馬爾柯夫模型的福建長汀土壤侵蝕動態(tài)預測

rs專題信息提取與gis空間疊加分析技術結合應用,是土地利用變化研究的重要技術手段。本文將兩者結合,對平頂山市土地變化進行分析研究,利用馬爾柯夫數(shù)學模型對未來土地變化進行預測。研究成果可以為城市的發(fā)展和規(guī)劃提供決策依據(jù)。

造成目前商品房空置率高的主要原因是房地產(chǎn)開發(fā)商需求預測出現(xiàn)偏差從而導致決策失誤。本文借助馬爾可夫鏈的相關理論,構建了消費者住宅面積需求動態(tài)預測模型,通過算例分析說明了該模型在住宅面積需求預測中的應用,并運用spss統(tǒng)計分析軟件對預測結果進行了合理性證明。

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。結果表明:采用三層bp網(wǎng)絡結構,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。

根據(jù)深圳市全市水土流失斑塊的調(diào)查資料和產(chǎn)沙觀測結論,通過選取水土流失主要影響因子:地形、植被、降雨、土壤、城市化人為影響因子,建立侵蝕量與這些影響因子之間的多元回歸關系方程,屬深圳市首例。其中城市化人為影響因子是反映城市水土流失特點的一個因子,反推求得。建立的模型通過2組實測資料的檢驗,具有較高的精度,能夠較科學地反映深圳地區(qū)城市水土流失特點。

在遙感和地理信息系統(tǒng)技術支持下,以青海共和盆地干旱草原1996和2006年的tm和etm影像為基礎,結合野外路線考察,對研究區(qū)近10年來的沙漠化發(fā)展趨勢進行了監(jiān)測。利用馬爾柯夫模型,步長為1年,預測了2007—2016年共和盆地不同程度沙漠化面積的變化。研究結果表明,1996—2006年,研究區(qū)沙漠化總面積略有減少,但中度和嚴重沙漠化面積有所增加。在整個預測期沙漠化面積變化明顯,其中輕度和重度沙漠化面積將有所減少,而中度和嚴重沙漠化面積將有所增加。這說明研究區(qū)沙漠化行勢依然嚴峻,有必要采取措施防止沙漠化程度的進一步加深。

針對房地產(chǎn)營銷過程中,價格變化隨機性的特點,將灰色gm(1,1)預測與馬爾柯夫預測有機結合,構成灰色-馬爾柯夫預測模型,對未來某一時段的房價進行預測。結果表明,該模型是可行的和有效的。

建筑安全事故預測是建筑安全評價和決策的基礎?；疑A測適合于時間短、數(shù)據(jù)量少和波動不大的系統(tǒng)對象,而馬爾柯夫鏈理論適用于預測隨機波動大的動態(tài)過程。結合灰色預測和馬爾柯夫鏈理論的優(yōu)點,提出了一種灰色馬爾柯夫預測模型,并運用灰色-馬爾柯夫模型,對1999~2009年全國建筑安全事故死亡人數(shù)進行了預測分析。結果表明,該模型既能揭示死亡人數(shù)變化的總體趨勢,又能克服隨機波動性數(shù)據(jù)對預測精度的影響,具有較強的工程實用性。

以建筑施工過程中頻發(fā)的坍塌事故為研究對象,將灰色gm(1,1)模型與馬爾柯夫預測技術相結合,構建坍塌事故的灰色馬爾柯夫預測模型,并以我國三級以上建筑工程坍塌事故統(tǒng)計數(shù)據(jù)為基礎,對我國坍塌事故進行趨勢分析和狀態(tài)預測。

交通量是一個不平穩(wěn)的時間序列,在不確定性條件和缺乏數(shù)據(jù)資料的情況下,交通量的預測是一個較復雜的問題?；疑R爾科夫鏈模型是一種結合經(jīng)典灰色理論和馬爾科夫鏈的狀態(tài)轉(zhuǎn)移行為的預測模型。該模型在灰色預測理論的基礎上,再對隨機波動大的殘差序列進行馬爾科夫預測,實現(xiàn)了兩者的優(yōu)勢互補,克服了兩者的不足。以太原市漪汾橋斷面的交通量的數(shù)據(jù)在傳統(tǒng)灰色gm(1,1)預測模型的基礎上建立交通量的灰色馬爾科夫鏈模型,研究表明,該模型在交通量的預測方面相對傳統(tǒng)的灰色gm(1,1)模型有更高的精度。

在可持續(xù)發(fā)展概念的深遠影響下，人們越來越關注威脅自己生存的地球上的資源枯竭和環(huán)境污染問題，世界各地紛紛興起綠色革命，積極營建綠色住宅是我國房地產(chǎn)業(yè)走可持續(xù)發(fā)展道路的必然選擇。本文以馬爾可夫鏈理論為基礎，通過建立基于馬爾可夫鏈的綠色住宅需求預測模型，對綠色住宅市場需求進行預測，為房地產(chǎn)開發(fā)企業(yè)的住宅產(chǎn)品開發(fā)提供決策依據(jù)。

基于灰色理論和馬爾科夫理論,建立傳統(tǒng)的灰色預測模型和灰色馬爾科夫預測模型,對西安地鐵客流量的數(shù)據(jù)進行分析預測；然后對原始數(shù)據(jù)序列滑動平均處理,再用無偏gm(1,1)模型擬合系統(tǒng)的發(fā)展變化趨勢,將修正后得到的模型與馬爾科夫模型進行結合,提出改進的灰色馬爾科夫模型預測方法。利用改進后的新模型對地鐵客流的預測結果與傳統(tǒng)的灰色馬爾科夫模型進行對比。結果表明,改進后的灰色馬爾科夫模型預測精度有顯著提高。

中長期負荷預測在電網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃編制中占有重要地位,而其關鍵是數(shù)學模型的建立。本文建立了基于馬爾科夫修正的灰色負荷預測模型,利用灰色預測模型對未來負荷進行預測,對預測結果采用馬爾可夫鏈預測方法進行改進,提高其預測的準確性。采用灰色馬爾科夫模型對某市用電需求負荷建立預測模型,預測了2006至2008年的用電負荷,與實際用電負荷進行對比,結果驗證了灰色馬爾科夫模型在對電力負荷進行長期預測時具有較高的精度。

通過對土壤侵蝕預測及其模型的評述,提出了土壤侵蝕預測建模中存在的問題及對策。從目前已經(jīng)建立的坡面、小流域和區(qū)域不同空間尺度上的土壤侵蝕預測模型可知,各空間尺度上指標的選擇和模型的建立,均是獨立進行的,相互之間缺乏有機的聯(lián)系,不同空間尺度模型無法進行有效的信息交換。隨著水土流失的治理已由點、小流域治理,進入了大規(guī)模連片集中治理的階段,土壤侵蝕預測建模研究的重點,應轉(zhuǎn)向不同空間尺度土壤侵蝕預測模型之間的關系與轉(zhuǎn)換上來。通過建立不同空間尺度間土壤侵蝕預測轉(zhuǎn)換模型,利用小尺度上實用的土壤侵蝕預測模型和數(shù)據(jù),對區(qū)域水土流失進行定量預測與評價,具有重要的理論與實踐意義。

1土壤侵蝕量計算模型 關于土壤侵蝕量的計算，目前國內(nèi)外主要采用的是美國的通用土壤流失方程 usle(universalsoil-lossequation)，作為一個經(jīng)驗統(tǒng)計模型，它是土壤侵蝕研究過程中的 一個偉大的里程碑，在土壤侵蝕研究領域一度占據(jù)主導地位，并深刻地影響了世界各地土壤 侵蝕模型研究的方向和思路。由于usle模型形式簡單、所用資料廣泛、考慮因素全面、因 子具有物理意義，因此不僅在美國而且在全世界得到了廣泛應用?！巴ㄓ猛寥懒魇Х匠淌健?的形式如下： pcslkra1-1 式中：a——土壤流失量（噸∕公頃·年） r——降雨侵蝕力指標； k——土壤可蝕性因子。它是反映土壤吝易遭受侵蝕程度的一個數(shù)字。其單位是， 在標準條件下，單位侵蝕力所產(chǎn)生的土壤流失量； l——坡長因子。當其它條件相同時，實際坡長與標準小區(qū)坡長（2

采用數(shù)據(jù)包絡分析(dea)建立了邊坡土壤侵蝕效果的評價模型,并對云南、寧夏、湖北等地的高速公路邊坡的土壤侵蝕進行了案例分析,結果表明,所建立模型的評價結果與試驗分析結果基本吻合,為西部公路邊坡土壤侵蝕的效果評價提供了依據(jù)。

土壤侵蝕強度分級標準表（sl190-96） 級別平均侵蝕模數(shù)[t/(km2·a)]平均流失厚度（mm/a） 西北黃土 高原區(qū) 東北黑土區(qū)/ 北方土石山區(qū) 南方紅壤丘 陵區(qū)/西南 土石山區(qū) 西北黃土 高原區(qū) 東北黑土區(qū)/ 北方土石山區(qū) 南方紅壤丘 陵區(qū)/西南土 石山區(qū) 微度＜1000＜200＜500＜0.74＜0.15＜0.37 輕度1000-2500200-2500500-25000.74-1.90.15-1.90.37-1.9 中度2500-50001.9-3.7 強度5000-80003.7-5.9 極強度8000-150005.9-11.1 劇烈＞15000＞11.1 注：本表流失厚度系按土壤容重1.35g/cm3折算，各地可按當?shù)赝寥廊葜赜嬎阒?土壤侵蝕程度分級指標* 程度 劣地或石 質(zhì)坡地占 該地面積

橋梁耐久性預測不僅可以揭示橋梁在整個使用期間耐久性退化過程和變化趨勢,而且是采取合理維修加固方案的依據(jù).合理的耐久性預測模型保證了橋梁維持在較高的服務水平上,降低了重大安全事故發(fā)生的概率,在經(jīng)濟和社會方面都具有重要意義.本文結合馬爾科夫過程的特點,建立橋梁耐久性退化模型,總結模型退化步驟,并以具體實例進行計算,得到期望等級與時間的關系曲線,為確定合理的維修加固方案和剩余壽命預測奠定理論基礎.

將柵格新安江模型與改進通用土壤侵蝕方程進行耦合,建立基于柵格尺度的水沙模擬模型,以淮河上游息縣水文站以上為研究區(qū)域,基于研究流域dem數(shù)據(jù)、土地利用數(shù)據(jù)、土壤數(shù)據(jù)以及息縣站2000年-2010年水文數(shù)據(jù),模擬了淮河上游2000年-2010年輸沙過程。并基于構建的水沙模型,結合流域2020年和2030年土地利用遠景規(guī)劃數(shù)據(jù)設定兩種土地利用模式情景,定量分析了不同土地利用模式情景對流域土壤侵蝕的影響。研究結果表明:基于柵格新安江模型的水沙耦合模型在淮河上游具有較好的模擬精度,模擬的輸沙量相對誤差小于15%,確定性系數(shù)0.6以上,滿足泥沙模擬精度要求;林地用地面積增加5%,流域土壤侵蝕量減少8.78%,城鎮(zhèn)用地面積增加8%,流域土壤侵蝕量減少12.73%。研究成果可為淮河水土保持治理和規(guī)劃提供參考。

將柵格新安江模型與改進通用土壤侵蝕方程進行耦合，建立基于柵格尺度的水沙模擬模型，以淮河上游息縣水文站以上為研究區(qū)域，基于研究流域dem數(shù)據(jù)、土地利用數(shù)據(jù)、土壤數(shù)據(jù)以及息縣站2000年-2010年水文數(shù)據(jù)，模擬了淮河上游2000年-2010年輸沙過程。并基于構建的水沙模型，結合流域2020年和2030年土地利用遠景規(guī)劃數(shù)據(jù)設定兩種土地利用模式情景，定量分析了不同土地利用模式情景對流域土壤侵蝕的影響。研究結果表明：基于柵格新安江模型的水沙耦合模型在淮河上游具有較好的模擬精度，模擬的輸沙量相對誤差小于15％，確定性系數(shù)06以上，滿足泥沙模擬精度要求；林地用地面積增加5％，流域土壤侵蝕量減少878％，城鎮(zhèn)用地面積增加8％，流域土壤侵蝕量減少1273％。研究成果可為淮河水土保持治理和規(guī)劃提供參考。

基坑預測問題關系到工程施工的安全,在施工過程中對基坑進行周密的監(jiān)測和變性預測分析顯得尤為重要.針對傳統(tǒng)預測模型存在固有偏差和可靠性低的缺點,采用新陳代謝的原理對無偏灰色加權馬爾科夫模型進行改進.該模型先用無偏灰色模型擬合系統(tǒng)的總體變化趨勢,然后,對擬合殘差進行馬爾可夫狀態(tài)劃分,并根據(jù)各階權重對不同步長的轉(zhuǎn)移矩陣進行加權處理,用加權后的無偏灰色馬爾科夫模型進行預測.在每一步的預測中,利用新陳代謝的原理不斷更新建模所使用的數(shù)據(jù).將該模型用于基坑沉降預測,并通過實例進行驗證.實驗表明:基于新陳代謝的無偏灰色加權馬爾科夫模型提高了基坑沉降預測的精度和可靠性,預測精度與未改進模型相比提高了8.54%.

基于沙廠水庫流域1990年、1995年、2005年的tm遙感資料和2000年sport遙感數(shù)據(jù),在gis技術支持下,建立了沙廠水庫流域土地利用數(shù)據(jù)庫;運用馬爾柯夫模型,對研究區(qū)域內(nèi)土地利用動態(tài)變化進行分析研究。通過對流域2005年的土地利用變化進行驗證,對該流域2010年的土地利用情況進行預測。結果表明:①闊葉林、針葉林、灌木林和農(nóng)田面積呈上升態(tài)勢,混交林、其他土地和水域面積呈下降趨勢;②3期土地利用流向基本一致,林地之間存在互動變化,其他土地,水域和農(nóng)田向林地方向轉(zhuǎn)移;③闊葉林、針葉林、灌木林、混交林和其他土地是本流域土地利用變化的主導類型和主要方向,整個演變趨勢使林草面積顯著增加,林地類型以闊葉林和針葉林為主。

高寒、干旱、少氧的嚴酷自然條件,導致了青藏高原高寒植被十分獨特、脆弱、對人類擾動極其敏感的自然屬性。青藏鐵路的建設必將在一定程度上加劇沿線地區(qū)的水土流失。利用遙感與地理信息系統(tǒng)技術,結合野外調(diào)查分析結果,編制了唐古拉山口至拉薩段鐵路兩側(cè)50km范圍土壤侵蝕現(xiàn)狀圖。根據(jù)鐵路沿線水土流失現(xiàn)狀和工程建設活動對水土流失的影響分析,對施工期土壤侵蝕類型與強度的變化以及工程造成的水土流失總量進行了預測,并據(jù)此分析了工程可能造成的水土流失危害。