基本信息
- 項目名稱：
- Logistic方程灰色建模在遼寧省有效灌溉面積預測中的應用
- 小類：
- 生命科學
- 大類：
- 自然科學類學術論文
- 簡介：
- 有效灌溉面積是抗旱的一個重要指標，本文應用灰色系統(tǒng)理論，建立Logistic方程灰色預測模型，模擬結(jié)果與原始資料吻合很好，相關性達到0.9627。預測模型顯示：有效灌溉面積的上限是154.83萬公頃，2014年預測值為154.3萬公頃，已經(jīng)非常接近界限值，如果不改變內(nèi)部因素，有效灌溉面積的發(fā)展基本趨于停滯狀態(tài)，因此進行農(nóng)業(yè)資源的結(jié)構(gòu)調(diào)整非常必要。
- 詳細介紹：
- 遼寧省水資源總量為363 億立方米，人均占有量、耕地的畝均占有量為全國的1／3，是我國北方嚴重缺水的省份之一。有效灌溉面積是是衡量抗旱能力的一個重要指標。作為主管農(nóng)田的水利部門，需要了解每年的耕地面積，以分配相宜的灌溉水資源量，這樣就必須預測下一年的有效灌溉面積，所以建立有效灌溉面積的預測模型就顯得非常重要。 本文將有效灌溉面積指標看成是在一定范圍內(nèi)變動的灰色量，利用灰色系統(tǒng)理論的建模技術，探討Logistic方程參數(shù)估計的新方法，有機地將灰色理論與Logistic方程建模相結(jié)合，建立遼寧省有效灌溉面積的預測模型。 原始數(shù)據(jù)根據(jù)遼寧省統(tǒng)計年鑒，統(tǒng)計出1978～2009年遼寧省有效灌溉面積。采用灰色估計法獲得的Logistic方程。有效灌溉面積的上限值是154.83萬公頃，2014年預測值為154.3萬公頃，已經(jīng)非常接近界限值，如果不改變內(nèi)部因素，有效灌溉面積的發(fā)展基本趨于停滯狀態(tài)，因此進行農(nóng)業(yè)資源的結(jié)構(gòu)調(diào)整非常必要。 利用Excel對Logistic 方程灰色建模精度進行檢驗，經(jīng)檢驗用Logistic 方程的參數(shù)灰色（GM）建模，實際值與理論值的相關系數(shù)為0.9627，灰色建模精度很好。 結(jié)論如下： （1）用Logistic方程灰色模型預測，能夠很好預測遼寧省有效灌溉面積。模型預測結(jié)果顯示有效灌溉面積的發(fā)展上限值是154.83萬hm2，目前的有效灌溉面積基本接近上限，說明有效灌溉面積增加的空間已經(jīng)十分有限。 （2）有效灌溉面積和農(nóng)業(yè)用水量的發(fā)展具有以下特征，發(fā)展過程主要經(jīng)過四個階段，即發(fā)展過程的起步期、成長期、成熟期及飽和期。目前已接近飽和期，如果不改變內(nèi)部因素，有效灌溉面積的發(fā)展基本趨于停滯狀態(tài)，因此進行農(nóng)業(yè)資源的結(jié)構(gòu)調(diào)整非常必要。 （3）影響有效灌溉面積的發(fā)展因素很多，農(nóng)田的灌溉設施保障是根本原因，除此之外，還受到水資源量的限制。隨著工業(yè)的發(fā)展和人們生活水平的提高，農(nóng)業(yè)用水受工業(yè)用水和城市生活用水擠占嚴重。 （4）遼寧省水資源嚴重缺乏，供水設施越來越多，水資源利用效率越來越高，但灌溉水利用系數(shù)與發(fā)達國家相比，還有很大的提高空間，因此改變灌區(qū)灌溉方式、管理模式，遏止大水漫灌、土渠灌溉等粗放的灌溉模式，推行新型、高效的節(jié)水灌溉技術、渠道硬化防滲技術等是發(fā)展有效灌溉面積的有效途徑。
作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- 遼寧省是我國北方嚴重缺水的省份之一，有效灌溉面積是衡量抗旱能力的一個重要指標。本文研究的主要目的與意義在于對遼寧省耕地有效灌溉面積近年來的資料進行時間序列分析，在此基礎上，建立遼寧省有效灌溉面積Logistic灰色預測模型，合理分配灌溉水資源，依此來防止旱災發(fā)生、保證糧食的產(chǎn)量和經(jīng)濟效益等。
科學性、先進性及獨特之處
- 上世紀60 年代以來,該Logistic 方程在動植物的飼養(yǎng)、栽培、資源、生態(tài)、環(huán)保等方面的模擬研究中已得到較廣泛的應用。本文將有效灌溉面積指標看成是在一定范圍內(nèi)變動的灰色量,利用灰色系統(tǒng)理論的建模技術,探討Logistic 方程參數(shù)估計的新方法，有機將灰色理論與Logistic建模相結(jié)合，建立遼寧省有效灌溉面積的Logistic灰色預測模型,模型擬合效果很好。
應用價值和現(xiàn)實意義
- 作為主管農(nóng)田的水利部門，需要了解每年的耕地面積，以分配相宜的灌溉水資源量，這樣就必須預測下一年的有效灌溉面積，所以建立有效灌溉面積的預測模型就顯得非常重要，為水資源可持續(xù)利用提供科學依據(jù)和決策支持，對遼寧省經(jīng)濟發(fā)展和水資源合理利用具有重要意義和經(jīng)濟價值。
學術論文摘要
- 摘要：本文應用灰色系統(tǒng)的理論，通過對Logistic方程的參數(shù)進行灰色估計，建立Logistic方程灰色預測模型。利用模型對遼寧省有效灌溉面積進行了預測，預測結(jié)果與原始資料吻合很好，相關性達到0.9627。預測結(jié)果顯示：有效灌溉面積的上限是154.83萬公頃，2014年預測值為154.3萬公頃，此值已經(jīng)非常接近界限值，如果不改變內(nèi)部因素，有效灌溉面積的發(fā)展基本趨于停滯狀態(tài)，因此進行農(nóng)業(yè)資源的結(jié)構(gòu)調(diào)整非常必要。 關鍵詞：Logistic方程 灰色系統(tǒng) 有效灌溉面積 預測
獲獎情況
- 無
鑒定結(jié)果
- 無
參考文獻
- [1] 石麗忠,陳金良，遲道才等，關于遼陽市水面蒸發(fā)量灰色預側(cè)模型的研究，節(jié)水灌溉，2007(8):37-39;[2] 門寶輝．四川耕地有效灌溉面積預測的灰色模型.沈陽農(nóng)業(yè)大學學報，2004， 35(2)：1-5;[3] 姜永, 李德新等.Logistic 方程的灰色建模法. 福建農(nóng)林大學學報(自然科學版),2004,535-537.
同類課題研究水平概述
- 1.Logistic 方程預測模型研究現(xiàn)狀 Logistic 方程原系比利時數(shù)學家Verhult 于1838 年導出,但長期湮沒,至上世紀20年代才又為生物學和統(tǒng)計學家Pearl和Read重新發(fā)現(xiàn)。上世紀60年代以來,該方程在動植物的飼養(yǎng)、栽培、資源、生態(tài)、環(huán)保等方面的模擬研究中已得到較廣泛的應用，在有效灌溉面積預測上應用極少見。 2.灰色系統(tǒng)預測模型研究現(xiàn)狀 灰色系統(tǒng)理論近幾年來發(fā)展迅速，已成功的應用于多個領域，其本身也在不斷的發(fā)展、完善與創(chuàng)新。從鄧聚龍先生最初提出GM（1，1），以及隨后提出的GM（1，1）各種修正方法(如：帶有殘差修正的GM（1，1），變系數(shù)遞推GM（1，1）和帶有灰元的GMA（1，1）等)，直到新近提出的GM（1，1）的嚴格微分擬合法HM（1，1）和非線性NLGM（1，1）等方法，不僅豐富了灰色系統(tǒng)的理論，也拓廣了其應用范圍。 但是以上的方法也存在局限性，如GM（1，1），HM（1，1）及其他類似的改良方法都存在著擬合值實質(zhì)上為一等比級數(shù)（從第二個擬合值開始）這往往與事物的發(fā)展具有很大的差異，特別是進行長期預測時，計算值發(fā)散，使預測失效。 3.Logistic 方程的參數(shù)灰色建模法 根據(jù)灰色系統(tǒng)理論,有指數(shù)變化規(guī)律的原始數(shù)列可以不做生成處理,而直接進行灰色建模，有效灌溉面積的倒數(shù),在一定條件下隨時間的變化呈指數(shù)變化規(guī)律,因此,可以用其與時間t的原始數(shù)據(jù)對Logistic 方程參數(shù)直接進行灰色估計(簡稱灰色建模法)，為使參數(shù)(λ,μ) 估計達到最優(yōu),要求模型理論指標與實際指標的殘差平方和最小。 本文將有效灌溉面積指標看成是在一定范圍內(nèi)變動的灰色量,利用灰色系統(tǒng)理論的建模技術,探討Logistic 方程參數(shù)估計的新方法，有機將灰色理論與Logistic 方程建模相結(jié)合，建立遼寧省有效灌溉面積的預測模型。經(jīng)過精度驗證，灰色建模法比起回歸分析法來說的擬合效果更優(yōu)。
