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作者:刘东;张晓建;张亮亮;李佳民;赵丹;
单位:东北农业大学水利与土木工程学院;教育部寒地黑土生境健康国际合作联合实验室(东北农业大学);农业农村部农业水资源高效利用重点实验室(东北农业大学);黑龙江省寒区水资源与水利工程重点实验室(东北农业大学);黑龙江省泥河水库管理处;
摘要:针对区域水-土-能源-粮食(Water-Land-Energy-Food,WLEF)耦合系统风险定量评估方法精度不足问题,构建一种基于金枪鱼群优化算法改进的支持向量机模型(TSO-SVM),将其应用于2001—2020年哈尔滨地区WLEF耦合系统风险测度分析。结果表明:哈尔滨地区WLEF耦合系统风险时序变化呈先持续下降后渐趋平稳的特征,空间变化呈中西部高、西南部与东北部低的分布格局。依据TSO-SVM内置的权重系数计算得出,有效灌溉面积占比、城市化率、城镇居民人均纯收入、单位GDP能耗、人均粮食产量、万元工业增加值用水量、单位面积化肥施用量为WLEF耦合系统风险特征的关键驱动因子。与传统支持向量机模型(SVM)和基于粒子群算法改进的支持向量机模型(PSO-SVM)相比,研究提出的TSO-SVM模型均方误差分别降低76.47%和33.33%、平均绝对误差分别降低30.65%和8.51%,平均绝对百分比误差分别降低37.04%和15.00%、决定系数分别降低1.19%和0.35%、合理性系数与稳定性系数也均为最高,综合说明TSO-SVM模型在评估精度、拟合性能、合理性、稳定性等方面均更具优势。
关键词:金枪鱼群优化算法;;支持向量机模型;;水-土-能源-粮食耦合系统;;风险测度
基金资助:国家自然科学基金项目(52309012,52179008,51579044,41071053);国家自然科学基金联合基金项目(U20A20318);; 国家杰出青年科学基金项目(51825901);; 清华大学水圈科学与水利工程全国重点实验室开放基金项目(sklhse-2023-A-04);; 水利部水圈科学重点实验室基金项目(mklhs-2023-03)