基于遗传神经网络的水质评价模型优化及应用

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1、基于遗传神经网络的水质评价模型优化及应用专业：人文地理学研究生：周雪倩指导教师：丁辉摘要：在综述国内外水质评价研究的基础上，本文将遗传算法和人工神经网络结合起来，建立了基于GA—BP算法的水质评价模型。文章首先系统的阐明了BP神经网络与遗传算法的基本原理和学习训练过程，分析了BP网络存在的缺陷，介绍了通用的一些改进措施。然后利用遗传算法全局搜索能力强的特点与人工神经网络模型学习能力强的特点，设计出遗传神经网络的水质评价模型。该模型不仅利用遗传算法对神经网络初始权重进行了优化，而且采用了基于黄金分割理论的优化算法对网络模型的隐含层节点数进行了选优，这样使模型在进行了较少次的循环迭代后训练误差收

2、敛到最小，从而在一定程度上克服神经网络模型训练中普遍存在的局部极小点问题。最后本文将改进后的网络模型用于某地区的水环境质量评价，以某地区地表水的实测数据作为模型输入，运用MATLAB软件进行仿真，对GA-BP水质评价模型进行了验证，并与传统方法结果进行比较。结果表明优化后的GA-BP网络模型具有稳定性好、鲁棒性高、识别能力强的优点，其结果与实际水质级别具有较高的一致性，评价方法较为合理。关键词：水质评价BP神经网络遗传算法OptimizationandApplicationofWaterQualityAssessmentalModelbasedonGeneticAlgorithmsandAr

3、tificialNeuralNetworksMajor：HumanGeographyAuthor：ZhouXueqianTutor：DingHuiAbstract：Basedonasummaryofwaterqualityassessmentalmodel’Sstudy，thispapertriestoestablishGA—BPneuralnetworkmodel，whichcombinesArtificialNeuarlNetwork(ANN)andGeneticAlgorithms(GA)．Firstly，thepaperclarifiesthebasicprincipleandthe

4、studyprocessofBPneuralnetworkandGeneticAlgorithms，analysestheexistingweaknessandintroducessomegeneralimprovementmeasure．Secondly，makinguseofexcellentglobalsearchingabilityofGAandfinelearningabilityofANN，wedesignthewaterqualityassessmentalmodelbasedonGA—BPalgorithms．ThismodelnotonlyusesGAtooptimizei

5、nitialweightsofneuralnetworkbutalsousesanarithmeticbasedongoldensectiongtheorytooptimizetheamountofnodesinnetwork’Scovertlayer．Thesemaketrainingerrorofthemodelgottominimalvalueafterlesstimescycliciteration．Inasense，localoptimizingproblems，whichiswidelyexistedinneuralnetworkmodeltraining，canbeoverco

6、me．Finnally，basedontheimprovedarithmetic，GA—BPmodelforwaterqualityassessmentwasbuilt，andthewaterenvironmentalmonitoringresultsofareservoirwasputintomodel．WevalidatethemodelandcomparewiththesimulationofothergeneralmethodbyapplyingⅡMATLABsoftwaretosimulation．ResMtindicatesthatthisalgorithmhasabetters

7、tability，precisionandrobustness．Itshowsthattheresulthashighlyconsistencytothewaterqualityandthemethodofthisthesisismorereasonable．Keywords：waterqualityassessmentalmodel；BPNeuarlNetwork；GeneticAlgorithmsm四川师