基于智能决策的气候因子对木材特性影响预测的研究

被引量 : 0次 | 上传用户:guojiaguangdian
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
木材特性是决定林木生产加工的重要因素。木材特性受多种条件影响,包括遗传因素、立地条件、气候因了等,其中以气候因子的影响最为显著。因此,在我国气候环境问题严重、森林资源锐减的今天,掌握气候因子对木材特性的作用规律,对于木材的培育和生产加工有着重要的意义,对实现林业的优质、高效、高产、可持续的发展与利用具有深远的影响。以往的研究,多是用数据分析、回归方法研究气候因子对木材特性的相关性的影响,对优化培育措施方面具有一定作用,但不能根据具体木材本身的特性进行研究,更不能通过气候因子来预测木材的特性。本研究以人工林大青杨为研究对象,在气候因子对木材特性的影响的基础上,研究了利用智能决策手段对人工林大青杨的特性的预测问题。具体的过程包括,通过对文献的研究,选择了对木材加工利用较为重要的三个特性作为预测对象,即预测模型的输出,并剔除了对这三个特性明显无关的气候因子;通过回归分析的方法,筛选出相关性较大的气候因子,即预测模型的输入。第二,在对RBF神经网络研究的基础上,提出了一种改进网络结构的RBF神经网络,并运用到预测模型中。第三,在前文确定的主要的气候因子基础上,研究了对木材特性影响较大的极端和累积温度值,修正之前模型的输入,基于模糊神经网络建立了预测模型。第四,基于前面模型的不足,提出一种利用遗传算法改进的RBF神经网络,自适应的确定模型的参数,建立了气候因子对木材特性影响的预测模型。基于上述过程取得的成果:(1)通过文献的研究,确定预测模型输出分别为:生长轮宽度、晚材率和晚材纤维壁厚。利用线性回归分析,确定各模型的输入,生长轮宽度预测模型的输入为:9月日照百分率、11月日照百分率、4月相对湿度、7月相对湿度、8月相对湿度、2月最高地温;晚材率预测模型的输入为:8月平均气温、6月相对湿度、6月降雨量、8月降雨量、8月日照百分率、11月日照百分率、1月地面温度、1月最低地温、3月最高地温;晚材纤维壁厚预测模型的输入为:7月平均气温、5月相对湿度、9月相对湿度、10月相对湿度、11月相对湿度、5月降雨量、9月降雨量、10月降雨量、8月日照百分率、7月地面温度、10月地面温度、8月最低地温。(2)利用改进网络结构的RBF神经网络建立的预测模型,增加了输入层对输出层的直接影响,利用MATLAB进行仿真,从结果可知,收敛速度和预测精度都比较理想。从速度看三个模型的收敛速度分别为36步、38步、38步,收敛速度比较快,可实现在线训练;从预测精度上看,三个模型的平均误差则分别为2.37%、0.24%、0.09%,其中最大误差分别为2.87%、0.29%、0.12%。由此可知,基于改进网络结构的RBF神经网络适用于晚材率、晚材纤维壁厚的预测,对生长轮宽度的预测的误差较大,有待进一步改善。(3)改进了原晚材率的预测模型的输入,并利用改进的模糊RBF神经网络建立模型,用晚材率影响较大的极端值和累积值(年生物温度、温暖指数),替换了原8月日照百分率、1月最低地温,通过MATLAB仿真结果可知,平均误差为0.21%,最大误差为0.25%,较之前的0.24%和0.29%,在预测精度上均有一定程度的改善。(4)将一种基于遗传算法改进的RBF神经网络用于木材特性的预测,对(2)中的生长轮宽度、晚材纤维壁厚模型预测,并对(3)中的晚材率模型进行预测,从结果可以看出,生长轮宽度模型、晚材率宽度模型、晚材纤维壁厚模型的误差分别为0.31%、0.15%、0.10%,较之前的模型精度均有所提高,且晚材纤维壁厚模型的收敛速度也有提高,从之前的38步提高至现在的32步,说明改进的算法提高了预测模型的准确性和学习能力。
其他文献
目的探讨不同的卫生检验方法在食源性疾病暴发事件中的检验效果。方法选择2019年3月到2019年6月模拟30份食源性疾病暴发事件中的患者肛拭子和呕吐物作为实验对象,使用微生物
<正>通过做"模拟水循环"的实验,来学习"自然界的水循环"(高中《地理》人教版·必修1)的内容,不仅有助于学生整体把握水循环的一般过程和环节,还有利于培养学生的地理思维能力
医疗损害鉴定二元化一直是医疗损害案件司法实践中的难题。法官在选择医学会还是司法鉴定机构进行鉴定时没有顺位偏好。在涉及医疗损害鉴定意见专业性与中立性评价中,法官优
目的探讨分别采用体外冲击波或小针刀联合消炎镇痛液治疗老年跟痛症的疗效。方法将64例老年跟痛症患者随机分为体外冲击波治疗组32例,小针刀治疗组32例。体外冲击波治疗组采
本文分析了孝义皮影在现代潮流文化的冲击下面临的发展问题,以及我国现代服装设计在发展过程中对于传统文化元素应用时的照搬照抄、缺少创新的现象,进而在此基础上,分别从孝
目的:观察穴位贴敷加针刺配合闪罐治疗周围性面瘫的临床疗效。方法:将172例周围性面瘫患者随机分为两组,治疗组86例和对照组86例,治疗组采用穴位贴敷加针刺配合闪罐治疗,对照
<正>选修课程设置是本次课程改革的一大亮点,但在实际操作中又是一个难点。如何发挥选修课程的作用,是当前高中教学亟待解决的问题。本文以高中地理选修课程教学为例,对实施
针对同轴线馈电的微带天线,建立了等效电路模型。该等效电路表明,馈入到微带天线内部的导体直径直接影响天线的输入阻抗。为此设计了单频圆极化微带天线,采用电磁计算软件HFSS仿
随着我国电力体制改革的推进,分布式能源、大型工业园区、大型居民集聚区等都将成立售电公司,并为用户提供售电、能效服务、需求响应等多样化服务。园区售电公司作为需求响应