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。
2025-04-22 12:42:07 1.7MB 自然科学 论文
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在医疗领域,一些应用已经从科幻小说变为现实。人工智能系统通过了中国和英国的医学执照考试 ,而且它们比普通医生考得更好。最新的系统比初级医生能更好地诊断出55种儿科疾病。但是,这些系统比第一批计算机视觉深度学习应用(例如研究一个图像)中的一些更难构建,因为它们需要具有更广泛常见的医学知识,要处理更多种类的输入,并且必须理解上下文。 数据说明: 来自某在线求医产品的中文医患对话数据。 原始描述:The MedDialog dataset contains conversations (in Chinese) between doctors and patients. It has 1.1 million dialogues and 4 million utterances. The data is continuously growing and more dialogues will be added. The raw dialogues are from haodf.com. All copyrights of the data belong to haodf.com.
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在当今的信息时代,金融市场与自然语言处理技术的结合日益紧密,尤其是在情感分析领域。情感分析指的是利用计算方法识别和提取文本数据中的主观信息,以判断文本的情感倾向。在金融领域,情感分析能够帮助投资者和金融分析师从大量的金融新闻、报告、社交媒体信息中捕捉到市场情绪的微妙变化,从而做出更为精准的预测和决策。 情感词典作为情感分析的核心,收录了大量词汇并标记了各自的情感倾向,如正面、负面或中性。中文金融情感词典在此基础上,针对金融领域进行专门化定制。它不仅包含了通用情感词典中的情感词汇,还特别扩充了与金融市场紧密相关的专业术语、俚语、缩写等表达,并对这些词汇进行了情感倾向的标注。 构建一个全面而准确的中文金融情感词典是一项复杂的工作。需要搜集金融领域的语料库,这包括了从历史金融新闻、公告、财报、市场评论等不同来源的文字资料。然后,使用自然语言处理技术对这些语料进行分析处理,利用词频统计、词性标注、依存句法分析等方法,以确保词典中词汇的情感分类的科学性和准确性。 中文金融情感词典的一个重要应用是在舆情监测和风险管理中。通过对金融市场相关文本内容的快速分析,投资者和决策者能够及时了解市场情绪的变化,从而在投资决策中加入情感因素的考量。同时,它还可以用于量化投资策略的优化,如股票市场的情绪分析,帮助投资者判断股票的买卖时机。 然而,构建和应用情感词典也面临一些挑战。例如,中文金融领域词汇更新换代较快,新的金融术语、概念层出不穷,这要求情感词典必须持续更新和扩充。另外,由于金融信息中存在大量隐晦、双关的语言现象,使得情感分析的准确性受到了一定影响。因此,除了建立广泛词汇覆盖的情感词典外,还需研究深度学习、语境分析等先进技术,以提高情感分析模型的智能水平和准确度。 尽管存在挑战,中文金融情感词典作为金融领域中一个重要的研究工具,已经越来越受到业界的重视。随着自然语言处理技术的不断进步,未来的情感分析工具将更加智能化、高效化,为金融市场的分析和预测提供更加有力的支持。
2025-04-17 19:06:08 149KB 自然语言处理 情感分析
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力密度法是一种用于分析和设计索网和膜结构的找形分析方法。它首先由德国工程师H.J.Scheck提出,并在后来的应用研究中不断发展和完善。索网和膜结构是通过张拉索和支撑结构形成的独特空间结构体系,通常由高性能的材料制成,能够承受拉力作用,适用于大跨度的建筑和公共设施中。 索网结构的找形分析通常是从一个初始形状开始,通过设定索单元的力密度来模拟结构在受力后的形态变化。膜结构的找形分析则关注的是膜单元的应力密度,通过这个参数可以模拟膜材料在预应力作用下的形态变化。 在找形分析中,首先需要将索网和膜结构离散化,即将连续的结构模型转化为由节点和杆件组成的网络模型。接着,基于结构单元和节点之间的拓朴关系,建立关于节点的平衡方程组。这一步骤中,需要设定力密度值或应力密度值,并通过这些值建立起反映节点受力状态的数学模型。利用矩阵运算求解这些方程组,可以得到结构在受力后达到平衡状态时各节点的坐标,进而得到结构的形态。 在程序设计方面,可以通过计算机编程实现力密度法的计算过程。在算法实现过程中,需要考虑的是结构的拓朴矩阵,它由结构单元连接节点的规则和序列决定,矩阵中的元素根据节点序号和连接关系而确定。对于索单元,力密度可以通过将拉力与单元长度的比值来确定。对于膜单元,应力密度则涉及到材料的厚度和应力值,反映了材料的抗拉强度。 在实际应用中,找形分析的算例分析尤为重要。通过具体的实例来检验力密度法的找形效果,可以看到不同力密度和应力密度值对结构形态的影响。例如,在分析中,一双曲抛物面索网的初始平面尺寸为10m×10m,通过调整边索与内索的力密度比值,可以获得不同的曲面形态。类似地,在帐篷形膜结构中,通过对预应力的模拟,可以在初始平面尺寸的基础上,设计出满足特定形态要求的结构。 索网和膜结构的力密度法找形分析在工程设计中具有重要的意义,它提供了一种有效的理论工具来预测和控制结构在受力后的形态变化。这种方法不但可以用于单个结构的设计,还能用于大型复杂的索膜结构,如大型体育场的屋顶结构、展览馆的遮阳结构等。 在技术实施过程中,需要注意的是,找形分析的过程要结合实际情况,包括材料特性、施工技术、成本预算等因素。力密度的取值需要根据实际结构的工程需求和功能目标来确定,通过不断调整和优化,最终获得一个满足所有设计要求的结构形态。
2025-04-16 16:42:15 368KB 自然科学 论文
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平面曲线离散点集拐点的快速查找算法是一种采用几何方法来确定平面曲线离散点集中拐点的算法。拐点是指曲线上的一个点,其存在使得曲线的凹凸性发生改变。在处理离散数据集时,拐点的确定尤为重要,尤其是在数字信号处理、图像识别和计算机图形学等领域。 该算法的基本思想是利用几何方法进行拐点的快速定位。传统方法主要借助数值微分法或外推算法来确定离散点集的拐点,但这些方法存在误差较大和计算量较大的问题。本文提出的方法通过解析几何中的基本概念,如正向直线和内、外点的定义,来判断点与线之间的几何关系,从而确定拐点。 在定义中,正向直线指的是通过平面上两个点P1(x1, y1)和P2(x2, y2)的方向所确定的有向直线。对于任意不在直线上的一点Po(xo, yo),可以通过正向直线方程L来判断Po点是位于直线的内侧还是外侧。具体来说,当直线方程L的左端表达式S12(x, y)=(x2-x1)(y-y1)+(y1-y2)(x-x1)对于Po点的坐标计算结果小于零时,Po点是直线L的内点;反之,若结果大于零,则Po点是直线L的外点。 在正向直线方程的基础上,算法定义了内点和外点的概念,并通过几何证明的方式得出结论:如果S12(xo, yo)<0,则Po点是内点;如果S12(xo, yo)>0,则Po点是外点。这些几何性质为后续的拐点确定提供了理论基础。 接下来,算法描述了正向直线L的四种情况,并通过分析得出,当S12(xo, yo)<0时,无论在哪种情况下,点Po(xo, yo)都位于正向直线L的顺时针一侧,因此根据定义,Po点是内点,即拐点存在于曲线的内侧。类似地,当S12(xo, yo)>0时,Po点位于外侧,因此不是拐点。 在实际应用中,平面曲线波形是通过在短时间内采集一系列离散点,然后通过分段线性插值绘制出的。由于这种波形通常具有复杂的凹凸特性,快速确定其中的拐点是数字识别中的一项重要任务。通过上述几何方法建立的算法,不仅具有结构简单、计算效率高的特点,还能够快速而准确地定位平面参数曲线离散点集中的拐点。 文章指出该算法还具有计算误差小的优点,这在数据密集型的现代计算环境中显得尤为重要。快速查找拐点的算法能够有效减少计算资源的消耗,并且在科学计算、工程计算等多个领域有着广泛的应用前景。通过这种方法,研究者和工程师可以更高效地处理和分析曲线数据,进行曲线波形的数字识别工作。
2025-04-16 15:29:09 179KB 自然科学 论文
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自然语言处理课程设计资源。自然语言处理课程设计之LSTM模型训练中文语料。使用Bi-LSTM模型训练中文语料库,并实现根据已输入中文词预测下一个中文词。train.py:进行训练的源代码。model.py:模型的类定义代码。cnpre.py:用于保存自定义的Dataset。dotest.ipynb:进行测试的jupyter notebook文件,在可以使用两个模型参数进行句子生成。 自然语言处理是计算机科学和人工智能领域中一个重要的分支,它致力于使计算机能够理解、解释和生成人类语言,从而实现人机之间的有效沟通。随着深度学习技术的发展,长短期记忆网络(LSTM)作为一种特殊的循环神经网络(RNN),因其在处理和预测序列数据方面的出色性能而广泛应用于自然语言处理任务中。LSTM能够捕捉长距离依赖关系,并通过其独特的门控机制解决传统RNN在处理长序列时出现的梯度消失或梯度爆炸问题。 中文语料库的构建对于中文自然语言处理至关重要。由于中文语言的特点,如没有明显词界限、语句结构复杂等,中文处理在很多方面要比英文更加困难。因此,训练一个能够有效理解中文语料的LSTM模型需要精心设计的语料库和模型结构。Bi-LSTM模型是LSTM模型的一种变体,它利用正向和反向两个LSTM进行信息处理,可以在一定程度上提高模型对于文本语义的理解能力。 在本课程设计中,通过使用Bi-LSTM模型训练中文语料库,学生可以学习到如何准备数据集、设计和实现网络结构、以及训练模型的整个流程。学生将学习如何处理中文文本数据,包括分词、去停用词、构建词向量等预处理步骤。这些步骤对于提高模型训练的效果至关重要。 课程设计中包含了多个关键文件,每个文件都承担着不同的角色: - train.py:这是一个Python脚本文件,负责执行模型的训练过程。它会读取准备好的中文语料库,设置模型参数,并运行训练循环,输出训练结果和模型参数。 - model.py:在这个Python文件中,定义了Bi-LSTM模型的类。这包括模型的网络架构,例如输入层、隐藏层、输出层以及如何组织这些层来构建完整的模型结构。这个文件为训练过程提供了模型的蓝图。 - cnpre.py:这个文件用于保存自定义的Dataset类。在PyTorch框架中,Dataset是一个抽象类,需要被继承并实现特定方法来定制数据集。在自然语言处理任务中,这通常包括加载文本数据、分词、编码等预处理步骤。 - dotest.ipynb:这是一个Jupyter Notebook文件,用于测试模型的性能。通过这个交互式的文档,用户可以加载训练好的模型,并使用自定义的句子生成模型参数进行测试。这使得实验者能够直观地看到模型对特定输入的处理效果和生成的句子。 通过本课程设计,学生将掌握如何运用Bi-LSTM模型在中文语料上进行训练和预测,这不仅能够加深对自然语言处理技术的理解,而且能够提高解决实际问题的能力。同时,通过实践操作,学生还能学习到如何调试和优化模型性能,以达到最佳的预测效果。 自然语言处理课程设计之LSTM模型训练中文语料为学生提供了一个实践平台,让他们能够在实际操作中了解和掌握最新的自然语言处理技术和深度学习模型。通过对Bi-LSTM模型的训练和测试,学生不仅能够学会如何处理复杂的中文文本数据,而且能够加深对语言模型及其在自然语言处理中应用的认识。这样的课程设计对于培养学生解决实际问题的能力、提升理论与实践相结合的技能具有重要意义。
2025-04-14 09:42:35 13KB 自然语言处理 NLP Bi-LSTM 中文语料
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内容概要:本文介绍了DATA ADVISOR,一种基于大型语言模型(LLM)的安全数据生成方法。通过动态监控和指导数据生成过程,提高生成数据的质量和覆盖范围,特别是在安全性方面。实验表明,与传统方法相比,DATA ADVISOR显著提升了三个代表性LLM的安全性能,同时保持了模型的实用性。 适合人群:研究大型语言模型安全性和数据生成的研究人员和技术专家。 使用场景及目标:适用于需要提升模型安全性但不希望牺牲实用性的场景。通过动态管理和增强数据集,确保模型能够在各种细粒度的安全问题上表现更好。 其他说明:未来工作可以将DATA ADVISOR扩展到其他场景,如指令调整数据生成、偏好优化等,进一步验证其多样性和有效性。
2025-04-14 04:24:55 1.35MB 自然语言处理 数据生成
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针对无刷双馈电机三电平直接转矩控制算法进行研究,相对于传统的两电平直接转矩控制算法,增加了电 压矢量的可选择性,并有效地减小了转矩脉动,获得了更好的磁链轨迹.同时在 PSIM 软件中建立了三电平直接转矩仿真算法模型并进行了验证.实验结果表明:该算法显著提高了无刷双馈电机的控制系统的鲁棒性和动态性能.
2025-04-11 10:40:20 311KB 自然科学 论文
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在大模型角度来讲,下游业务足够丰富。长期而言,开源必然会更加灵活、成本更加低,能够更加普惠使用。闭源模型更多会走向高效果、高价值、高效率三个方向。未来,开源模型会逐步成为应用主流,而闭源模型会在特殊领域和行业当中所体现。 什么是大模型的数据工程?现在大家去做GPT模型或者BERT等模型,都会有两个方向。第一个是以模型为中心,不怎么关注数据,不断地优化模型的结构;第二个是以数据为中心(Data-Driven),也是目前做算法的一个共识,算法本质上是在做数据,核心是说模型不变,通过改进数据质量来提升模型效果,不断提升训练数据的质量。 在数据处理层面,大模型可以帮助传统的ETL过程简化难度,提高实时交互效率。在数据分析层面,大模型可以替代拖拽交互方式,让业务用户用更简单、更高效的方式以自然语言形式与底层数据交互,来构建需要的报表和看板。 在行业应用层面,大模型可以真正发挥对行业知识的理解能力,与具体数据结合,形成具针对客户、特定项目、指标体系的输出,再加上数据准备,可能直接输出标准化的项目成果。接下来会这三个层面依次展开,分别对大模型能力进行讲解。
2025-04-10 18:18:25 16KB 自然语言处理 人工智能
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精细梁不同于Euler梁和Timoshenko梁,该模型在考虑剪切变形的同时还考虑了横向弯曲时截面转动产生的附加轴向位移及横向剪切变形影响截面抗弯刚度后产生的附加横向位移。推导了适用于向量式有限元分析的精细梁单元应变和内力表达式,采用FORTRAN自编了向量式有限元程序。对悬臂梁、两端固支梁和门式框架进行了算例分析,对比了采用不同梁单元模型下结构的竖向位移。结果表明:当高跨比较小时,3种梁单元的竖向位移相差不大;当高跨比较大时,精细梁单元的竖向位移较Euler梁和Timoshenko梁明显增大,表明剪切变
2025-04-07 22:54:22 663KB 自然科学 论文
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