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1、學(xué)校代碼:10225學(xué)號(hào):S13221學(xué)位論文基于智能決策的氣候因子對(duì)木材特性影響預(yù)測(cè)的研究g口zt卓鈥干除指導(dǎo)教師姓名:岳琪教授東北林業(yè)大學(xué)申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別:碩士學(xué)科專業(yè):林業(yè)信息工程論文提交日期:2013420論文答辯日期:201369授予學(xué)位單位:東北林業(yè)大學(xué)授予學(xué)位日期:●答辯委員會(huì)主席:論文評(píng)閱人:春必櫛素大學(xué)摘要摘要木材特性是決定林木生產(chǎn)加工的重要因素。木材特性受多種條件影響,包括遺傳因素、立地條件、氣候因子等,其中以氣候因子的
2、影響最為顯著。因此,在我國(guó)氣候環(huán)境問(wèn)題嚴(yán)重、森林資源銳減的今天,掌握氣候因子對(duì)木材特性的作用規(guī)律,對(duì)于木材的培育和生產(chǎn)加工有著重要的意義,對(duì)實(shí)現(xiàn)林業(yè)的優(yōu)質(zhì)、高效、高產(chǎn)、可持續(xù)的發(fā)展與利用具有深遠(yuǎn)的影響。以往的研究,多是用數(shù)據(jù)分析、回歸方法研究氣候因子對(duì)木材特性的相關(guān)性的影響,對(duì)優(yōu)化培育措施方面具有一定作用,但不能根據(jù)具體木材本身的特性進(jìn)行研究,更不能通過(guò)氣候因子來(lái)預(yù)測(cè)木材的特性。本研究以人工林大青楊為研究對(duì)象,在氣候因子對(duì)木材特性的影響
3、的基礎(chǔ)上,研究了利用智能決策手段對(duì)人工林大青楊的特性的預(yù)測(cè)問(wèn)題。具體的過(guò)程包括,通過(guò)對(duì)文獻(xiàn)的研究,選擇了對(duì)木材加工利用較為重要的三個(gè)特性作為預(yù)測(cè)對(duì)象,即預(yù)測(cè)模型的輸出,并剔除了對(duì)這三個(gè)特性明顯無(wú)關(guān)的氣候因子;通過(guò)回歸分析的方法,篩選出相關(guān)性較大的氣候因子,即預(yù)測(cè)模型的輸入。第二,在對(duì)RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)研究的基礎(chǔ)上,提出了一種改進(jìn)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),并運(yùn)用到預(yù)測(cè)模型中。第三,在前文確定的主要的氣候因子基礎(chǔ)上,研究了對(duì)木材特性影響較大的極
4、端和累積溫度值,修正之前模型的輸入,基于模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建立了預(yù)測(cè)模型。第四,基于前面模型的不足,提出一種利用遺傳算法改進(jìn)的RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),自適應(yīng)的確定模型的參數(shù),建立了氣候因子對(duì)木材特性影響的預(yù)測(cè)模型。基于上述過(guò)程取得的成果:(1)通過(guò)文獻(xiàn)的研究,確定預(yù)測(cè)模型輸出分別為:生長(zhǎng)輪寬度、晚材率和晚材纖維壁厚。利用線性回歸分析,確定各模型的輸入,生長(zhǎng)輪寬度預(yù)測(cè)模型的輸入為:9月日照百分率、11月日照百分率、4月相對(duì)濕度、7月相對(duì)濕度、8月相對(duì)濕
5、度、2月最高地溫;晚材率預(yù)測(cè)模型的輸入為:8月平均氣溫、6月相對(duì)濕度、6月降雨量、8月降雨量、8月日照百分率、11月日照百分率、1月地面溫度、1月最低地溫、3月最高地溫;晚材纖維壁厚預(yù)測(cè)模型的輸入為:7月平均氣溫、5月相對(duì)濕度、9月相對(duì)濕度、10月相對(duì)濕度、11月相對(duì)濕度、5月降雨量、9月降雨量、10月降雨量、8月日照百分率、7月地面溫度、10月地面溫度、8月最低地溫。(2)利用改進(jìn)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建立的預(yù)測(cè)模型,增加了輸入層對(duì)
6、輸出層的直接影響,利用MATLAB進(jìn)行仿真,從結(jié)果可知,收斂速度和預(yù)測(cè)精度都比較理想。從速度看三個(gè)模型的收斂速度分別為36步、38步、38步,收斂速度比較快,可實(shí)現(xiàn)在線訓(xùn)練;從預(yù)測(cè)精度上看,三個(gè)模型的平均誤差則分別為2。37%、024%、009%,其中最大誤差分別為287%、029%、012%。由此可知,基于改進(jìn)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)適用于晚材率、晚材纖維壁厚的預(yù)測(cè),對(duì)生長(zhǎng)輪寬度的預(yù)測(cè)的誤差較大,有待進(jìn)一步改善。(3)改進(jìn)了原晚材率的
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