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神經網路演算法優缺點

發布時間: 2022-05-05 13:26:20

① 人工神經網路的特點優點

人工神經網路的特點和優越性,主要表現在三個方面:
第一,具有自學習功能。例如實現圖像識別時,只在先把許多不同的圖像樣板和對應的應識別的結果輸入人工神經網路,網路就會通過自學習功能,慢慢學會識別類似的圖像。自學習功能對於預測有特別重要的意義。預期未來的人工神經網路計算機將為人類提供經濟預測、市場預測、效益預測,其應用前途是很遠大的。
第二,具有聯想存儲功能。用人工神經網路的反饋網路就可以實現這種聯想。
第三,具有高速尋找優化解的能力。尋找一個復雜問題的優化解,往往需要很大的計算量,利用一個針對某問題而設計的反饋型人工神經網路,發揮計算機的高速運算能力,可能很快找到優化解。

② BP神經網路的核心問題是什麼其優缺點有哪些

人工神經網路,是一種旨在模仿人腦結構及其功能的信息處理系統,就是使用人工神經網路方法實現模式識別.可處理一些環境信息十分復雜,背景知識不清楚,推理規則不明確的問題,神經網路方法允許樣品有較大的缺損和畸變.神經網路的類型很多,建立神經網路模型時,根據研究對象的特點,可以考慮不同的神經網路模型. 前饋型BP網路,即誤差逆傳播神經網路是最常用,最流行的神經網路.BP網路的輸入和輸出關系可以看成是一種映射關系,即每一組輸入對應一組輸出.BP演算法是最著名的多層前向網路訓練演算法,盡管存在收斂速度慢,局部極值等缺點,但可通過各種改進措施來提高它的收斂速度,克服局部極值現象,而且具有簡單,易行,計算量小,並行性強等特點,目前仍是多層前向網路的首選演算法.

  • 多層前向BP網路的優點:

  • 網路實質上實現了一個從輸入到輸出的映射功能,而數學理論已證明它具有實現任何復雜非線性映射的功能。這使得它特別適合於求解內部機制復雜的問題;

  • 網路能通過學習帶正確答案的實例集自動提取「合理的」求解規則,即具有自學習能力;

  • 網路具有一定的推廣、概括能力。

  • 多層前向BP網路的問題:

  • 從數學角度看,BP演算法為一種局部搜索的優化方法,但它要解決的問題為求解復雜非線性函數的全局極值,因此,演算法很有可能陷入局部極值,使訓練失敗;

  • 網路的逼近、推廣能力同學習樣本的典型性密切相關,而從問題中選取典型樣本實例組成訓練集是一個很困難的問題。

  • 難以解決應用問題的實例規模和網路規模間的矛盾。這涉及到網路容量的可能性與可行性的關系問題,即學習復雜性問題;

  • 網路結構的選擇尚無一種統一而完整的理論指導,一般只能由經驗選定。為此,有人稱神經網路的結構選擇為一種藝術。而網路的結構直接影響網路的逼近能力及推廣性質。因此,應用中如何選擇合適的網路結構是一個重要的問題;

  • 新加入的樣本要影響已學習成功的網路,而且刻畫每個輸入樣本的特徵的數目也必須相同;

  • 網路的預測能力(也稱泛化能力、推廣能力)與訓練能力(也稱逼近能力、學習能力)的矛盾。一般情況下,訓練能力差時,預測能力也差,並且一定程度上,隨訓練能力地提高,預測能力也提高。但這種趨勢有一個極限,當達到此極限時,隨訓練能力的提高,預測能力反而下降,即出現所謂「過擬合」現象。此時,網路學習了過多的樣本細節,而不能反映樣本內含的規律

  • 由於BP演算法本質上為梯度下降法,而它所要優化的目標函數又非常復雜,因此,必然會出現「鋸齒形現象」,這使得BP演算法低效;

  • 存在麻痹現象,由於優化的目標函數很復雜,它必然會在神經元輸出接近0或1的情況下,出現一些平坦區,在這些區域內,權值誤差改變很小,使訓練過程幾乎停頓;

  • 為了使網路執行BP演算法,不能用傳統的一維搜索法求每次迭代的步長,而必須把步長的更新規則預先賦予網路,這種方法將引起演算法低效。

③ 神經網路技術的優點有哪些

神經網路技術對完成對微弱信號的檢驗和對各感測器信息實時處理,具有自適應自學習功能,能自動掌握環境特徵,實現自動目標識別及容錯性好,抗干擾能力強等優點。神經網路技術特別適用於密集信號環境的信息處理、數據收集目標識別、圖像處理、無源探測與定位以及人機介面等方面,因而在作戰指揮方面有廣泛的應用前景。

④ 神經網路演算法的局限性

神經網路演算法的局限性是:可以使用均值函數但是這個函數將獲取嵌入的平均值,並將其分配為新的嵌入。但是,很容易看出,對於某些不同的圖,它們會給出相同的嵌入,所以,均值函數並不是單射的。

即使圖不同,節點 v 和 v』 的平均嵌入聚合(此處嵌入對應於不同的顏色)將給出相同的嵌入。

這里真正重要的是,你可以先用某個函數 f(x) 將每個嵌入映射到一個新的嵌入,然後進行求和,得到一個單射函數。在證明中,它們實際上顯式地聲明了這個函數 f,這需要兩個額外條件,即 X 是可數的,且任何多重集都是有界的。

並且事實上,在訓練中並沒有任何東西可以保證這種單射性,而且可能還會有一些圖是 GIN 無法區分的,但WL可以。所以這是對 GIN 的一個很強的假設,如果違反了這一假設,那麼 GIN 的性能將受到限制。

神經網路演算法的普適性是:

研究模型的局限性通常更容易獲得對模型的洞察。畢竟,網路所不能學到的關於特定特徵的知識在應用時獨立於訓練過程。

此外,通過幫助我們理解與模型相關的任務的難度,不可能性結果(impossibility result)有助於得出關於如何選擇模型超參數的實用建議。

以圖分類問題為例。訓練一個圖分類器需要識別是什麼構成了一個類,即在同一個類而非其他類中找到圖共享的屬性,然後決定新的圖是否遵守所學習到的屬性。

然而,如果可以通過一定深度的圖神經網路(且測試集足夠多樣化)證明上述決策問題是不可能的,那麼我們可以確定,同一個網路將不會學習如何正確地對測試集進行分類,這與使用了什麼學習演算法無關。因此,在進行實驗時,我們應該把重點放在比下限更深的網路上。

⑤ 神經網路演算法相對於普通的演算法的優越性在哪啊! 例如在曲線擬合方面與基本的命令有什麼區別 信號處理不也

優點:
(1)對特徵數據無要求,不需相互獨立
(2)適用於非線性問題;
缺點:
(1)黑箱,即難以解釋其運算結果;
(2)需要較多的訓練數據;
(3)存在過擬合;

⑥ 神經網路演算法 遺傳演算法 模糊演算法 哪個好

沒有哪種演算法更好的說法,因為每種演算法都有自己的優勢。只能說某種演算法在處理某種問題時,效果更好更合適。

  1. 神經網路不能說是一種演算法,它是一種數學網路結構,各神經元的權值、閾值是用某種訓練演算法計算出來的。神經網路適用於非線性系統,可用於難以用數學表達式來描述的系統。

  2. 遺傳演算法在全局尋優問題上效果很好,因其收斂速度較快,且不易陷入局部極小點。其中實數編碼法適合與神經網路結合,例如GA-BP神經網路。

  3. 模糊演算法可將一些難以量化的參數模糊處理,並且演算法較簡單,尤其是適用於專家經驗佔主要地位的系統,因為添加一條專家經驗只需往規則庫里添加一條語句即可。用這種演算法要注意區間不能劃得太寬,否則演算法太不精確。

⑦ BP神經網路的可行性分析


神經網路的是我的畢業論文的一部分
4.人工神經網路
人的思維有邏輯性和直觀性兩種不同的基本方式。邏輯性的思維是指根據邏輯規則進行推理的過程;它先將信息化成概念,並用符號表示,然後,根據符號運算按串列模式進行邏輯推理。這一過程可以寫成串列的指令,讓計算機執行。然而,直觀性的思維是將分布式存儲的信息綜合起來,結果是忽然間產生想法或解決問題的辦法。這種思維方式的根本之點在於以下兩點:1.信息是通過神經元上的興奮模式分布在網路上;2.信息處理是通過神經元之間同時相互作用的動態過程來完成的。
人工神經網路就是模擬人思維的第二種方式。這是一個非線性動力學系統,其特色在於信息的分布式存儲和並行協同處理。雖然單個神經元的結構極其簡單,功能有限,但大量神經元構成的網路系統所能實現的行為卻是極其豐富多彩的。
4.1人工神經網路學習的原理
人工神經網路首先要以一定的學習准則進行學習,然後才能工作。現以人工神經網路對手寫「A」、「B」兩個字母的識別為例進行說明,規定當「A」輸入網路時,應該輸出「1」,而當輸入為「B」時,輸出為「0」。
所以網路學習的准則應該是:如果網路做出錯誤的判決,則通過網路的學習,應使得網路減少下次犯同樣錯誤的可能性。首先,給網路的各連接權值賦予(0,1)區間內的隨機值,將「A」所對應的圖像模式輸入給網路,網路將輸入模式加權求和、與門限比較、再進行非線性運算,得到網路的輸出。在此情況下,網路輸出為「1」和「0」的概率各為50%,也就是說是完全隨機的。這時如果輸出為「1」(結果正確),則使連接權值增大,以便使網路再次遇到「A」模式輸入時,仍然能做出正確的判斷。
如果輸出為「0」(即結果錯誤),則把網路連接權值朝著減小綜合輸入加權值的方向調整,其目的在於使網路下次再遇到「A」模式輸入時,減小犯同樣錯誤的可能性。如此操作調整,當給網路輪番輸入若干個手寫字母「A」、「B」後,經過網路按以上學習方法進行若干次學習後,網路判斷的正確率將大大提高。這說明網路對這兩個模式的學習已經獲得了成功,它已將這兩個模式分布地記憶在網路的各個連接權值上。當網路再次遇到其中任何一個模式時,能夠做出迅速、准確的判斷和識別。一般說來,網路中所含的神經元個數越多,則它能記憶、識別的模式也就越多。
4.2人工神經網路的優缺點
人工神經網路由於模擬了大腦神經元的組織方式而具有了人腦功能的一些基本特徵,為人工智慧的研究開辟了新的途徑,神經網路具有的優點在於:
(1)並行分布性處理
因為人工神經網路中的神經元排列並不是雜亂無章的,往往是分層或以一種有規律的序列排列,信號可以同時到達一批神經元的輸入端,這種結構非常適合並行計算。同時如果將每一個神經元看作是一個小的處理單元,則整個系統可以是一個分布式計算系統,這樣就避免了以往的「匹配沖突」,「組合爆炸」和「無窮遞歸」等題,推理速度快。
(2)可學習性
一個相對很小的人工神經網路可存儲大量的專家知識,並且能根據學習演算法,或者利用樣本指導系統來模擬現實環境(稱為有教師學習),或者對輸入進行自適應學習(稱為無教師學習),不斷地自動學習,完善知識的存儲。
(3)魯棒性和容錯性
由於採用大量的神經元及其相互連接,具有聯想記憶與聯想映射能力,可以增強專家系統的容錯能力,人工神經網路中少量的神經元發生失效或錯誤,不會對系統整體功能帶來嚴重的影響。而且克服了傳統專家系統中存在的「知識窄台階」問題。
(4)泛化能力
人工神經網路是一類大規模的非線形系統,這就提供了系統自組織和協同的潛力。它能充分逼近復雜的非線形關系。當輸入發生較小變化,其輸出能夠與原輸入產生的輸出保持相當小的差距。
(5)具有統一的內部知識表示形式,任何知識規則都可以通過對範例的學習存儲於同一個神經網路的各連接權值中,便於知識庫的組織管理,通用性強。
雖然人工神經網路有很多優點,但基於其固有的內在機理,人工神經網路也不可避免的存在自己的弱點:
(1)最嚴重的問題是沒能力來解釋自己的推理過程和推理依據。
(2)神經網路不能向用戶提出必要的詢問,而且當數據不充分的時候,神經網路就無法進行工作。
(3)神經網路把一切問題的特徵都變為數字,把一切推理都變為數值計算,其結果勢必是丟失信息。
(4)神經網路的理論和學習演算法還有待於進一步完善和提高。
4.3神經網路的發展趨勢及在柴油機故障診斷中的可行性
神經網路為現代復雜大系統的狀態監測和故障診斷提供了全新的理論方法和技術實現手段。神經網路專家系統是一類新的知識表達體系,與傳統專家系統的高層邏輯模型不同,它是一種低層數值模型,信息處理是通過大量的簡單處理元件(結點) 之間的相互作用而進行的。由於它的分布式信息保持方式,為專家系統知識的獲取與表達以及推理提供了全新的方式。它將邏輯推理與數值運算相結合,利用神經網路的學習功能、聯想記憶功能、分布式並行信息處理功能,解決診斷系統中的不確定性知識表示、獲取和並行推理等問題。通過對經驗樣本的學習,將專家知識以權值和閾值的形式存儲在網路中,並且利用網路的信息保持性來完成不精確診斷推理,較好地模擬了專家憑經驗、直覺而不是復雜的計算的推理過程。
但是,該技術是一個多學科知識交叉應用的領域,是一個不十分成熟的學科。一方面,裝備的故障相當復雜;另一方面,人工神經網路本身尚有諸多不足之處:
(1)受限於腦科學的已有研究成果。由於生理實驗的困難性,目前對於人腦思維與記憶機制的認識還很膚淺。
(2)尚未建立起完整成熟的理論體系。目前已提出了眾多的人工神經網路模型,歸納起來,這些模型一般都是一個由結點及其互連構成的有向拓撲網,結點間互連強度所構成的矩陣,可通過某種學習策略建立起來。但僅這一共性,不足以構成一個完整的體系。這些學習策略大多是各行其是而無法統一於一個完整的框架之中。
(3)帶有濃厚的策略色彩。這是在沒有統一的基礎理論支持下,為解決某些應用,而誘發出的自然結果。
(4)與傳統計算技術的介面不成熟。人工神經網路技術決不能全面替代傳統計算技術,而只能在某些方面與之互補,從而需要進一步解決與傳統計算技術的介面問題,才能獲得自身的發展。
雖然人工神經網路目前存在諸多不足,但是神經網路和傳統專家系統相結合的智能故障診斷技術仍將是以後研究與應用的熱點。它最大限度地發揮兩者的優勢。神經網路擅長數值計算,適合進行淺層次的經驗推理;專家系統的特點是符號推理,適合進行深層次的邏輯推理。智能系統以並行工作方式運行,既擴大了狀態監測和故障診斷的范圍,又可滿足狀態監測和故障診斷的實時性要求。既強調符號推理,又注重數值計算,因此能適應當前故障診斷系統的基本特徵和發展趨勢。隨著人工神經網路的不斷發展與完善,它將在智能故障診斷中得到廣泛的應用。
根據神經網路上述的各類優缺點,目前有將神經網路與傳統的專家系統結合起來的研究傾向,建造所謂的神經網路專家系統。理論分析與使用實踐表明,神經網路專家系統較好地結合了兩者的優點而得到更廣泛的研究和應用。
離心式製冷壓縮機的構造和工作原理與離心式鼓風機極為相似。但它的工作原理與活塞式壓縮機有根本的區別,它不是利用汽缸容積減小的方式來提高汽體的壓力,而是依靠動能的變化來提高汽體壓力。離心式壓縮機具有帶葉片的工作輪,當工作輪轉動時,葉片就帶動汽體運動或者使汽體得到動能,然後使部分動能轉化為壓力能從而提高汽體的壓力。這種壓縮機由於它工作時不斷地將製冷劑蒸汽吸入,又不斷地沿半徑方向被甩出去,所以稱這種型式的壓縮機為離心式壓縮機。其中根據壓縮機中安裝的工作輪數量的多少,分為單級式和多級式。如果只有一個工作輪,就稱為單級離心式壓縮機,如果是由幾個工作輪串聯而組成,就稱為多級離心式壓縮機。在空調中,由於壓力增高較少,所以一般都是採用單級,其它方面所用的離心式製冷壓縮機大都是多級的。單級離心式製冷壓縮機的構造主要由工作輪、擴壓器和蝸殼等所組成。 壓縮機工作時製冷劑蒸汽由吸汽口軸向進入吸汽室,並在吸汽室的導流作用引導由蒸發器(或中間冷卻器)來的製冷劑蒸汽均勻地進入高速旋轉的工作輪3(工作輪也稱葉輪,它是離心式製冷壓縮機的重要部件,因為只有通過工作輪才能將能量傳給汽體)。汽體在葉片作用下,一邊跟著工作輪作高速旋轉,一邊由於受離心力的作用,在葉片槽道中作擴壓流動,從而使汽體的壓力和速度都得到提高。由工作輪出來的汽體再進入截面積逐漸擴大的擴壓器4(因為汽體從工作輪流出時具有較高的流速,擴壓器便把動能部分地轉化為壓力能,從而提高汽體的壓力)。汽體流過擴壓器時速度減小,而壓力則進一步提高。經擴壓器後汽體匯集到蝸殼中,再經排氣口引導至中間冷卻器或冷凝器中。

二、離心式製冷壓縮機的特點與特性

離心式製冷壓縮機與活塞式製冷壓縮機相比較,具有下列優點:

(1)單機製冷量大,在製冷量相同時它的體積小,佔地面積少,重量較活塞式輕5~8倍。

(2)由於它沒有汽閥活塞環等易損部件,又沒有曲柄連桿機構,因而工作可靠、運轉平穩、噪音小、操作簡單、維護費用低。

(3)工作輪和機殼之間沒有摩擦,無需潤滑。故製冷劑蒸汽與潤滑油不接觸,從而提高了蒸發器和冷凝器的傳熱性能。

(4)能經濟方便的調節製冷量且調節的范圍較大。

(5)對製冷劑的適應性差,一台結構一定的離心式製冷壓縮機只能適應一種製冷劑。

(6)由於適宜採用分子量比較大的製冷劑,故只適用於大製冷量,一般都在25~30萬大卡/時以上。如製冷量太少,則要求流量小,流道窄,從而使流動阻力大,效率低。但近年來經過不斷改進,用於空調的離心式製冷壓縮機,單機製冷量可以小到10萬大卡/時左右。

製冷與冷凝溫度、蒸發溫度的關系。

由物理學可知,回轉體的動量矩的變化等於外力矩,則

T=m(C2UR2-C1UR1)

兩邊都乘以角速度ω,得

Tω=m(C2UωR2-C1UωR1)

也就是說主軸上的外加功率N為:

N=m(U2C2U-U1C1U)

上式兩邊同除以m則得葉輪給予單位質量製冷劑蒸汽的功即葉輪的理論能量頭。 U2 C2

ω2 C2U R1 R2 ω1 C1 U1 C2r β 離心式製冷壓縮機的特性是指理論能量頭與流量之間變化關系,也可以表示成製冷

W=U2C2U-U1C1U≈U2C2U

(因為進口C1U≈0)

又C2U=U2-C2rctgβ C2r=Vυ1/(A2υ2)

故有

W= U22(1-

Vυ1

ctgβ)

A2υ2U2

式中:V—葉輪吸入蒸汽的容積流量(m3/s)

υ1υ2 ——分別為葉輪入口和出口處的蒸汽比容(m3/kg)

A2、U2—葉輪外緣出口面積(m2)與圓周速度(m/s)

β—葉片安裝角

由上式可見,理論能量頭W與壓縮機結構、轉速、冷凝溫度、蒸發溫度及葉輪吸入蒸汽容積流量有關。對於結構一定、轉速一定的壓縮機來說,U2、A2、β皆為常量,則理論能量頭W僅與流量V、蒸發溫度、冷凝溫度有關。

按照離心式製冷壓縮機的特性,宜採用分子量比較大的製冷劑,目前離心式製冷機所用的製冷劑有F—11、F—12、F—22、F—113和F—114等。我國目前在空調用離心式壓縮機中應用得最廣泛的是F—11和F—12,且通常是在蒸發溫度不太低和大製冷量的情況下,選用離心式製冷壓縮機。此外,在石油化學工業中離心式的製冷壓縮機則採用丙烯、乙烯作為製冷劑,只有製冷量特別大的離心式壓縮機才用氨作為製冷劑。

三、離心式製冷壓縮機的調節

離心式製冷壓縮機和其它製冷設備共同構成一個能量供給與消耗的統一系統。製冷機組在運行時,只有當通過壓縮機的製冷劑的流量與通過設備的流量相等時,以及壓縮機所產生的能量頭與製冷設備的阻力相適應時,製冷系統的工況才能保持穩定。但是製冷機的負荷總是隨外界條件與用戶對冷量的使用情況而變化的,因此為了適應用戶對冷負荷變化的需要和安全經濟運行,就需要根據外界的變化對製冷機組進行調節,離心式製冷機組製冷量的調節有:1°改變壓縮機的轉速;2°採用可轉動的進口導葉;3°改變冷凝器的進水量;4°進汽節流等幾種方式,其中最常用的是轉動進口導葉調節和進汽節流兩種調節方法。所謂轉動進口導葉調節,就是轉動壓縮機進口處的導流葉片以使進入到葉輪去的汽體產生旋繞,從而使工作輪加給汽體的動能發生變化來調節製冷量。所謂進汽節流調節,就是在壓縮機前的進汽管道上安裝一個調節閥,如要改變壓縮機的工況時,就調節閥門的大小,通過節流使壓縮機進口的壓力降低,從而實現調節製冷量。離心式壓縮機製冷量的調節最經濟有效的方法就是改變進口導葉角度,以改變蒸汽進入葉輪的速度方向(C1U)和流量V。但流量V必須控制在穩定工作范圍內,以免效率下降。

⑧ 人工神經網路評價法

人工神經元是人工神經網路的基本處理單元,而人工智慧的一個重要組成部分又是人工神經網路。人工神經網路是模擬生物神經元系統的數學模型,接受信息主要是通過神經元來進行的。首先,人工神經元利用連接強度將產生的信號擴大;然後,接收到所有與之相連的神經元輸出的加權累積;最後,將神經元與加權總和一一比較,當比閾值大時,則激活人工神經元,信號被輸送至與它連接的上一層的神經元,反之則不行。

人工神經網路的一個重要模型就是反向傳播模型(Back-Propagation Model)(簡稱BP模型)。對於一個擁有n個輸入節點、m個輸出節點的反向傳播網路,可將輸入到輸出的關系看作n維空間到m維空間的映射。由於網路中含有大量非線性節點,所以可具有高度非線性。

(一)神經網路評價法的步驟

利用神經網路對復墾潛力進行評價的目的就是對某個指標的輸入產生一個預期的評價結果,在此過程中需要對網路的連接弧權值進行不斷的調整。

(1)初始化所有連接弧的權值。為了保證網路不會出現飽和及反常的情況,一般將其設置為較小的隨機數。

(2)在網路中輸入一組訓練數據,並對網路的輸出值進行計算。

(3)對期望值與輸出值之間的偏差進行計算,再從輸出層逆向計算到第一隱含層,調整各條弧的權值,使其往減少該偏差的方向發展。

(4)重復以上幾個步驟,對訓練集中的各組訓練數據反復計算,直至二者的偏差達到能夠被認可的程度為止。

(二)人工神經網路模型的建立

(1)確定輸入層個數。根據評價對象的實際情況,輸入層的個數就是所選擇的評價指標數。

(2)確定隱含層數。通常最為理想的神經網路只具有一個隱含層,輸入的信號能夠被隱含節點分離,然後組合成新的向量,其運算快速,可讓復雜的事物簡單化,減少不必要的麻煩。

(3)確定隱含層節點數。按照經驗公式:

災害損毀土地復墾

式中:j——隱含層的個數;

n——輸入層的個數;

m——輸出層的個數。

人工神經網路模型結構如圖5-2。

圖5-2人工神經網路結構圖(據周麗暉,2004)

(三)人工神經網路的計算

輸入被評價對象的指標信息(X1,X2,X3,…,Xn),計算實際輸出值Yj

災害損毀土地復墾

比較已知輸出與計算輸出,修改K層節點的權值和閾值。

災害損毀土地復墾

式中:wij——K-1層結點j的連接權值和閾值;

η——系數(0<η<1);

Xi——結點i的輸出。

輸出結果:

Cj=yj(1-yj)(dj-yj) (5-21)

式中:yj——結點j的實際輸出值;

dj——結點j的期望輸出值。因為無法對隱含結點的輸出進行比較,可推算出:

災害損毀土地復墾

式中:Xj——結點j的實際輸出值。

它是一個輪番代替的過程,每次的迭代都將W值調整,這樣經過反復更替,直到計算輸出值與期望輸出值的偏差在允許值范圍內才能停止。

利用人工神經網路法對復墾潛力進行評價,實際上就是將土地復墾影響評價因子與復墾潛力之間的映射關系建立起來。只要選擇的網路結構合適,利用人工神經網路函數的逼近性,就能無限接近上述映射關系,所以採用人工神經網路法進行災毀土地復墾潛力評價是適宜的。

(四)人工神經網路方法的優缺點

人工神經網路方法與其他方法相比具有如下優點:

(1)它是利用最優訓練原則進行重復計算,不停地調試神經網路結構,直至得到一個相對穩定的結果。所以,採取此方法進行復墾潛力評價可以消除很多人為主觀因素,保證了復墾潛力評價結果的真實性和客觀性。

(2)得到的評價結果誤差相對較小,通過反復迭代減少系統誤差,可滿足任何精度要求。

(3)動態性好,通過增加參比樣本的數量和隨著時間不斷推移,能夠實現動態追蹤比較和更深層次的學習。

(4)它以非線性函數為基礎,與復雜的非線性動態經濟系統更貼近,能夠更加真實、更為准確地反映出災毀土地復墾潛力,比傳統評價方法更適用。

但是人工神經網路也存在一定的不足:

(1)人工神經網路演算法是採取最優化演算法,通過迭代計算對連接各神經元之間的權值不斷地調整,直到達到全局最優化。但誤差曲面相當復雜,在計算過程中一不小心就會使神經網路陷入局部最小點。

(2)誤差通過輸出層逆向傳播,隱含層越多,逆向傳播偏差在接近輸入層時就越不準確,評價效率在一定程度上也受到影響,收斂速度不及時的情況就容易出現,從而造成個別區域的復墾潛力評價結果出現偏離。

⑨ 神經網路,tansig函數和logsig函數的優缺點!

試試將訓練函數變為trainlm,這個比較快速精度也高。梯度下降法有時會出問題的。 traingdm是帶動量的梯度下降法,trainlm是指L-M優化演算法,trainscg是指量化共軛梯度法,除此之外還有traingdx、traingda等,都是權值的訓練演算法。看MATLAB結合神經網路的基礎書上都有介紹。 tansig和logsig 統稱Sigmoid函數,logsig是單極性S函數,tansig是雙極性S函數,也叫雙曲正切函數,purelin是線性函數,是節點的傳輸函數。

⑩ 最小二乘法、回歸分析法、灰色預測法、決策論、神經網路等5個演算法的使用范圍及優缺點是什麼

最小二乘法:通過最小化誤差的平方和尋找數據的最佳函數匹配。利用最小二乘法可以簡便地求得未知的數據,並使得這些求得的數據與實際數據之間誤差的平方和為最小。最小二乘法還可用於曲線擬合。其他一些優化問題也可通過最小化能量或最大化熵用最小二乘法來表達。優點:實現簡單,計算簡單。缺點:不能擬合非線性數據.
回歸分析法:指的是確定兩種或兩種以上變數間相互依賴的定量關系的一種統計分析方法。在大數據分析中,回歸分析是一種預測性的建模技術,它研究的是因變數(目標)和自變數(預測器)之間的關系。這種技術通常用於預測分析,時間序列模型以及發現變數之間的因果關系。優點:在分析多因素模型時,更加簡單和方便,不僅可以預測並求出函數,還可以自己對結果進行殘差的檢驗,檢驗模型的精度。缺點:回歸方程式只是一種推測,這影響了因子的多樣性和某些因子的不可測性,使得回歸分析在某些情況下受到限制。
灰色預測法:
色預測法是一種對含有不確定因素的系統進行預測的方法 。它通過鑒別系統因素之間發展趨勢的相異程度,即進行關聯分析,並對原始數據進行生成處理來尋找系統變動的規律,生成有較強規律性的數據序列,然後建立相應的微分方程模型,從而預測事物未來發展趨勢的狀況。它用等時間距離觀測到的反應預測對象特徵的一系列數量值構造灰色預測模型,預測未來某一時刻的特徵量,或者達到某一特徵量的時間。優點:對於不確定因素的復雜系統預測效果較好,且所需樣本數據較小。缺點:基於指數率的預測沒有考慮系統的隨機性,中長期預測精度較差。
決策樹:在已知各種情況發生概率的基礎上,通過構成決策樹來求取凈現值的期望值大於等於零的概率,評價項目風險,判斷其可行性的決策分析方法,是直觀運用概率分析的一種圖解法。由於這種決策分支畫成圖形很像一棵樹的枝幹,故稱決策樹。在機器學習中,決策樹是一個預測模型,他代表的是對象屬性與對象值之間的一種映射關系。優點:能夠處理不相關的特徵;在相對短的時間內能夠對大型數據源做出可行且效果良好的分析;計算簡單,易於理解,可解釋性強;比較適合處理有缺失屬性的樣本。缺點:忽略了數據之間的相關性;容易發生過擬合(隨機森林可以很大程度上減少過擬合);在決策樹當中,對於各類別樣本數量不一致的數據,信息增益的結果偏向於那些具有更多數值的特徵。
神經網路:優點:分類的准確度高;並行分布處理能力強,分布存儲及學習能力強,對雜訊神經有較強的魯棒性和容錯能力,能充分逼近復雜的非線性關系;具備聯想記憶的功能。缺點:神經網路需要大量的參數,如網路拓撲結構、權值和閾值的初始值;不能觀察之間的學習過程,輸出結果難以解釋,會影響到結果的可信度和可接受程度;學習時間過長,甚至可能達不到學習的目的。

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