Ứng dụng mô hình thích nghi tuyến tính cho bài toán mô hình hóa sự tăng trưởng của lá lan hồ điệp

ỦY BAN NHÂN DÂN TỈNH BÌNH DƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦ DẦU MỘT NGUYỄN TRUNG KIỆT ỨNG DỤNG MƠ HÌNH THÍCH NGHI TUYẾN TÍNH CHO BÀI TỐN MƠ HÌNH HĨA SỰ TĂNG TRƯỞNG CỦA LÁ LAN HỒ ĐIỆP CHUYÊN NGÀNH: HỆ THỐNG THÔNG TIN MÃ SỐ: 8480104 LUẬN VĂN THẠC SĨ BÌNH DƯƠNG - 2023 ỦY BAN NHÂN DÂN TỈNH BÌNH DƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦ DẦU MỘT NGUYỄN TRUNG KIỆT ỨNG DỤNG MƠ HÌNH THÍCH NGHI TUYẾN TÍNH CHO BÀI TỐN MƠ HÌNH HĨA SỰ TĂNG TRƯỞNG CỦA LÁ LAN HỒ ĐIỆP CHUYÊN NGÀNH: HỆ THỐNG THÔNG TIN MÃ SỐ: 8480104 LUẬN VĂN THẠC SĨ NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC TS HỒNG MẠNH HÀ BÌNH DƯƠNG – 2023 Lời cam đoan Tác giả luận văn xác nhận dự án nghiên cứu cá nhân mình, bắt nguồn từ nhu cầu thực tế trình học cao học, nhu cầu phân tích liệu đề xuất mơ hình thích nghi tuyến tính cho tốn tối thiểu hóa sai số cho mơ hình hóa tăng trưởng lan hồ điệp phương trình Logistic Dữ liệu sử dụng nghiên cứu lấy từ tập liệu báo nghiên cứu Chiachung Chen yếu tố ảnh hưởng đến lan hồ điệp Trong trình tìm hiểu, tác giả luận văn tham khảo nghiên cứu liên quan, tất nguồn trích dẫn dẫn nguồn cụ thể Tất nội dung kết luận văn học hỏi thực thân, chưa cơng bố cơng trình nghiên cứu khoa học báo liên quan khác Tác giả luận văn Nguyễn Trung Kiệt i Lời cảm ơn Trong q trình thực luận văn "Ứng dụng mơ hình thích nghi tuyến tính cho tốn mơ hình hóa tăng trưởng lan hồ điệp", tác giả luận văn nhận hỗ trợ dẫn đáng kể từ nhiều cá nhân tổ chức Tác giả luận văn xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến Thầy hướng dẫn tận tâm hướng dẫn chỉnh sửa nội dung giúp tác giả luận văn hoàn thiện luận văn Tác giả luận văn muốn bày tỏ lịng biết ơn đến Thầy, Cơ Viện sau Đại Học Trường Đại Học Thủ Dầu Một cung cấp ý kiến xây dựng quý báu Tác giả luận văn muốn gửi lời cảm ơn đến Ban Giám đốc Trường Đại học Thủ Dầu Một với Thầy, Cô Viện Đào tạo Sau đại học tạo điều kiện môi trường thuận lợi để tác giả luận văn thực nghiên cứu học tập tốt Tác giả luận văn Nguyễn Trung Kiệt ii Tóm tắt đề tài Đề tài tập trung vào việc áp dụng mô hình thích nghi tuyến tính để mơ hình hóa dự đốn q trình tăng trưởng lan hồ điệp Nghiên cứu lựa chọn đề tài dựa quan tâm mơ hình hóa ứng dụng thực tế nó, với thách thức việc mơ hình hóa hệ thống phức tạp Đề tài đề cập đến việc sử dụng liệu để xây dựng mơ hình thống kê mơ tả q trình phát triển lan hồ điệp Mục tiêu đề tài áp dụng thuật toán LMS (Least Mean Square) để tối thiểu hóa sai số mơ hình tổ hợp thích nghi tuyến tính, dựa phương trình Logistic Điều nhằm cải thiện độ xác việc mơ hình hóa tăng trưởng lan hồ điệp Nghiên cứu xem xét so sánh kết với nghiên cứu trước lĩnh vực tương tự để đánh giá hiệu phương pháp đề xuất Phạm vi nghiên cứu bao gồm việc tìm hiểu mơ hình hóa, phương trình Logistic mơ hình tổ hợp thích nghi tuyến tính Nghiên cứu áp dụng thuật tốn LMS với kích thước bước thay đổi để tính tốn hệ số mơ hình thực thí nghiệm để so sánh kết với nghiên cứu khác công bố Đối tượng đề tài tốn mơ hình hóa tăng trưởng lan hồ điệp phương pháp liên quan lĩnh vực iii Mục lục Trang MỞ ĐẦU ix Lý chọn đề tài Mục tiêu nghiên cứu Tổng quan nghiên cứu đề tài Đối tượng, phạm vi nghiên cứu Phạm vi nghiên cứu: Phương pháp nghiên cứu Đóng góp đề tài Cấu trúc đề tài Chương 1: Giới thiệu 1.1 Tổng quan tình hình nghiên cứu 1.2 Lý chọn đề tài 1.3 Mục tiêu nghiên cứu 1.4 Đối tượng nghiên cứu 1.5 Phạm vi nghiên cứu 1.6 Ý nghĩa đề tài Chương 2: Đề xuất áp dụng thuật tốn LMS để tối thiểu hóa sai số phương trình Logistic 2.1 Cơ sở lý thuyết 2.1.1 Phương trình tăng trưởng Logistic 2.1.2 Sai số trung bình bình phương 12 2.1.3 Thuật tốn tối thiểu hóa sai số trung bình bình phương (Least Mean Square) 13 2.2 Công nghệ 16 2.2.1 Matlab 16 Chương 3: Bộ liệu, thực nghiệm đánh giá 18 3.1 Bộ liệu 18 3.2 Thực nghiệm 18 3.2.1 Đọc liệu 19 3.2.2 Quy trình thực thuật toán LMS 20 3.3 Đánh giá 21 3.3.1 9506_HTHL_333_S1 22 iv 3.3.2 9506_HTHL_333_S2 23 3.3.3 9506_HTHL_333_S3 24 3.3.4 9506_HTHL_167_S1 26 3.3.5 9506_HTHL_167_S2 27 3.3.6 9506_HTHL_167_S3 29 3.3.7 9506_HTLL_333_S1 31 3.3.8 9506_HTLL_333_S2 32 3.3.9 9506_HTLL_333_S3 33 3.3.10 9506_HTLL_167_S1 35 3.3.11 9506_HTLL_167_S2 36 3.3.12 9506_HTLL_167_S3 38 3.3.13 9508_HTHL_333_S1 39 3.3.14 9508_HTHL_333_S2 41 3.3.15 9508_HTHL_333_S3 42 3.3.16 9508_HTHL_250_S1 44 3.3.17 9508_HTHL_250_S2 45 3.3.18 9508_HTHL_250_S3 47 3.3.19 9508_HTHL_167_S1 48 3.3.20 9508_HTHL_167_S2 50 3.3.21 9508_HTHL_167_S3 51 Kết luận 54 Kết đạt 54 Ưu điểm 55 Nhược điểm 55 Hướng phát triển 55 Tài liệu tham khảo 57 v Danh mục bảng biểu Trang Bảng 1: Số liệu dân số Mỹ giai đoạn từ năm 1970 - 1890 Bảng 1: Mẫu 9506_HTHL_333_S1 cho trọng số 22 Bảng 2: Mẫu 9506_HTHL_333_S2 cho trọng số 23 Bảng 3: Mẫu 9506_HTHL_333_S3 cho trọng số 25 Bảng 4: Mẫu 9506_HTHL_167_S1 cho trọng số 26 Bảng 5: Mẫu 9506_HTHL_167_S2 cho trọng số 28 Bảng 6: Mẫu 9506_HTHL_167_S3 cho trọng số 29 Bảng 7: Mẫu 9506_HTLL_333_S1 cho trọng số 31 Bảng 8: Mẫu 9506_HTLL_333_S2 cho trọng số 32 Bảng 9: Mẫu 9506_HTLL_333_S3 cho trọng số 34 Bảng 10: Mẫu 9506_HTLL_167_S1 cho trọng số 35 Bảng 11: Mẫu 9506_HTLL_167_S2 cho trọng số 37 Bảng 12: Mẫu 9506_HTLL_167_S3 cho trọng số 38 Bảng 14: Mẫu 9508_HTHL_333_S1 cho trọng số 40 Bảng 15: Mẫu 9508_HTHL_333_S2 cho trọng số 41 Bảng 16: Mẫu 9508_HTHL_333_S3 cho trọng số 43 Bảng 17: Mẫu 9508_HTHL_250_S1 cho trọng số 44 Bảng 18: Mẫu 9508_HTHL_250_S2 cho trọng số 46 Bảng 19: Mẫu 9508_HTHL_250_S3 cho trọng số 47 Bảng 20: Mẫu 9508_HTHL_167_S1 cho trọng số 49 Bảng 21: Mẫu 9508_HTHL_167_S2 cho trọng số 50 Bảng 22: Mẫu 9508_HTHL_167_S3 cho trọng số 52 vi Danh mục hình, đồ thị Trang Hình 1: Bảng giá trị tham số L, b x0 điệu kiện khác Hình 1: Biểu đồ tăng trưởng dân số Mỹ giai đoạn 1790 – 1840 10 Hình 2: Ước lượng tham số phương trình 11 Hình 3: Minh họa RMSE 13 Hình 4: Mơ hình tuyến tính 14 Hình 5: Matlab 17 Hình 1: 506_HTHL 18 Hình 2: 9506_HTLLL 18 Hình 3: Thư mục 9506_ht_hi 19 Hình 4: Thư mục 9506_ht_li 19 Hình Thư mục 9508_ht_hi 19 Hình 6: 9506_ht_hi 19 Hình 7: 9506_ht_li 20 Hình 8: Độ lệch dự đốn, liệu chen liệu thực tế 21 Hình 9: Mơ hình quy trình thuật tốn LMS 21 Hình 10: 9506_HTHL_333_S1 logicstic 22 Hình 11: 9506_HTHL_333_S1 error 23 Hình 12: 9506_HTHL_333_S2 logicstic 24 Hình 13: 9506_HTHL_333_S2 error 24 Hình 14: 9506_HTHL_333_3 logicstic 25 Hình 15: 9506_HTHL_333_S3 error 26 Hình 16: 9506_HTHL_167_S1 logicstic 27 Hình 17: 9506_HTHL_167_S1 error 27 Hình 18: 9506_HTHL_167_S2 logicstic 28 Hình 19: 9506_HTHL_167_S2 error 29 Hình 20: 9506_HTHL_167_S3 logicstic 30 Hình 21: 9506_HTHL_167_S3 error 30 Hình 22: 9506_HTLL_333_S1 logicstic 31 Hình 23: 9506_HTLL_333_S1 error 32 Hình 24: 9506_HTLL_333_S2 logicstic 33 Hình 25: 9506_HTLL_333_S2 error 33 Hình 26: 9506_HTLL_333_S3 logicstic 34 Hình 27: 9506_HTLL_333_S3 error 35 Hình 28: 9506_HTLL_167_S1 logicstic 36 Hình 29: 9506_HTLL_167_S1 error 36 Hình 30: 9506_HTLL_167_S2 logicstic 37 Hình 31: 9506_HTLL_167_S2 error 38 Hình 32: 9506_HTLL_167_S3 logicstic 39 Hình 33: 9506_HTLL_167_S3 error 39 Hình 34: 9508_HTLL_333_S1 logicstic 40 Hình 35: 9506_HTLL_333_S1 error 41 vii Hình 36: 9508_HTHL_333_S2 logicstic 42 Hình 37: 9508_HTLL_333_S2 error 42 Hình 38: 9508_HTHL_333_S3 logicstic 43 Hình 39: 9508_HTLL_333_S3 error 44 Hình 40: 9508_HTHL_250_S1 logicstic 45 Hình 41: 9508_HTLL_250_S1 error 45 Hình 42: 9508_HTHL_250_S2 logicstic 46 Hình 43: 9508_HTLL_250_S2 error 47 Hình 44: 9508_HTHL_250_S3 logicstic 48 Hình 45: 9508_HTLL_250_S3 error 48 Hình 46: 9508_HTHL_167_S1 logicstic 49 Hình 47: 9508_HTHL_167_S1 error 50 Hình 48: 9508_HTHL_167_S2 logicstic 51 Hình 49: 9508_HTHL_167_S2 error 51 Hình 50: 9508_HTHL_167_S3 logicstic 52 Hình 51: 9508_HTHL_167_S3 error 53 viii