基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡模型城市土地集約利用中觀評價

針對已有的遺傳bp神經(jīng)網(wǎng)絡土地利用變化預測模型存在bp神經(jīng)網(wǎng)絡隱層節(jié)點不易確定、創(chuàng)建過程煩瑣等問題,本文利用輸入層與隱藏層神經(jīng)節(jié)點數(shù)量關系原理確定隱層節(jié)點,在sheffield工具箱環(huán)境下進行遺傳算法的編程,簡化遺傳bp神經(jīng)網(wǎng)絡土地利用變化預測模型的創(chuàng)建.結(jié)果表明,利用輸入層和隱含層節(jié)點數(shù)量關系創(chuàng)建的遺傳bp神經(jīng)網(wǎng)絡土地利用變化預測模型,可以實現(xiàn)土地利用變化的預測,而且在效率和精度上均優(yōu)于傳統(tǒng)bp神經(jīng)網(wǎng)絡模型,且操作簡便.

第47卷第6期廈門大學學報(自然科學版)vol.47no.6 2008年11月journalofxiamenuniversity(naturalscience)nov.2008 基于bp神經(jīng)網(wǎng)絡的工程估價模型及其應用 葉青,王全鳳 (華僑大學土木工程學院,福建泉州362021) 收稿日期:20080414 基金項目:福建省自然科學基金(2008j0196)資助 email:yeqing@hqu.edu.cn 摘要:基于bp神經(jīng)網(wǎng)絡的工程估價模型具有高度的容錯性和較強的泛化能力,通過對數(shù)據(jù)并行處理的方式能快速準 確地估算出工程造價.本文根據(jù)bp神經(jīng)網(wǎng)絡原理,選取福建泉州地區(qū)的21組工程實例來建立模型,其中19組為訓練樣 本,2組為檢測樣本,確定了13個主要造價

分析了傳統(tǒng)的工程偽裝評價方法的不足，較全面地考慮了影響工程偽裝效能的因素，建立了客觀的評價模型，設計了兩級神經(jīng)網(wǎng)絡，初步提出了評價模型中各因素的指標級，構(gòu)建了基于bp神經(jīng)網(wǎng)絡的工程偽裝效能評估系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以實現(xiàn)對工程偽裝效能的客觀評估。

為了研究隧洞施工安全評價方法,以某正在施工的隧洞為背景,確定了24個安全評價指標,設計了隧洞施工的多層前饋bp神經(jīng)網(wǎng)絡結(jié)構(gòu),建立了較為完善的基于bp神經(jīng)網(wǎng)絡的隧洞施工安全評價體系模型,并驗證了其實用性。對背景工程進行了施工安全評價,評價結(jié)果與工地實地考察結(jié)果一致,說明所建立的隧洞施工安全評價模型的有效性和實用性。

文中從城市道路利用者的基本感受角度出發(fā),提出一套科學合理的城市道路交通滿意度評價體系,利用層次分析法與bp神經(jīng)網(wǎng)絡最終確定評價結(jié)果,發(fā)現(xiàn)城市道路交通系統(tǒng)中存在的問題,以期找出解決問題的有效途徑,為城市交通管理部門提供科學的決策依據(jù),最終提高城市道路交通的服務質(zhì)量。

指出了土地適宜性評價是土地利用總體規(guī)劃的一個重要研究專題，通過評價可以為土地利用現(xiàn)狀分析、土地利用及土地開發(fā)和充分、合理利用土地資源提供科學依據(jù)。研究了現(xiàn)行土地適宜性評價的理論與方法，分析了以往土地適宜性評價方法存在的不足，提出了利用改進的bp神經(jīng)網(wǎng)絡評價模型進行土地適宜性評價的辦法。

基于bp神經(jīng)網(wǎng)絡的巖土工程預測模型研究——bp神經(jīng)網(wǎng)絡具有自適應機制，通過訓練和學習，達到對知識進行分類、模式判別、聯(lián)想記憶等能力，巖土工程的災害預測問題可以看作是一個模式識別問題，而巖土工程中變形情況的監(jiān)測和預測模型的研究是礦山、建筑、水利等工...

為提高坡耕地產(chǎn)量,保護水土流失,分析不同下墊面土壤侵蝕量的預測方法,以2000~2001遼寧北部典型坡耕地數(shù)據(jù)為樣本,建立bp神經(jīng)網(wǎng)絡土壤侵蝕量預測模型,應用2002年土壤侵蝕量數(shù)據(jù)對模型進行檢驗。結(jié)果表明:采用三層bp網(wǎng)絡結(jié)構(gòu),輸入層為4個神經(jīng)元,分別為徑流量、降雨量、有機質(zhì)、覆蓋度,輸出層為土壤侵蝕量。預測值的合格率為80%,精度較高,具有很好的預測性能。

bp神經(jīng)網(wǎng)絡具有自適應機制,通過訓練和學習,達到對知識進行分類、模式判別、聯(lián)想記憶等能力,巖土工程的災害預測問題可以看作是一個模式識別問題,而巖土工程中變形情況的監(jiān)測和預測模型的研究是礦山、建筑、水利等工程的一項重要課題,近年來安全監(jiān)測技術(shù)發(fā)展有了巨大的飛躍,呈現(xiàn)出"實時"、"遠程"、"非接觸"的特點。針對bp神經(jīng)網(wǎng)絡預測模型監(jiān)測在巖土工程方面的應用,應用bp人工神經(jīng)網(wǎng)絡實現(xiàn)了對巖土工程安全監(jiān)測數(shù)據(jù)的預測預報,并對預測結(jié)果進行了分析,說明了隱含層數(shù)對預測結(jié)果誤差的影響。通過比對,選擇了誤差最小的較優(yōu)組合對巖土工程進行預測。

在理清土地集約利用內(nèi)涵的基礎上,分別從評價尺度、指標體系、評價標準和評價模型這4個方面對現(xiàn)有的城市土地集約利用評價相關研究工作進行了梳理、分析與總結(jié),指出了每種方法的優(yōu)缺點和適用條件,并對城市土地集約利用研究工作做出了展望。

根據(jù)河南省的區(qū)域特點,依據(jù)土地可持續(xù)利用的要求,構(gòu)建包含資源、環(huán)境、經(jīng)濟、社會4個子指標系統(tǒng)的河南省土地可持利用評價指標體系與土地可持續(xù)利用評價bp神經(jīng)網(wǎng)絡模型;運用bp神經(jīng)網(wǎng)絡模型對河南省土地可持續(xù)利用水平進行定量評價,結(jié)果是河南省土地利用處于中等可持續(xù)水平;對影響河南省土地可持續(xù)利用度的主要因素進行分析,認為耕地短缺、經(jīng)濟水平不高,水資源嚴重短缺是影響河南省土地可持續(xù)利用度的主要因素,并提出了提高河南省土地可持續(xù)利用度的有關建議。

以蘇北城市道路園林植物造景為例,構(gòu)建蘇北城市道路園林植物造景的bp神經(jīng)網(wǎng)絡模型,輸入層選用景觀藝術(shù)性、地域特色、持續(xù)特性、綠化成本、形態(tài)造型、樹種選擇,輸出層選用印象成績,利用matlab2011a進行評價.研究結(jié)果表明,bp神經(jīng)網(wǎng)絡在非線性復雜系統(tǒng)中具有高效的仿真能力和逆向輸出特性,在蘇北城市道路園林植物造景中評價誤差低于5%,精度高,因此可以運用于城市園林規(guī)劃設計評價.

以蘇北城市道路園林植物造景為例,構(gòu)建蘇北城市道路園林植物造景的bp神經(jīng)網(wǎng)絡模型,輸入層選用景觀藝術(shù)性、地域特色、持續(xù)特性、綠化成本、形態(tài)造型、樹種選擇,輸出層選用印象成績,利用matlab2011a進行評價.研究結(jié)果表明,bp神經(jīng)網(wǎng)絡在非線性復雜系統(tǒng)中具有高效的仿真能力和逆向輸出特性,在蘇北城市道路園林植物造景中評價誤差低于5%,精度高,因此可以運用于城市園林規(guī)劃設計評價.

文章建立了具有18項評價指標和3層神經(jīng)網(wǎng)絡的建筑學專業(yè)評估模型,通過對評估結(jié)果的預測,使得各個院?？梢愿玫淖栽u以加強建筑學本科教學的管理,提升建筑學專業(yè)學生的專業(yè)知識。通過實證檢驗表明,基于bp神經(jīng)網(wǎng)絡建立的評價模型在建筑學專業(yè)評估中的應用是可行的。

采用comgis(組件式地理信息系統(tǒng))技術(shù)開發(fā)了結(jié)合專業(yè)震害分析模型的建筑物震害評估系統(tǒng),討論了基于bp人工神經(jīng)網(wǎng)絡和gis耦合模型的多層磚房震害預測.研究表明:水平成層土地震反應分析程序shake91在vb菜單下可直接調(diào)用,實現(xiàn)地震動影響場計算的模塊化;bp神經(jīng)網(wǎng)絡應用于建筑物震害預測中,能達到較理想的效果,其計算模型在系統(tǒng)菜單下可直接調(diào)用;系統(tǒng)的gis空間分析功能可使震害預測結(jié)果與建筑物信息進行空間匹配,實現(xiàn)地震災害損失快速評估.

根據(jù)神經(jīng)網(wǎng)絡原理和工程造價估算的特點,通過研究工程造價的構(gòu)成,建立了工程造價估算模型.從模型調(diào)試和測試結(jié)果來看,經(jīng)測算其精度基本可以滿足實際工程投資估算的需要,模型具有較好的應用價值.

軌道交通費率清分的實質(zhì)是在不同線路下網(wǎng)絡客流分布的問題。在充分考慮乘客出行路徑選擇多要素的基礎上,提出一種基于神經(jīng)網(wǎng)絡的軌道交通客流清分模型。將影響乘客出行路徑選擇的多要素分為確定性要素和不確定性要素,通過樣本訓練神經(jīng)元的抑制系數(shù)和激勵系數(shù),結(jié)合轉(zhuǎn)換函數(shù)將結(jié)果傳導給輸出層輸出。與傳統(tǒng)模型相比,該模型更符合乘客出行選擇的多要素心理。最后通過對比客流調(diào)查結(jié)果和logit模型表明,在排除其他要素的干擾下,該方法能夠較好的實現(xiàn)客流在不同線路的清分。

針對傳統(tǒng)住宅特征價格模型特征變量多、變量間存在多重共線性等問題,提出采用主成分分析(pca)和bp神經(jīng)網(wǎng)絡相集成的方法對傳統(tǒng)模型加以改進,即先利用pca對特征變量進行降維并消除變量之間的相關性,然后運用bp神經(jīng)網(wǎng)絡的非線性適應性信息處理能力對樣本數(shù)據(jù)進行仿真.最后用青島市西海岸新區(qū)70套商品住宅樣本數(shù)據(jù)對改進模型進行了檢驗,檢驗結(jié)果表明,改進模型的平均預測誤差為0.75%,明顯優(yōu)于傳統(tǒng)的特征價格模型.

快速、準確地進行工程造價估算對控制工程成本具有重要的現(xiàn)實意義。根據(jù)神經(jīng)網(wǎng)絡原理和對工程特征的分析,確定了6個工程特征類目作為神經(jīng)網(wǎng)絡的輸入向量,提出了基于bp神經(jīng)網(wǎng)絡的工程造價快速估算模型,并選取已建住宅工程為估價實例。經(jīng)驗算,其精度可以滿足實際工程投資估算和設計概算的需要。因此,用bp神經(jīng)網(wǎng)絡快速估算工程造價是行之有效的。

在分析普通混凝土強度影響因素基礎上,選取混凝土配料中7個因素作為輸入值,混凝土28d強度作為輸出值建立了混凝土強度預測的bp網(wǎng)絡模型。討論了模型的學習樣本、網(wǎng)絡參數(shù)對預測精度的影響,選出最佳網(wǎng)絡參數(shù)配置。實例證明模型預測精度高。

采用bp人工神經(jīng)網(wǎng)絡模型,通過構(gòu)建遼陽市城市土地利用效益評價指標體系,對2000~2009年遼陽市城市土地利用效益進行了定量評價。結(jié)果表明:遼陽市近10年的城市土地利用效益水平呈不斷上升趨勢。

對大中型水庫移民后期扶持效果進行風險評價可掌握和了解后期扶持政策實施情況,以河南省淅川縣水庫搬遷安置移民為例,基于水庫移民后期扶持監(jiān)測評估調(diào)查數(shù)據(jù),構(gòu)建了移民風險評價指標體系,基于bp神經(jīng)網(wǎng)絡模型對該縣后期扶持效果進行了風險評價。結(jié)果表明,淅川縣大部分地區(qū)在后期扶持政策實施后移民的生產(chǎn)生活水平均得到了不同程度的恢復和提高,與監(jiān)測評估綜合評價結(jié)果相吻合,可見該模型用于水庫移民后期扶持效果風險評價可行、有效。