基于多变量LSTM神经网络的地下水水位预测     

闫佰忠  孙剑  王昕洲  韩娜  刘博 《吉林大学学报(地球科学版)》2020,50(1):208-216

为解决以往模型未考虑地下水位相关影响因素的问题，探讨长短期记忆（LSTM）神经网络在地下水位预测中的应用，利用长短期记忆神经网络，采用多变量输入的方式，构建了基于多变量LSTM神经网络的地下水水位预测模型。以泰安市岱岳区J1号监测井为例，采用2001-2014年地下水水位动态监测资料与相关影响因素数据，利用多变量LSTM神经网络对2015-2016年地下水位进行预测，并与单变量LSTM神经网络和反向传播（BP）神经网络进行对比。研究结果表明：以相关影响变量为输入的BP神经网络无法考虑时序变化规律，预测均方根误差最大，为2.399 3；以地下水位为变量输入的单变量LSTM神经网络仅能根据时序变化作出相应预测，无法考虑相关变量影响，预测均方根误差为2.102 2；基于多变量输入的LSTM神经网络的预测精度显著高于单变量LSTM神经网络和BP神经网络，预测均方根误差最小，仅为1.919 1。总体上，多变量LSTM神经网络地下水位预测模型仅在某些峰值处误差较大，但总体预测效果较为理想。  相似文献   

Environmental hazard analysis of a gypsum karst depression area with geophysical methods: a case study in Sivas (Turkey)     

Özel  Sevda  Darıcı  Naşit 《Environmental Earth Sciences》2020,79(5):1-17

Because the mixture of seawater and freshwater in the Gyeongin-Ara Waterway in South Korea can lead to the intrusion of saline water into surrounding aquifers, systematic management through the establishment of a groundwater protection area is required. The analytic hierarchy process (AHP) model is used to delineate this protection area based on two primary factors and five secondary factors related to saline water intrusion. The study area is divided into 987 gridded cells with a unit size of 100 × 100 m, and the final evaluation score for each cell is calculated using the AHP model. Consequently, several artificial neural network models based on a multilayer perceptron are developed using the AHP’s secondary criteria and the evaluation score. Comparing the evaluation scores of ANN and AHP, more than 180 samples are required in the ANN model to insure high R2 between the original and estimated values. The ANN model is more consistent than the AHP model when determining groundwater protection area, because it can be re-constructed due to the changes in some secondary criteria and also changed due to a standardization process. The final evaluation score by the ANN model based on 300 samples, with the highest R2, is calculated and the regions with a score higher than 2.0 are selected as the groundwater protection area, accounting for 15% of the total cells. This area is similar to the range within approximately 200 m of the GA Waterway and also includes some changing sites in hydrogeochemistry and electric conductivity, which is produced by saline water intrusion. If the land-use type, groundwater levels, and some other criteria change at any cell, the ANN model can be re-executed to verify whether the cell belongs to a groundwater protection area. Considering that salinity of groundwater near the waterway can be affected by various factors including well depth, pumping conditions, and groundwater levels, the ANN model, which is a non-linear model, can be more effective for prediction than the AHP model.  相似文献   

Effect of nano-MgO on mechanical performance of cement stabilized silty clay     

Kai Yao  Dongliang An  Na Li  Chen Zhang  Aizhao Zhou 《Marine Georesources & Geotechnology》2020,38(2):250-255

Abstract

A series of direct shear tests were performed on cement-admixed silty clay to investigate the effect of cement content and nano-magnesia (MgO) on its shear strength properties. For each normal stress, shear strength increased with cement content. However, an obvious increment in shear strength was achieved when the cement content was adjusted from 13% to 17%. Both cohesion and friction angle of cemented soil increased with cement content, and exponential function was adopted to correlate both the factors with cement content. For cement content of 10% investigated in this study, the optimum nano-MgO content was 10‰, wherein the cohesion could reach the peak value. The microstructure of the mixture revealed that the structure of the mixture was compacted for the optimum nano-MgO content. However, micro-cracks were formed when the amount of nano-MgO exceeded its optimum content.  相似文献   

基于支持向量机的京津冀城市群热环境时空形态模拟   总被引：1，自引：0，他引：1  

杨浩  孟娜  王婧  郑燕  赵莉 《地球信息科学学报》2019,21(2):190-200

城市群热环境作为区域生态重要组成部分,已成为近年来的研究热点。而如何选择针对城市群这种复杂地地貌特征的热环境量化工具一直是亟待解决的技术难点,基于此本研究提出了一种解决多样本、非线性、非平稳及高维函数拟合的计算方法,并建立了基于支持向量机(SVM)的京津冀城市群热环境曲面模型来揭示城市群热环境的时空形态变化。研究结果表明：① SVM模型在刻画多核心、多种土地利用类型城市群热环境的空间分布方面具有理论与实践可行性,能够根据热环境的整体空间布局通过高斯核函数进行局部优化差值,最大限度减少缺省值对模型拟合结果的影响。相比于对照方法可以模拟出更高精度的复杂地貌特征城市群热岛空间分布格局;② 在SVM模型曲面拟合的过程中,拟合精度和拟合时间是衡量拟合结果的重要指标,而原始影像的分辨率则是影响该指标的决定性因素;③ 2003-2013年区域内北京市与天津市的城市热岛效应变化最为明显,热岛面积分别增加7091 km²与4196 km²,空间上呈现出逐年接近连片发展趋势,热岛重心移动轨迹具有明显的时空分异性。北京城市热岛特征为东南部地区异速增长,西部地区缓慢增长;天津城市热岛特征为以城市中心为圆心向周围扩展。本研究进一步丰富了城市群热环境评测的定量方法,可以在实践上对城市群的城市规划、城市建设、环境保护和区域可持续发展等提供定量化、可视化的决策支持。  相似文献   

多时相Landsat影像的平原河网区不透水面信息提取方法与应用     

周峰  廖钰冰  李娜 《测绘通报》2020,(1):94

不透水面是衡量城市生态环境的重要指标，针对平原河网区不透水面与水体、裸土等地物较难区分的问题，以苏北里下河平原快速城镇化区为研究对象，利用多时相Landsat影像为数据源，基于像元光谱特征及其季节性变化分析，构建了基于时序NDWI、NDVI和NDBI的决策树模型，并利用GIS空间分析技术对不透水面的时空变化特征进行了分析。结果表明：多时相光谱信息可有效改善水体、裸土和稀疏植被等像元与不透水面的混分，2005年和2016年的不透水面分类总体精度和Kappa系数均在0.85以上，合理反映了不透水面以向东和向南扩张为主的趋势特征，年均扩张速度约为6.7 km²。研究成果为该区城镇化下的生态环境效应研究提供数据基础，同时可为其他平原河网区不透水面信息提供借鉴和参考。  相似文献   

The evolution of the spatial-temporal patterns of global energy security since the 1990s     

Wang  Qiang  Xu  Linglin  Li  Na  Du  Xue  Wu  Shidai  Tian  Lanlan  Wu  Chenlu 《地理学报(英文版)》2019,29(8):1245-1260

Journal of Geographical Sciences - In this study, we developed an energy security evaluation model (ESEM) from three dimensions, energy supply-transport security, safety of energy utilization, and...  相似文献   

淡化浓海水日晒盐田原核微生物多样性分析     

秦乐宁  黄鑫洁  朱大玲  侍亚敏  唐娜  王学魁 《海洋科学》2019,43(5):27-35

海滨日晒盐田具有稳定且独特的生态系统。淡化浓海水排入盐田制盐,对盐田生态系统的稳定及盐田的可持续发展具有一定的影响。本研究分析天津汉沽淡化浓海水日晒盐田不同季节不同盐度盐池原核微生物多样性现状及群落结构变化,以期为评估淡化浓海水对盐田原核微生物群落影响提供理论依据。采用温度梯度凝胶电泳和序列测定等方法,分析不同月份不同盐度盐池中细菌和古菌的多样性与群落结构变化。分别采用香农-威纳指数、加权丰富度指数和均匀度指数分析盐田微生物群落多样性、丰富度和均匀度。结果表明,淡化浓海水和溴后水中均未检测出细菌和古菌。不同月份不同盐度盐池样本中细菌多样性变化不大,优势菌主要为γ-变形菌门(γ-Proteobacteria)中的Spiribacter salinus和Pseudoalteromonassp.;古菌仅出现在盐度最高的Ⅶ号盐池中,优势古菌为广古菌门(Euryarchaeota)的Halogeometricum sp.。天津汉沽淡化浓海水日晒盐田中细菌的多样性和丰富度较低,春夏两季细菌群落结构较为稳定,秋冬季节细菌群落结构变化明显。盐度不同的盐池中细菌群落结构变化较大,随着盐度逐渐升高, Spiribacter salinus逐渐取代Pseudoalteromonas sp.成为占主要地位的优势菌种。  相似文献   

中国-丝路国家基础设施连通性评估方法与格局     

王成金  陈沛然  王姣娥  李娜 《地理研究》2020,39(12):2685-2704

基础设施互联互通是不同区域之间空间网络形成的支撑,对区际生产要素流动、市场融合和资源配置具有重要作用,也是“一带一路”建设的重点内容和前提条件。立足于综合基础设施网络,以“一带一路”沿线国家/地区为分析地域,设计数理模型,评价了中国与沿线国家的基础设施网络连通性,考察其基本特征与空间格局,然后分别从铁路、公路、航运、通讯、能源等各种基础设施方式的视角,分析了不同基础设施网络的互联互通水平,探讨了基础设施连通的类型分异及其主导因素,凝练基础设施连通的空间模式。主要结论如下：① 从海陆属性来看,岛屿型国家与中国设施连通性最高,其次为综合型国家,内陆型国家最低。对国际区域而言,俄蒙和东南亚地区与中国的设施连通性最高,中东欧地区连通性最低。从国家尺度来看,俄罗斯和越南是与中国设施连通水平最高的国家,巴勒斯坦、东帝汶等5个国家与中国尚未形成设施连通性。从连通方式的构成来看,航运网络的连通性最高,其次为航空和光缆。② 空间距离、连通方式和重大交通走廊共同主导了设施连通性的类型分异。③ “一带一路”沿线国家/地区与中国的设施连通形成了四种典型模式,包括海陆融合型外缘连通模式、陆路通道直接连通模式、陆心内生性低水平连通模式、远距离不均衡连通模式。  相似文献   

干热岩钻探关键技术探索   总被引：1，自引：0，他引：1       下载免费PDF全文

王勇军  代娜  郑宇轩 《山东国土资源》2019,35(2)

干热岩是国际公认的高效低碳清洁能源,近年来,随着国家对清洁能源勘探开发的提倡和支持,国内开展了一些干热岩勘探工作。干热岩钻探是前期获取地质资料进行资源量计算及后期开发利用的关键部分。现阶段国内在干热岩钻探工艺技术方面还没有形成体系,大多借用石油钻井行业及地质钻井行业的一些工艺技术,但干热岩钻探钻遇地层温度普遍较高,且大部分孔段均为坚硬的花岗岩地层,因此如何在高温环境下保持钻井液性能,保证其携带岩屑及维护孔壁稳定的功效,在坚硬的花岗岩层中如何提高钻进效率,实现高效钻进,钻遇破碎地层时如何维护孔壁稳定,实现护壁堵漏等问题,该文结合国内已施工的部分干热岩钻探工程,对国内干热岩钻探所采取的工艺技术进行了探索,研制了抗高温配方的钻井液,使用转盘回转+孔底动力钻具复合钻进,在钻井液中加入抗高温封堵剂,可有效提高干热岩钻探效率,以期促进干热岩钻探工艺技术的研究、应用和推广。  相似文献   

小区域消费级无人机倾斜摄影像控点布设及建模精度研究   总被引：1，自引：0，他引：1  

桑文刚  李娜  韩峰  赵培华  李玉斌 《测绘通报》2019,(10):93-96

像控点布设是无人机倾斜摄影施测阶段的重要环节，直接决定后期三维实景模型的精度。本文面向校园等小区域环境，利用消费级单镜头多旋翼无人机航摄系统获取影像数据，重点设计了不同像控点布设方案，基于全自动数据处理系统进行空三加密及三维模型的构建，并对模型成果进行精度分析，为实际工作中小区域像控点的布设提供建议和指导。  相似文献