为了科学预测试验装备修理成本,提高维修经费决策质量,引入偏最小二乘回归分析(Partial Least Squares Regression,PLSR)对试验装备修理成本进行预测。针对试验装备修理成本小样本、贫数据、特征量相关性强的不利条件,构建预测模型;基...为了科学预测试验装备修理成本,提高维修经费决策质量,引入偏最小二乘回归分析(Partial Least Squares Regression,PLSR)对试验装备修理成本进行预测。针对试验装备修理成本小样本、贫数据、特征量相关性强的不利条件,构建预测模型;基于以往数次大修相关数据,预测试验专用装备使用期的某次大修成本。同时,为保持模型的稳健性,提高模型解释能力和预测精确度,尝试利用变量投影重要性分析对模型进行优化,取得了较好的效果。实例证明,该方法不仅能在多变量间存在严重多重相关性情况下建立模型,而且能够有效筛选与因变量关系不大的自变量,简化输入样本集。展开更多
极限学习机理论(extreme learning machine,ELM)作为一种新的化学计量学方法,在近红外光谱定量分析中的应用研究,已引起学术界的高度重视。然而,由于光谱数据维数较高,建立ELM模型时需要大量的隐节点,导致隐含层输出矩阵维数高且存在高...极限学习机理论(extreme learning machine,ELM)作为一种新的化学计量学方法,在近红外光谱定量分析中的应用研究,已引起学术界的高度重视。然而,由于光谱数据维数较高,建立ELM模型时需要大量的隐节点,导致隐含层输出矩阵维数高且存在高度共线性,用现有的Moore-Penrose广义逆算法求取隐含层输出矩阵与待测性质间的回归模型往往会存在病态问题。基于ELM建立光谱波长变量与性质之间的回归模型,提出以ELM模型隐含层输出矩阵作为新的变量,采用作者最新提出的基于变量投影重要性的改进叠加PLS算法(stacked partial least squares regression algorithm based on variable importance in the projection,VIP-SPLS),建立新变量与待测性质间的回归模型。VIP-SPLS算法充分利用了每个隐节点的输出信息,能有效解决高维共线性问题,同时具有模型集成的优点,从而改进了ELM模型的性能。将提出的改进ELM算法(improved ELM,iELM)应用于标准近红外光谱数据集,结果表明iELM模型的精度相对于现有的PLS模型和ELM模型分别显著提升了29.06%和27.47%。展开更多
为了快速、准确地测定冬小麦植株氮含量,利用2014?2015年的冬小麦冠层反射光谱数据构建了16种氮素或叶绿素敏感光谱指数,基于变量投影重要性(variable importance projection,VIP)-偏最小二乘(partial least squares,PLS)-赤池信息准则(...为了快速、准确地测定冬小麦植株氮含量,利用2014?2015年的冬小麦冠层反射光谱数据构建了16种氮素或叶绿素敏感光谱指数,基于变量投影重要性(variable importance projection,VIP)-偏最小二乘(partial least squares,PLS)-赤池信息准则(Akaike’s information criterion,AIC)整合模型构建了不同生育期植株氮含量最佳回归模型,并用2012?2013年挑旗期数据对模型进行了验证。结果表明:在AIC下,拔节期以4个植被指数为自变量的模型最优;挑旗期以5个植被指数为自变量的模型最优;开花期以4个植被指数为自变量的模型最优;灌浆期以6个植被指数为自变量的模型最优。4个生育期建模的决定系数(R2)和均方根误差(RMSE)分别为0.71、0.86、0.75、0.46和0.23%、0.13%、0.12%、0.15%,以挑旗期决定系数为最大。挑旗期验证集的R2和RMSE分别为0.81和0.41%,预测模型和验证模型均具有较高的估算精度和可靠性,研究结果为选择小麦合适的生育期估算小麦植株氮营养状况提供参考。展开更多
合理考虑关键环境量对效应量影响的大坝安全监控模型是大坝安全运行性态在线监控的前提和基础。其中原理简单、计算便捷的加权面积法和灰色关联分析法的理论相对成熟,在关键影响因子识别中应用最为广泛,但其存在稳定性差、抗噪能力弱等...合理考虑关键环境量对效应量影响的大坝安全监控模型是大坝安全运行性态在线监控的前提和基础。其中原理简单、计算便捷的加权面积法和灰色关联分析法的理论相对成熟,在关键影响因子识别中应用最为广泛,但其存在稳定性差、抗噪能力弱等问题。因此,提出了变量投影重要性(Variable Importance for Projection,VIP)改进分析法,该方法引入主成分分析和典型相关分析进行信息分解和筛选,结合偏最小二乘回归的优点,能对因子的变化作出合理、符合客观实际的物理成因解释,并以工程实例校验其有效性。应用表明,改进的变量投影重要性分析法具备良好的适用性及抗噪能力,对测点关键影响因子的识别更具稳定性和合理性,有效提高了关键影响因子识别的可靠性。展开更多
文摘为了科学预测试验装备修理成本,提高维修经费决策质量,引入偏最小二乘回归分析(Partial Least Squares Regression,PLSR)对试验装备修理成本进行预测。针对试验装备修理成本小样本、贫数据、特征量相关性强的不利条件,构建预测模型;基于以往数次大修相关数据,预测试验专用装备使用期的某次大修成本。同时,为保持模型的稳健性,提高模型解释能力和预测精确度,尝试利用变量投影重要性分析对模型进行优化,取得了较好的效果。实例证明,该方法不仅能在多变量间存在严重多重相关性情况下建立模型,而且能够有效筛选与因变量关系不大的自变量,简化输入样本集。
文摘极限学习机理论(extreme learning machine,ELM)作为一种新的化学计量学方法,在近红外光谱定量分析中的应用研究,已引起学术界的高度重视。然而,由于光谱数据维数较高,建立ELM模型时需要大量的隐节点,导致隐含层输出矩阵维数高且存在高度共线性,用现有的Moore-Penrose广义逆算法求取隐含层输出矩阵与待测性质间的回归模型往往会存在病态问题。基于ELM建立光谱波长变量与性质之间的回归模型,提出以ELM模型隐含层输出矩阵作为新的变量,采用作者最新提出的基于变量投影重要性的改进叠加PLS算法(stacked partial least squares regression algorithm based on variable importance in the projection,VIP-SPLS),建立新变量与待测性质间的回归模型。VIP-SPLS算法充分利用了每个隐节点的输出信息,能有效解决高维共线性问题,同时具有模型集成的优点,从而改进了ELM模型的性能。将提出的改进ELM算法(improved ELM,iELM)应用于标准近红外光谱数据集,结果表明iELM模型的精度相对于现有的PLS模型和ELM模型分别显著提升了29.06%和27.47%。
文摘为了快速、准确地测定冬小麦植株氮含量,利用2014?2015年的冬小麦冠层反射光谱数据构建了16种氮素或叶绿素敏感光谱指数,基于变量投影重要性(variable importance projection,VIP)-偏最小二乘(partial least squares,PLS)-赤池信息准则(Akaike’s information criterion,AIC)整合模型构建了不同生育期植株氮含量最佳回归模型,并用2012?2013年挑旗期数据对模型进行了验证。结果表明:在AIC下,拔节期以4个植被指数为自变量的模型最优;挑旗期以5个植被指数为自变量的模型最优;开花期以4个植被指数为自变量的模型最优;灌浆期以6个植被指数为自变量的模型最优。4个生育期建模的决定系数(R2)和均方根误差(RMSE)分别为0.71、0.86、0.75、0.46和0.23%、0.13%、0.12%、0.15%,以挑旗期决定系数为最大。挑旗期验证集的R2和RMSE分别为0.81和0.41%,预测模型和验证模型均具有较高的估算精度和可靠性,研究结果为选择小麦合适的生育期估算小麦植株氮营养状况提供参考。
文摘合理考虑关键环境量对效应量影响的大坝安全监控模型是大坝安全运行性态在线监控的前提和基础。其中原理简单、计算便捷的加权面积法和灰色关联分析法的理论相对成熟,在关键影响因子识别中应用最为广泛,但其存在稳定性差、抗噪能力弱等问题。因此,提出了变量投影重要性(Variable Importance for Projection,VIP)改进分析法,该方法引入主成分分析和典型相关分析进行信息分解和筛选,结合偏最小二乘回归的优点,能对因子的变化作出合理、符合客观实际的物理成因解释,并以工程实例校验其有效性。应用表明,改进的变量投影重要性分析法具备良好的适用性及抗噪能力,对测点关键影响因子的识别更具稳定性和合理性,有效提高了关键影响因子识别的可靠性。
