功能。 在國內初次引進非參數統(tǒng)計學(NPG)理論的主要方法—指示克立格(簡寫IK)法,進行了試驗區(qū)內耕地、鹽荒地夏灌前土壤水鹽時空分布的模擬與估值。對指示閾值選擇方法進行了探討,獲得的土壤水鹽指示閾值可供參考。重點對IK法的指示克立格模型與參數進行了系統(tǒng)分析,發(fā)現水鹽指示克立格平均概率與指示閾值、指示變異函數有密切關系,不宜選擇中位數作為單一閾值,單從提高概率預測精度考慮,水分指示閾值應該盡量選擇低于中位數的偏小閾值,鹽分指示閾值應該盡量選擇高于中位數的偏大閾值。IK法雖有獨特的估計作用,仍有一定平滑效應,且指示概率的方差較大。同時首次將析取克立格(簡寫DK)法用于土壤水鹽估計,對比了IK法、DK法與概率克立格PK法的概率估計功能。 鑒于ANN不具有顯著性統(tǒng)計分析功能,而IK法仍有平滑現象,文中探討了指示克立格與BP神經網絡技術的融合方法,按照基于(非參數)統(tǒng)計分析的神經網絡思路,創(chuàng)新性地提出了人工神經指示克立格這一新技術。將人工指示克立格用于土壤水鹽評價發(fā)現:人工神經指示克立格具有指示克立格和ANN的優(yōu)點,對數據無統(tǒng)計假定,不涉及特異值識別與處理,但可以高度逼近線性與非線性函數,將特異值的影響限定在子區(qū)內,自然可減弱特異值的影響,平滑效應顯著減弱,很好解決了非線性逼近問題,人工指示克立格可用于土壤水鹽監(jiān)測并推廣到其他相關工作中。

【關鍵詞】：
【學位授予單位】：內蒙古農業(yè)大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2009
【分類號】：TP18;P628.2
【目錄】：

摘要3-4

Abstract4-8

1 引言8-15

1.1 研究意義8-9

1.2 人工智能技術在國內外的研究現狀9-10

1.3 非參數統(tǒng)計理論在國內外的研究現狀10-13

1.4 研究目標、內容及技術路線13-15

2 采樣系統(tǒng)與數據分析15-21

2.1 采樣系統(tǒng)設計 115-16

2.2 采樣系統(tǒng)設計 216-17

2.3 土壤樣品測試與分析17

2.4 數據統(tǒng)計分析17-21

3 穩(wěn)健地質統(tǒng)計學在土壤水鹽空間變異中的應用研究21-34

3.1 穩(wěn)健地質統(tǒng)計學的基本原理22-29

3.1.1 特異值處理的影響系數法原理23-24

3.1.2 特異值處理的估計鄰域法原理24

3.1.3 穩(wěn)健變異函數推求法24-25

3.1.4 理論變差函數模型檢驗25-26

3.1.5 RGS案例分析26-29

3.2 空間信息影響點識別29-31

3.2.1 空間信息影響點的識別原理29

3.2.2 空間信息影響點識別案例分析29-31

3.3 空間信息影響點與特異值關系研究31-32

3.4 小結32-34

4 基于BP網絡的區(qū)域土壤水鹽模型34-52

4.1 BP神經網絡技術原理34-35

4.2 采樣系統(tǒng)1土壤水鹽環(huán)境的BP神經網絡監(jiān)測35-41

4.2.1 采樣系統(tǒng)1土壤水鹽環(huán)境的BP神經網絡模型建立35-36

4.2.2 采樣系統(tǒng)1土壤水鹽環(huán)境的BP神經網絡計算與分析36-41

4.3 采樣系統(tǒng)2土壤水鹽環(huán)境的BP神經網絡監(jiān)測41-51

4.3.1 采樣系統(tǒng)2土壤水鹽環(huán)境的BP神經網絡模型建立41-42

4.3.2 采樣系統(tǒng)2土壤水鹽環(huán)境的BP神經網絡計算與分析42-44

4.3.3 采樣系統(tǒng)2土壤水鹽環(huán)境的穩(wěn)健地質統(tǒng)計學計算與分析44-46

4.3.4 BP神經網絡與RGS的比較分析46-51

4.4 小結51-52

5 非參數統(tǒng)計理論應用52-64

5.1 指示克立格原理53-55

5.2 指示克立格模型與參數研究55-60

5.2.1 指示閾值的選擇55-56

5.2.2 指示閾值與函數關系研究56-60

5.3 指示克立格估計60-62

5.4 小結62-64

6 概率估計方法比較64-79

6.1 析取克立格基本原理簡介64-65

6.2 析取克立格應用65-70

6.3 IK、DK、PK法概率估計比較70-78

6.4 小結78-79

7 非參數統(tǒng)計理論與人工智能技術的融合79-88

7.1 人工指示克立格原理80-81

7.2 人工指示克立格與其他方法應用81-87

7.3 小結87-88

8 結論與展望88-91

致謝91-92

參考文獻92-100

作者簡介100

下載全文 更多同類文獻

CAJ全文下載

(如何獲取全文？ 歡迎：購買知網充值卡、在線充值、在線咨詢)

CAJViewer閱讀器支持CAJ、PDF文件格式

【參考文獻】

中國期刊全文數據庫 前10條

1 趙成義,王玉潮,李子良,李國振;田塊尺度下土壤水分和鹽分的空間變異性[J];干旱區(qū)研究;2003年04期

2 劉全明,陳亞新,魏占民;土壤水鹽時空變異數據中特異值處理方法與調控技術[J];灌溉排水學報;2004年02期

3 屈忠義,陳亞新,史海濱,魏占民;區(qū)域土壤水鹽動態(tài)人工神經網絡預測研究[J];灌溉排水;2002年04期

4 魏占民,陳亞新,史海濱,屈忠義;BP神經網絡的春小麥作物水模型的初步研究[J];灌溉排水;2002年02期

5 趙輝,呂謀超,尚三林;引黃灌溉對商丘地區(qū)淺層地下水位動態(tài)影響研究[J];灌溉排水;2000年04期

6 劉全明;陳亞新;魏占民;史海濱;;非參數統(tǒng)計理論與人工智能技術在水土空間變異中的應用研究[J];灌溉排水學報;2006年01期

7 王志民,侯景儒,童光煦;BP神經網絡在儲量計算中的應用[J];地質與勘探;1999年04期

8 王志民，侯景儒;協同克立格法及其在礦產儲量計算中的應用[J];地質與勘探;1994年03期

9 謝賢平，柴建設，童光煦;地質數據的BP網絡分析方法[J];地質與勘探;1995年02期

10 魏加華,張建立,李宇,馬振民;地下水系統(tǒng)BP網絡模型的設計與實現[J];工程勘察;2002年02期

中國重要會議論文全文數據庫 前1條

1 屈忠義;陳亞新;史海濱;魏占民;;人工神經網絡在凍土空間變異與條件模擬中的應用[A];第七屆全國數學地質與地學信息學術會議論文摘要匯編[C];2004年

【共引文獻】

中國期刊全文數據庫 前10條

1 孫莉寧,張之源,羅定貴;基于MATLAB實現的ANN方法在巢湖水質評價中的應用[J];安徽大學學報(自然科學版);2005年02期

2 周廣柱;楊立新;王翊安;;營口地區(qū)公路路肩土壤含鹽量的調查與分析[J];安徽農業(yè)科學;2006年09期

3 肖朝明,張征,鞠碩華,楊玉川,王薇,盧佳娟,陳媛媛;水環(huán)境模擬中多孔介質場空間變異性研究方法述評[J];安全與環(huán)境學報;2004年03期

4 肖斌,趙鵬大,侯景儒;歸來莊金礦床綜合化探金異常的地質統(tǒng)計學研究[J];北京大學學報(自然科學版);2000年04期

5 肖斌,潘懋,趙鵬大,侯景儒;時空多元指示克立格法的理論研究[J];北京大學學報(自然科學版);2001年01期

6 羅定貴,王學軍,郭青;基于MATLAB實現的ANN方法在地下水質評價中的應用[J];北京大學學報(自然科學版);2004年02期

7 辜智慧;史培軍;陳晉;;氣象觀測站點稀疏地區(qū)的降水插值方法探討——以錫林郭勒盟為例[J];北京師范大學學報(自然科學版);2006年02期

8 賀新春,邵東國,陳南祥,劉衛(wèi)林;幾種評價地下水環(huán)境脆弱性方法之比較[J];長江科學院院報;2005年03期

9 劉英華,張世熔,張素蘭,魏甦,肖鵬飛;成都平原地下水硝酸鹽含量空間變異研究[J];長江流域資源與環(huán)境;2005年01期

10 吳勝和,武軍昌,李恕軍,吳志宇;安塞油田坪橋水平井區(qū)沉積微相三維建模研究[J];沉積學報;2003年02期

中國重要會議論文全文數據庫 前10條

1 王紀華;沈濤;陸安祥;劉良云;馬智宏;;田塊尺度上土壤重金屬污染地統(tǒng)計分析及評價[A];全國耕地土壤污染監(jiān)測與評價技術研討會論文集[C];2006年

2 潘瑜春;陸安祥;王紀華;;基于小麥長勢遙感監(jiān)測的土壤氮素累積估測研究[A];全國耕地土壤污染監(jiān)測與評價技術研討會論文集[C];2006年

3 谷石巖;張征;趙娟;徐永利;;多孔介質非均質性空間變異結構分析[A];2007中國環(huán)境科學學會學術年會優(yōu)秀論文集（下卷）[C];2007年

4 包亮;王耀強;周海蓉;徐愛國;;利用地統(tǒng)計學方法研究區(qū)域土壤養(yǎng)分時空變異特征[A];2007自然科學學術論文（土壤肥料與農業(yè)可持續(xù)發(fā)展）[C];2007年

5 黃浩輝;宋麗莉;植石群;毛慧琴;郝全成;劉愛君;;多元回歸法在復雜地形風資源微尺度模擬中的應用[A];第十三屆全國結構風工程學術會議論文集（上冊）[C];2007年

6 李艷霞;徐理超;熊雄;蘇秋紅;吳娟;李帷;陳玉成;;典型礦業(yè)城市農田土壤重金屬含量的空間結構特征——以遼寧省阜新市為例[A];中國化學會第八屆水處理化學大會暨學術研討會論文集[C];2006年

7 馬洪濱;熊俊楠;;變異函數擬合方法分析[A];第七屆全國礦山測量學術會議論文集[C];2007年

8 周明耀;薛亞鋒;徐英;張鳳翔;顧太義;;土壤特性及作物信息空間變異性研究現狀及展望[A];農業(yè)工程科技創(chuàng)新與建設現代農業(yè)——2005年中國農業(yè)工程學會學術年會論文集第二分冊[C];2005年

9 周明耀;薛亞鋒;徐英;張鳳翔;顧太義;;土壤特性及作物信息空間變異性研究現狀及展望[A];農業(yè)工程科技創(chuàng)新與建設現代農業(yè)——2005年中國農業(yè)工程學會學術年會論文集第三分冊[C];2005年

10 姜秋香;付強;;空間變異理論在土壤特性分析中的應用研究進展[A];農業(yè)系統(tǒng)工程理論與實踐研究——全國農業(yè)系統(tǒng)工程學術研討會論文集[C];2006年

中國博士學位論文全文數據庫 前10條

1 劉丙軍;作物需水尺度特征復雜性分析理論與方法研究[D];武漢大學;2005年

2 楊樹青;基于Visual-MODFLOW和SWAP耦合模型干旱區(qū)微咸水灌溉的水—土環(huán)境效應預測研究[D];內蒙古農業(yè)大學;2005年

3 孫凱;墑情（旱情）監(jiān)測與預測預報方法研究[D];中國農業(yè)大學;2005年

4 張光明;開發(fā)中后期油藏精細描述與開發(fā)調整研究[D];成都理工大學;2002年

5 張淑娟;基于GPS和GIS的精細農業(yè)田間信息采集和處理方法的研究[D];浙江大學;2003年

6 徐英;土壤水鹽時空變異的穩(wěn)健性分析和條件模擬研究[D];內蒙古農業(yè)大學;2002年

7 屈忠義;基于人工神經網絡理論的區(qū)域水—土（鹽）環(huán)境預測研究[D];內蒙古農業(yè)大學;2003年

8 魏占民;干旱區(qū)作物—水分關系與田間灌溉水有效性的SWAP模型模擬研究[D];內蒙古農業(yè)大學;2003年

9 譚征兵;礦產資源GIS評價系統(tǒng)及成礦預測BP模型[D];中國地質大學（北京）;2003年

10 倪深海;半濕潤地區(qū)水生態(tài)環(huán)境恢復研究[D];河海大學;2003年

中國碩士學位論文全文數據庫 前10條

1 蔣敏;巖土參數估計的研究[D];武漢大學;2005年

2 張巍;地下工程復雜滲流場數值模擬與工程應用[D];武漢大學;2005年

3 暢利毛;西北牧區(qū)人工牧草需水量預報及灌溉制度優(yōu)化[D];內蒙古農業(yè)大學;2007年

4 李艷梅;遼河油田地區(qū)地下水水質模擬與預測[D];吉林大學;2005年

5 潘旭東;瑪河流域綠洲農業(yè)生態(tài)系統(tǒng)土壤分異規(guī)律及開發(fā)利用方向[D];石河子大學;2005年

6 王水獻;焉耆盆地典型試驗區(qū)土壤水鹽數值模擬研究[D];新疆農業(yè)大學;2005年

7 邊博;寧夏石嘴山市地下水水質預測及評價模型研究[D];西安理工大學;2005年

8 白美健;大型灌區(qū)灌溉系統(tǒng)性能評價[D];中國水利水電科學研究院;2000年

9 汪明磊;基于神經網絡的雞病診斷專家系統(tǒng)的研究與建立[D];安徽農業(yè)大學;2001年

10 劉正輝;半干旱區(qū)農田微集水種植帶型優(yōu)化設計研究[D];西北農林科技大學;2001年

【二級參考文獻】

中國期刊全文數據庫 前10條

1 候景儒,潘漢軍,張樹泉;多元地質統(tǒng)計學的基本理論與方法[J];北京科技大學學報;1992年02期

2 薛林福,潘保芝;用自組織神經網絡自動識別巖相[J];長春科技大學學報;1999年02期

3 湯潔，林年豐;中國干旱半干旱區(qū)農業(yè)生態(tài)地質環(huán)境系統(tǒng)工程研究[J];長春科技大學學報;1996年01期

4 周蒂,陳漢宗;穩(wěn)健統(tǒng)計學與地球化學數據的統(tǒng)計分析[J];地球科學-中國地質大學學報;1991年03期

5 趙輝,齊學斌,王景雷;神經網絡技術在地下水資源管理中的應用現狀與發(fā)展趨勢[J];地下水;1999年02期

6 肖斌,趙鵬大,侯景儒;時空域中的指示克立格理論研究[J];地質與勘探;1999年04期

7 侯景儒,張樹泉,黃競先;特異值的識別、處理及塊段平均品位估計[J];地質找礦論叢;1990年03期

8 趙輝,呂謀超,尚三林;引黃灌溉對商丘地區(qū)淺層地下水位動態(tài)影響研究[J];灌溉排水;2000年04期

9 魏占民,陳亞新,史海濱,屈忠義;BP神經網絡的春小麥作物水模型的初步研究[J];灌溉排水;2002年02期

10 屈忠義,陳亞新,史海濱,魏占民;區(qū)域土壤水鹽動態(tài)人工神經網絡預測研究[J];灌溉排水;2002年04期

中國重要會議論文全文數據庫 前1條

1 陳喜;陳永勤;;水文過程中的尺度問題[A];21世紀中國水文科學研究的新問題新技術和新方法——中國地理學會水文專業(yè)委員會第七次全國水文學術會議文集[C];1999年

中國博士學位論文全文數據庫 前1條

1 徐英;土壤水鹽時空變異的穩(wěn)健性分析和條件模擬研究[D];內蒙古農業(yè)大學;2002年

【相似文獻】

中國期刊全文數據庫 前10條

1 吳駿;統(tǒng)計學在圖書館管理中的實際應用[J];前沿;2002年09期

2 王進才,楊懿松;可靠性試驗樣本量和截尾時間的計算[J];電子產品可靠性與環(huán)境試驗;2002年04期

3 崔敬波,周鳳岐;水文計算中的非參數統(tǒng)計方法[J];吉林水利;2005年07期

4 黃善斌;覃勇軍;;基于計算機視覺的靜態(tài)場智能監(jiān)控系統(tǒng)[J];科技信息;2010年30期

5 李亞峰;秦開懷;;一種雙目立體視覺算法的GPU實現[J];計算機工程;2006年10期

6 魏璽章;姚輝偉;丁小峰;黎湘;;變區(qū)間分組檢驗相乘積累進動周期估計[J];電子學報;2010年01期

7 周磊,孫玲玲,劉軍;一種基于非參數統(tǒng)計的微波集成電路成品率優(yōu)化算法[J];微波學報;2003年04期

8 錢忠良;鄭樹森;;圖象區(qū)域邊界的參數和非參數統(tǒng)計檢測法[J];信號處理;1989年04期

9 郭偉;趙亦工;謝振華;李欣;;基于非參數統(tǒng)計的云層背景描述與紅外弱小目標檢測[J];紅外與毫米波學報;2008年05期

10 王建民;;SYSTAT軟件簡介[J];中國衛(wèi)生統(tǒng)計;1987年04期

中國重要會議論文全文數據庫 前10條

1 張書田;顧力行;;中國青年人身份排行報告[A];第六屆中國跨文化交際研究會年會論文摘要匯編[C];2005年

2 嚴云云;王遠清;林亮;;市場調查中的主觀評價方法研究[A];第六屆中國不確定系統(tǒng)年會論文集[C];2008年

3 王忠彥;胡林金;張明煊;劉景時;;喀喇昆侖山葉爾羌河50年來水資源演變特征[A];青藏高原資源·環(huán)境·生態(tài)建設學術研討會暨中國青藏高原研究會2007學術年會論文摘要匯編[C];2007年

4 賈懷勤;;現代統(tǒng)計方法的若干問題[A];'92對外經濟貿易大學學術報告會論文集[C];1992年

5 吳靈嬌;吳南屏;姚航平;靳昌忠;吳煒;;抗病毒治療后HCV患者血清MCP-1、MSP、IL-16、sFAS水平的變化[A];第二屆傳染病診治高峰論壇暨2009年浙江省感染病、肝病學術年會論文匯編[C];2009年

6 趙秉群;王云秀;;介紹STYR庫的功能及其地質應用[A];中國地質科學院礦床地質研究所文集（17）[C];1986年

7 康西言;楊彬云;;河北省沿海地區(qū)風速的變化趨勢和突變分析[A];中國氣象學會2006年年會“氣候變化及其機理和模擬”分會場論文集[C];2006年

8 李方文;李竹渝;楊朝良;H.Hennig-Schmidt;;可重復談判行為的跨文化實證研究[A];加入WTO和中國科技與可持續(xù)發(fā)展——挑戰(zhàn)與機遇、責任和對策（上冊）[C];2002年

9 蔣萍;;中國衛(wèi)生行業(yè)與經濟發(fā)展關系研究[A];遼寧省哲學社會科學獲獎成果匯編[2007-2008年度][C];2010年

10 吳瑾;周紅鳳;王翠華;張波;劉丹;王雯;;血清VEGF、bFGF在胃癌中的表達及臨床意義[A];第四屆中國腫瘤學術大會暨第五屆海峽兩岸腫瘤學術會議論文集[C];2006年

中國重要報紙全文數據庫 前1條

1 ;[N];中國信息報;2004年

中國博士學位論文全文數據庫 前6條

1 劉全明;非參數統(tǒng)計與人工智能技術在水土空間變異中的應用研究[D];內蒙古農業(yè)大學;2009年

2 董潔;非參數統(tǒng)計理論在洪水頻率分析中的應用研究[D];河海大學;2005年

3 王瑤;基于樣本子集差異基因表達檢測的統(tǒng)計方法研究[D];吉林大學;2011年

4 倪煒;空中目標微波輻射特性及檢測方法研究[D];華中科技大學;2012年

5 趙楠;基于機器學習的供應鏈績效智能分析方法研究[D];天津大學;2010年

6 董桂才;中國農產品出口市場結構及其優(yōu)化研究[D];南京農業(yè)大學;2008年

中國碩士學位論文全文數據庫 前10條

1 周祥林;太湖流域干旱特征非參數統(tǒng)計分析[D];河海大學;2006年

2 張中偉;保守分析與最佳估算相結合之LOCA認證分析方法論[D];上海交通大學;2011年

3 林穗華;壽命試驗下一個失效時間的預測[D];華東師范大學;2007年

4 吳丹宇;路橋投資項目后評價建模與算法研究[D];武漢理工大學;2008年

5 岳敏;函數性非參數數據分析及其應用[D];廈門大學;2009年

6 魏巧玲;惡性腫瘤疾病負擔研究[D];廈門大學;2009年

7 陳巖;非壽險損失數據尾分布的非參數統(tǒng)計研究[D];云南財經大學;2010年

8 李雪月;非參數變換核估計在洪水頻率計算中的應用研究[D];西北農林科技大學;2010年

9 韓天紅;非參數方法對幾個經濟數據的統(tǒng)計分析[D];華東師范大學;2009年

10 顧然;基于RVA框架的水庫生態(tài)調度研究及決策支持系統(tǒng)開發(fā)[D];華中科技大學;2011年

  本文關鍵詞：非參數統(tǒng)計，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：199018