基于神经网络的生化过程预估优化控制

综观历史与现状,生化过程数学模型的建立是很困难的。不多的一些数学模型也往往由于精度低,应用范围窄而无法在实际中应用。这是由于生化过程的机理非常复杂,具有高度非线性和时变特性。并且不同于一般物理过程的是生化过程是个物理上不可逆的过程。近几年来,人工神经网络(ANN)得到了迅速发展,并被广泛应用到各个领域。同样,ANN也为生化过程控制提供了一种新方法。本文以工业生产中发酵过程的补料控制为例,叙述了ANN如何用干生化过程预估和优化控制。相应地,对结果进行了分析讨论。     

试题难度预估方法的探索与实践

在考试命题的程序中,做好试题难度预估是命题科学化的重要环节。试题难度预估的研究,主要从以下几方面入手：一是确定影响试题难度的主要因素,如知识点、试题结构、学生熟悉程度等方面的因素。二是设计简便易行的试题难度的计算方法,以及在此基础上估算整卷难度的方法。     

嫩江流域湿地生态需水量分析与预估

探讨了嫩江流域湿地生态需水量的计算方法,并对流域内不同降水频率下湿地生态需水量进行了计算。在此基础上,选择CMIP全球气候模式下RCP2.6、RCP4.5和RCP8.5等3种排放情景,预测2030年、2050年和2100年嫩江流域湿地生态需水量的变化趋势。研究结果表明:不同降水频率下的流域湿地生态需水量分别为丰水年70.284亿m3,平水年118.696亿m3,枯水年169.343亿m3,反映了其与气候条件的相关性。3种排放情景下湿地生态需水量变化受到最高、最低气温和降水量变化的共同影响,其中RCP2.6情景下需水量呈先增加后减少的趋势;RCP4.5和RCP8.5情景下需水量整体呈增加趋势,到2100年分别达到147.337亿m3和132.659亿m3。气候变化条件下,如何协调水资源需求间的矛盾,维持湿地生态系统健康稳定,将是未来研究关注的重点。     

两种方法预估红松立木含碳量的精度

森林碳储量是评价森林生态系统生态效益的重要指标,准确估计立木各器官(树干、树枝、树叶和树根)含碳量是其基础。基于黑龙江省44株人工红松各器官生物量和含碳量的实测数据,采用非线性联立方程组构建了相容性立木生物量和含碳量模型,比较了两种方法(直接法和间接法)估计红松立木含碳量的精度。直接法是通过构建各器官相容性含碳量模型,直接预估立木各器官含碳量。间接法是由各器官相容性生物量模型,结合3种形式的含碳率(平均含碳率0.5、林木实测平均含碳率,各器官实测平均含碳率)来预估树木各器官含碳量。研究结果表明:相容性生物量和含碳量模型的相关指数R2为0.76—0.99,模型的拟合效率(EF)为0.80—0.98。直接法中树干、树枝、树叶、树根和总量的含碳量预估精度分别为91.03%、80.02%、70.24%、87.10%、93.08%;间接法中采用平均含碳率0.5的预估精度与直接法相比,各器官及总量分别下降1.39%、1.5%、0.13%、1.09%和2.2%,而采用另外两种形式的含碳率其预估精度降幅在0.3%以内。依据文中推导的相对误差积累公式可知,间接法的预估精度主要与Ci%/珔C%(Ci%为单木各器官含碳率,珔C%为实测平均含碳率)有关。显然,直接法是预估红松立木含碳量的最佳方法。通常使用的碳含量转换系数0.5与实测含碳率有明显差异,因此间接法中采用0.5的含碳率其预估精度最低,而使用各器官实测的含碳率可以明显提高预估精度。     

小陇山油松林乔木层生物量相容性线性模型

以甘肃小陇山的油松林分为对象,应用图形分析、相关分析和回归分析法,建立了基于森林资源调查资料的林分生物量相容性线性模型.结果表明,小陇山油松林分各组分生物量(W)与林分活立木蓄积量(V)、与林分平均胸径-平均树高-林分密度(-D2-Hρ)均存在极其显著的线性相关关系.采用代数和法,建立了W=a bV、W=a b(-D2-Hρ)2种形式的林分乔木层生物量相容性线性模型,以95%的可靠性估计,2种形式模型的预估精度均在95%以上.理论上证明了W=a 6V这种建立在林分水平上的生物量线性估计模型可直接推广应用到区域尺度.     

基于人工神经网络的天然林生物量遥感估测

基于Landsat TM遥感图像, 以吉林省汪清天然林区为例, 应用B-P神经网络建立了森林生物量非线性遥感模型系统. 除采用遥感数据外, 该系统还引入了地形因子(海拔、坡度、坡向、立地类型等)作为模型自变量. 通过压缩输入数据和增强网络训练学习算法等措施, 对标准B-P神经网络进行了增强. 模型仿真结果表明：增强型B-P神经网络具有收敛速度快和自学习、自适应功能强的特点, 能最大限度地利用样本集的先验知识, 自动提取合理的模型, 模型预测结果能真实合理地反映实际情况. 针叶林、阔叶林和针阔混交林的生物量遥感模型系统仿真结果的平均相对误差分别为-1.47%、2.38%和3.56%, 平均相对误差绝对值分别为6.33%、8.46%和8.91%, 预估效果较理想. 应用该模型系统生成了研究区的森林生物量定量分布图, 其总体精度为88.04%.     

利用遗传标记预估畜禽杂种优势的研究

本文综述了诸多预估杂种优势方法的优劣,提出了研究和分析亲本间遗传距离是预估杂种优势的突破口。作为基因产物的蛋白质（酶）、及遗传物质ＤＮＡ本身,它们之间的差异能够真实反映不同群体间的遗传差异。根据遗传距离预测杂种优势的准确度较高。     

华东地区热量资源的变化特征、趋势预估及农业适应对策

根据华东地区1961-2004年27个气象站日平均气温资料,研究了华东地区>0℃初终日期、持续日数、积温的变化特征和变化趋势.结果表明:华东地区>0℃积温和持续日数分别增加了5.18～9.53℃·d·a-1和0.22～0.60 d·a-1,>0℃初日提前了0.22～0.46 d·a-1,>0℃终日推迟了0.01～0.14 d·a-1(福建省除外).年平均气温每升高1℃,>0℃积温增加285～402℃·d,持续日数增加7～18 d.各季节>0 ℃积温呈增加趋势,而山东省夏季积温呈减少趋势.到2070年华东地区>0℃积温为6831.4～8585.6℃·d,增幅为283.5～1803.8℃·d;除山东省外,华东其余省市全年日平均气温稳定在0℃以上.为适应华东地区热量资源的变化,农业上应进一步调整作物品种结构、适当提高复种指数、加强病虫草害监测预测和提高农业技术水平等.