人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)及其在水質(zhì)信息檢測(cè)中的應(yīng)用

內(nèi)容概要

人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是目前國(guó)際上迅速發(fā)展的前沿交叉學(xué)科。它是模擬生物神經(jīng)結(jié)構(gòu)的新型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，具有廣泛的應(yīng)用前景。
人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)能夠把不確定的、非結(jié)構(gòu)化的信息以及圖像進(jìn)行識(shí)別、處理，非常適合水質(zhì)信息檢測(cè)。陳麗華編著的《人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)及其在水質(zhì)信息檢測(cè)中的應(yīng)用》針對(duì)具有應(yīng)用前景且被廣泛關(guān)注的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域，簡(jiǎn)要介紹了人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在水質(zhì)信息檢測(cè)中的應(yīng)用背景，詳細(xì)介紹了人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識(shí)、在水質(zhì)信息檢測(cè)中常用的算法，最后以大量的應(yīng)用示例，說明人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在水質(zhì)信息檢測(cè)中的應(yīng)用。
《人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)及其在水質(zhì)信息檢測(cè)中的應(yīng)用》可作為人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)原理、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用及環(huán)境信息學(xué)等課程的參考書，對(duì)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域的教師、研究生、高年級(jí)本科生都有重要的參考價(jià)值，對(duì)環(huán)境信息領(lǐng)域的科研人員也有重要的借鑒作用。

書籍目錄

第一章 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)概論
 1.1 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展概況及其特點(diǎn)
 1.2 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在水質(zhì)信息檢測(cè)中的應(yīng)用背景及其意義
 1.3 河流水流模型研究進(jìn)展及存在問題
 1.3.1 國(guó)內(nèi)外水質(zhì)模型發(fā)展階段
 1.3.2 現(xiàn)有水質(zhì)模型存在的問題
 1.3.3 水環(huán)境模擬中的不確定性
 1.4 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在水質(zhì)評(píng)價(jià)中的應(yīng)用研究
 1.4.1 水質(zhì)評(píng)價(jià)基本方法
 1.4.2 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)用于地表水環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)
 1.4.3 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在水質(zhì)模擬中的應(yīng)用研究
 1.5 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與水質(zhì)模擬及水質(zhì)評(píng)價(jià)結(jié)合的優(yōu)勢(shì)
 1.6 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在水質(zhì)信息檢測(cè)處理中的應(yīng)用前景
第二章 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識(shí)
 2.1 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)概述
 2.1.1 生物神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)的基本原理
 2.1.2 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的基本原理
 2.1.3 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型
 2.2 神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)過程
 2.3 神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)規(guī)則
 2.3.1 Hebb學(xué)習(xí)規(guī)則
 2.3.2 感知機(jī)(Perceptmn)學(xué)習(xí)規(guī)則
 2.3.3 Delta學(xué)習(xí)規(guī)則
 2.4 神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)的工作過程
第三章 在水質(zhì)信息檢測(cè)中常用的算法
 3.1 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練(學(xué)習(xí))
 3.2 幾種常用的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法
 3.2.1 誤差反傳訓(xùn)練算法(Back Propagation，BP)
 3.2.2 RBF徑向基函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)
 3.3 RBF和BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的比較
第四章 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在水質(zhì)信息檢測(cè)中的應(yīng)用
 4.1 不同學(xué)習(xí)算法對(duì)BP網(wǎng)絡(luò)性能影響的研究
 4.1.1 BP網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)算法
 4.1.2 水質(zhì)預(yù)測(cè)BP網(wǎng)絡(luò)的建立
 4.2 用最佳學(xué)習(xí)算法預(yù)測(cè)黃河水DO濃度
 4.2.1 時(shí)間序列建模方法
 4.2.2 樣本選取及數(shù)據(jù)預(yù)處理
 4.2.3 交互檢驗(yàn)訓(xùn)練法
 4.2.4 優(yōu)化與預(yù)測(cè)
 4.2.5 結(jié)果與討論
 4.2.6 結(jié)論
 4.3 BP網(wǎng)絡(luò)用于黃河水質(zhì)的預(yù)測(cè)研究
 4.3.1 時(shí)間序列建模方法及算法
 4.3.2 樣本選取及網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練方法
 4.3.3 結(jié)果與討論
 4.3.4 結(jié)論
 4.4 用于黃河水質(zhì)綜合評(píng)價(jià)的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的研究
 4.4.1 建立計(jì)算模型及訓(xùn)練樣本
 4.4.2 網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的確立
 4.4.3 應(yīng)用實(shí)例
 4.4.4 結(jié)論
 4.5 應(yīng)用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)黃河甘肅段水質(zhì)進(jìn)行分類評(píng)價(jià)
第五章 其他方法在水質(zhì)檢測(cè)中的應(yīng)用
參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　1.6 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在水質(zhì)信息檢測(cè)　　處理中的應(yīng)用前景　　第一，改進(jìn)現(xiàn)有的BP人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，構(gòu)造適合于水環(huán)境系統(tǒng)的更優(yōu)BP模型。BP網(wǎng)絡(luò)雖然在某些方面（如水質(zhì)評(píng)價(jià)）顯示出獨(dú)特的優(yōu)越性和廣泛的推廣性，但這些優(yōu)點(diǎn)主要取決于它的學(xué)習(xí)樣本均是國(guó)家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，具有很強(qiáng)的代表性和規(guī)范性。當(dāng)水環(huán)境系統(tǒng)的樣本序列與實(shí)際序列存在較大差異或?qū)W習(xí)樣本不足以使人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)充分學(xué)習(xí)時(shí)，所訓(xùn)練出的BP網(wǎng)絡(luò)性能會(huì)變得很差，這可能也是某些有關(guān)這方面的研究開展不下去的主要原因之一，但這是表面現(xiàn)象，其實(shí)質(zhì)仍是BP網(wǎng)絡(luò)的性能與樣本特征、傳遞函數(shù)、學(xué)習(xí)算法及網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系沒調(diào)整好，如改進(jìn)算法對(duì)提高網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)速度、增加收斂度和穩(wěn)定性都有明顯效果。筆者在實(shí)驗(yàn)室采用動(dòng)量法和學(xué)習(xí)率自適應(yīng)法兩種算法研究表明，動(dòng)量法可降低網(wǎng)絡(luò)對(duì)于誤差曲面局部細(xì)節(jié)的敏感性，有效地抑制網(wǎng)絡(luò)陷入局部極?。蛔赃m應(yīng)調(diào)整學(xué)習(xí)率法大大減少了學(xué)習(xí)次數(shù)，而且對(duì)學(xué)習(xí)樣本欠佳的序列，傳統(tǒng)的BP算法很難擬合，自適應(yīng)學(xué)習(xí)率法卻可以得到較滿意的結(jié)果?！　〉诙?，眾所周知，BP網(wǎng)絡(luò)用于函數(shù)逼近時(shí)，權(quán)值的調(diào)節(jié)采用的是負(fù)梯度下降法，這種調(diào)節(jié)權(quán)值的方法有它的局限性，即存在著收斂速度慢和局部極小等缺點(diǎn)。在今后的研究中，應(yīng)積極開展人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的其他模型的研究，充分挖掘人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在水環(huán)境應(yīng)用中的巨大潛力和優(yōu)勢(shì)。如徑向基函數(shù)網(wǎng)絡(luò)在逼近能力、分類識(shí)別和學(xué)習(xí)速度等方面均優(yōu)于BP網(wǎng)絡(luò)，自組織競(jìng)爭(zhēng)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是一種以無(wú)教師示教的方式進(jìn)行訓(xùn)練，具有自組織功能的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，它的自組織自適應(yīng)的學(xué)習(xí)能力能夠進(jìn)一步拓寬神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在水資源環(huán)境中進(jìn)行識(shí)別和分類方面的應(yīng)用。　　……

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