为了探究城市扩展的规律,为城市的规划做出前瞻性的预测,将神经网络与元胞自动机相结合,从不同时相遥感数据中挖掘城市扩展土地利用演变的规律,自动找到土地利用元胞的转换规则,并以该规则反演和预测城市的扩展演变。应用该方法对义乌市的扩展作了实证分析和模拟预测,与同期义乌城市发展状况基本相吻合。 ### 基于神经网络与元胞自动机的城市扩展模拟 #### 一、研究背景与意义 随着全球化的加速和城市化进程的不断推进，城市土地利用的变化已成为一个重要的研究领域。城市扩展过程中涉及多种因素的影响，如经济发展水平、人口增长速度、政策导向等，这些因素共同作用导致了城市空间结构的演变。传统的研究方法往往难以准确捕捉到这些复杂因素之间的相互作用及其对城市扩展的影响。因此，探索一种能够有效模拟和预测城市扩展规律的方法显得尤为重要。 #### 二、元胞自动机(CA)与神经网络(ANN)结合的城市扩展模型 ##### 1. 元胞自动机理论基础 元胞自动机(Cellular Automata, CA)是一种用来模拟复杂系统的数学模型，它通过简单的局部规则来描述系统中各组成部分（即元胞）之间如何相互作用，进而推演出整体行为。CA模型主要由以下几个要素构成： - **元胞(Cell)**：构成系统的基本单位，例如土地利用类型。 - **元胞空间(Cell Space)**：所有元胞组成的集合。 - **状态(State)**：每个元胞可能处于的一种或多种状态之一。 - **邻域(Neighborhood)**：用于定义一个元胞周围与其相互作用的其他元胞集合。 - **规则(Rule)**：决定元胞状态转换的具体法则，是CA模型的核心。 ##### 2. 神经网络(Artificial Neural Network, ANN)的应用 人工神经网络是一种模仿人脑神经元结构的计算模型，通过大量的训练学习数据集中的模式和规律，具有较强的非线性拟合能力和自适应能力。在城市扩展模拟中，ANN可以通过学习历史遥感图像数据，自动识别出影响城市扩展的关键因素，并建立这些因素与城市土地利用变化之间的关联。 ##### 3. ANN-CA城市扩展模型 结合上述两种技术，ANN-CA模型首先利用神经网络从不同时相的遥感数据中挖掘城市扩展土地利用演变的规律，自动找到土地利用元胞的转换规则。接着，利用这些规则作为元胞自动机的转换规则，实现对未来城市扩展的模拟和预测。 #### 三、模型实施步骤 ##### 1. 数据准备 收集不同时间点的城市遥感图像数据，这些数据应覆盖城市扩展的不同阶段，以便于后续的模型训练和验证。 ##### 2. 特征提取 从遥感图像中提取与城市扩展相关的特征，如道路分布、建筑物密度、绿地比例等。 ##### 3. 神经网络训练 利用提取的特征训练神经网络模型，目的是让模型学会识别影响城市扩展的关键因素，并建立这些因素与土地利用变化之间的联系。 ##### 4. 规则挖掘 根据训练好的神经网络模型，自动挖掘出不同土地利用类型之间的转换规则。 ##### 5. 元胞自动机模拟 利用挖掘出的转换规则作为元胞自动机的规则，对城市未来的发展趋势进行模拟预测。 #### 四、案例分析——义乌市扩展模拟 ##### 1. 实证分析 该研究选择了浙江省义乌市作为案例，通过对该城市不同时期的遥感数据进行分析，建立了ANN-CA模型，并成功模拟了义乌市的土地利用变化过程。模拟结果与义乌市实际的城市发展情况基本相符。 ##### 2. 模型优化 通过对比分析模型预测结果与实际情况的差异，进一步调整模型参数，提高模型的预测精度。 #### 五、结论 本文提出了一种基于神经网络与元胞自动机相结合的城市扩展模拟方法。该方法不仅能够有效地挖掘城市扩展土地利用演变的规律，还能通过模拟预测帮助城市规划者做出前瞻性决策。通过对义乌市的实证分析表明，这种方法具有较高的预测准确性和实用性，对于指导城市规划和发展具有重要意义。

为了掌握高速公路未来的安全状况，通过有效地控制各种影响因素，减少交通事故，增进高速公路安全，在路段划分和影响因素分析的基础上，利用收集的多条高速公路数据建立了基于广义线性回归的高速公路事故预测模型，通过比较泊松、负二项、零堆积泊松和零堆积负二项4种概率分布模型回归的结果，最终确定了负二项分布形式的事故预测模型，并利用弹性分析的方法确定了模型中单个变量对事故的边际影响。研究表明：环境变量和交通流变量对事故的发生有较大影响。

共轴偏光瞳系统克服了共轴系统视场角有限，离轴系统加工和装配困难等缺点，能更好满足空间对地观测等领域的要求。由共轴三反系统求解共轴偏光瞳无遮拦三反射镜光学系统的初始结构参数，设计了焦距为3000mm，F数为10的共轴偏光瞳的三反射光学系统。设计结果表明：该系统视场角达8°×0.8°，空间频率50lp/mm，调制传递函数值均大于0.55，接近衍射极限，满足系统对成像质量的要求。

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王其藩的系统动力学,2009修订版，对于研究决策系统有帮助

为了实现电力市场环境下发电公司最优竞价,根据对市场内其他机组报价系数的预测,建立计及竞争对手报价的发电公司竞价模型,求取未计及输电容量约束时的最优竞价系数。建立市场出清模型,计算各机组出力期望值,根据上述期望值进行潮流计算。当预测有输电阻塞发生时,将输电阻塞对电力公司竞价策略的影响引入竞价模型中,并基于灵敏度分析以阻塞费用最小为目标确定发电公司出力调整量。通过Matlab仿真分析表明,采取上述方法得到的最优竞价系数进行报价时,能实现发电公司利润最大化的目标。

在移动正交频分复用（OFDM）系统中，时变信道引起子载波间干扰（ICI），从而导致系统性能严重下降。均衡作为消除ICI的主要手段而被广泛采用，但是大多数情况下，由于需要进行高阶矩阵的求逆运算，导致均衡面临着运算复杂度过高的问题。提出采用复指数基扩展模型（CE-BEM）对时变信道进行建模，并利用估计得到的模型系数直接构造判决反馈均衡器（DFE），从而避免了矩阵求逆运算，大大降低了运算复杂度。同时，该DFE通过理论分析和仿真实践均被证明具有良好的均衡效果，能有效地消除ICI并改善系统性能。

提出了一种新型金属电磁带隙（EBG）结构高增益微带天线。该天线在传统贴片天线的基础上通过增加EBG结构盖板，增益显著提高；在此基础上，根据镜像理论设计了一种人工磁导体（AMC）频率选择表面，有效的抑制了表面波，从而达到了缩小天线体积、展宽带宽的效果。设计完成了一个中心频率为5.8GHz的微带天线，其增益比传统贴片天线提高了10dBi，带宽由0.16%扩展到了8.62%。给出了详细设计过程和具体参数，通过数值仿真和分析证实了金属EBG盖板和AMC表面对天线性能改进的有效性。

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天文导航方法已经成为深空探测必备的导航方法。为了实现对深空探测器的姿态控制,必须准确知道深空探测器当前时刻的姿态。根据深空探测器机载的两个星敏感器跟踪两颗选定的已知恒星,测量出当前时刻相对初始时刻这两个恒星星光矢量在深空探测器机体坐标系中的角度变化量,通过姿态变换矩阵转换和公式推导,给出了确定深空探测器当前时刻姿态角的解析算法,从而为探测器的姿态控制提供准确的姿态数据。通过仿真结果验证了此方法的正确性和有效性。