Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống
1
/ 165 trang
THÔNG TIN TÀI LIỆU
Thông tin cơ bản
Định dạng
Số trang
165
Dung lượng
3,44 MB
Nội dung
I HC QUC GIA TP. H CHÍ MINH TRNG I HC BÁCH KHOA c 0 d TRNH TH XUÂN PHNG TÍCH HP CÔNG NGH THÔNG TIN A LÝ VÀ MÔ HÌNH MNG THN KINH NHÂN TO PHC V VIC QUN LÝ NGUN NC LU VC SÔNG NG NAI CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGH THÔNG TIN MÃ S NGÀNH: 01.02.10 LUN VN THC S TP. H Chí Minh, tháng 11 nm 2009 LI CM N Xin gi li cm n chân thành, sâu sc đn tt c Thy Cô trng i Hc Bách Khoa, thành ph H Chí Minh, nhng ngi đã truyn dy nhng tri thc quý báu và nhit tình giúp đ tôi trong nhng ngày tháng hc tp ti trng. Xin đc bit cm n T.S Lê Vn Dc, ging viên b môn C lu cht, khoa K thut xây dng, trng i hc Bách Khoa, đã tn tình hng dn và khích l, đng viên tôi trong quá trình thc hin lun vn. Nhng kin thc, kinh nghim quý báu và tình cm yêu mn, tn tâm ca Thy đã giúp tôi có đc đ kin thc và ngh lc đ đi ht quãng đng này. Xin cm n gia đình và bè bn, nhng ngi đã luôn bên tôi, tip thêm cho tôi nim tin và sc mnh đ vng bc trên con đng mình đã chn… Mc dù đã có nhiu c gng trong vic thc hin lun vn nhng vi thi gian có hn và kin thc, kinh nghim tích ly ca bn thân còn nhiu hn ch cho nên không th tránh khi sai sót, rt mong nhn đc ý kin đóng góp ca quý Thy Cô và các bn. Xin chân thành cm n. TPHCM, ngày 30 tháng 11 nm 2009 Hc viên Trnh Th Xuân Phng MC LC DANH MC HÌNH DANH MC BNG ABSTRACT TÓM TT CHNG 1: GII THIU 1 1.1 Gii thiu chung 1 1.2 Mc tiêu nghiên cu ca lun vn 3 1.3 Kt qu đt đc 4 CHNG 2: CÁC CÔNG TRÌNH LIÊN QUAN 5 2.1 Áp dng ANN trong lnh vc qun lý ngun nc 5 2.2 ng dng ca GIS vào lnh vc qun lý tài nguyên nc 6 2.3 Tích hp ANN và GIS trong lnh vc qun lý ngun nc 7 CHNG 3: C S LÝ THUYT 8 3.1 Mng thn kinh nhân to…… 8 3.1.1 nh ngha 8 3.1.2 Kin trúc ca mô hình ANN 8 3.1.3 Quá trình hc ca ANN 9 3.1.4 Phân loi ANN 10 3.1.4.1 Các tiêu chí phân loi ANN 10 a. Kiu hc: Kiu hc ca mng gm có ba dng chính: 10 b. Loi hàm truyn đc dùng ti các nút ca mng 11 c. Loi quy tc hc đc áp dng đ tìm ra tp trng s ti u 14 d. Mô hình kt ni ca mng 16 3.1.4.2 Mt s dng ANN tiêu biu 17 a. Mng hng ti 17 b. Mng hi quy 19 c. Mng hàm c s bán kính 20 d. Bn đ t t chc 21 e. Mng nron ngu nhiên 22 f. Mng nron modul hóa 22 3.1.5 u khuyt đim ca ANN 23 3.2 H thng thông tin đa lý 24 3.2.1 Gii thiu 24 3.2.2 Các thành phn ca mt h thng thông tin đa lý 24 3.2.3 Mô hình hóa th gii thc vi GIS 25 3.2.3.1 Mô hình d liu không gian 26 3.2.3.2 Mô hình d liu thuc tính 34 3.2.4 Các chc nng ca h thng thông tin đa lý 35 a. Chc nng đo đc 35 b. Chc nng hi đáp tìm kim và hin th thông tin tìm kim 36 c. Chc nng hiu chnh, bin đi bn đ 36 d. Chc nng to lp, khái quát bn đ 36 e. Các chc nng to vùng bao 37 f. Chc nng phân tích đa hình 37 g. Chc nng ni suy 37 3.2.5 Các ng dng ca h thng thông tin đa lý 38 a. Nghiên cu qun lý tài nguyên thiên nhiên và môi trng 38 b. Nghiên cu điu kin kinh t - xã hi 38 c. Nghiên cu h tr các chng trình quy hoch phát trin 38 3.3 Qun lý ngun nc theo lu vc sông 39 3.3.1 Tài nguyên nc 39 3.3.2 Qun lý ngun nc theo lu vc sông 42 3.3.3 Các khái nim và thông s đc trng 44 3.3.3.1 Các khái nim c bn 44 3.3.3.2 Các thông s đc trng 47 a. Các thông s v sông 47 b. Các thông s v lu vc sông 50 c. Các thông s biu th dòng chy 52 d. Các đ th biu din dòng chy 54 CHNG 4: GII QUYT VN THC T 56 4.1 Gii thiu v DongNai_RiverBasin_GIS 56 4.1.1 c đim đa lý – thy vn ca lu vc sông ng Nai 56 4.1.2 Chng trình DongNai_RiverBasin_GIS 58 4.2 Gii thiu v chng trình ANN 104 4.2.1 Giao din chng trình ANN 105 4.2.2 C s hot đng 107 4.2.3 Lu đ chng trình 112 4.2.4 S dng chng trình 115 4.2.5 Báo cáo kt qu thc hin chng trình ANN 145 CHNG 5: KT LUN VÀ HNG PHÁT TRIN 148 5.1 Kt lun 148 5.2 Hng phát trin lun vn 150 TÀI LIU THAM KHO 151 DANH MC HÌNH Hình 3. 1 Quá trình tính toán ti mt nron 11 Hình 3. 2 Hình dng hàm step 12 Hình 3. 3 Hình dng hàm sign 13 Hình 3. 4 Hình dng hàm sigmod 13 Hình 3. 5 Mô hình Perceptron đn gin 17 Hình 3. 6 Mô hình Perceptron đa tng 18 Hình 3. 7 Mô hình mng lan truyn ngc 18 Hình 3. 8 Mô hình ANN theo kiu mng đ quy 19 Hình 3. 9 Mô hình mng Hopfield 20 Hình 3. 10 Mng hàm c s bán kính 21 Hình 3. 11 Mô hình bn đ t điu chnh Kohonen 22 Hình 3. 12 Các thành phn ca GIS 24 Hình 3. 13 Mô hình hóa th gii thc 26 Hình 3. 14 Mô hình d liu Raster 27 Hình 3. 15 Mô hình d liu vector 29 Hình 3. 16 ng đng mc 32 Hình 3. 17 Mô hình đ cao s DEM 33 Hình 3. 18 Mng các tam giác không đu 33 Hình 3. 19 Mô hình TIN t các đng đng mc 34 Hình 3. 20 Mt ct dc sông à 49 Hình 3. 21 Mt ct ngang sông 50 Hình 4. 1: Lu vc sông ng Nai 57 Hình 4. 2: Giao din chng trình DongNai_RiverBasin_GIS 59 Hình 4. 3: H thng trình đn 59 Hình 4. 4: H thng nút nhn 60 Hình 4. 5: Tìm kim đi tng 61 Hình 4. 6: Xem và chnh sa thông tin bng thuc tính 62 Hình 4. 7: Xem và chnh sa d liu thuc tính 63 Hình 4. 8: Nhp d liu đo lng cho các trm thy vn 64 Hình 4. 9: Nhp d liu đo lng t tp tin Excel 64 Hình 4. 10: Xem d liu đo ca các trm thy vn 65 Hình 4. 11: V đ th 66 Hình 4. 12: H thng công c 66 Hình 4. 13: Thao tác trên tng đi tng đc chn t view 67 Hình 4. 14: Vùng hành chính cp tnh 69 Hình 4. 15: Vùng hành chính cp huyn 71 Hình 4. 16: Trung tâm hành chính 73 Hình 4. 17: ng giao thông 75 Hình 4. 18: im dân c 77 Hình 4. 19: Khu đô th 79 Hình 4. 20: Sông sui 81 Hình 4. 21: Ao h 83 Hình 4. 22: Lu vc sông 86 Hình 4. 23: Nhà máy thy đin 88 Hình 4. 24: Các trm thy vn 90 Hình 4. 25: Mt ct ngang sông 96 Hình 4. 26: on sông 99 Hình 4. 27: Nút sông 101 Hình 4. 28: Chng trình ANN – Chc nng hun luyn mng 105 Hình 4. 29: Chng trình ANN – Chc nng kim tra mng 106 Hình 4. 30: Chng trình ANN – Chc nng d báo mng 106 Hình 4. 31: Giao din chính ca chng trình ANN 117 Hình 4. 32: Chng trình con "To d liu" 118 Hình 4. 33: Chn trm đích t giao din GIS 119 Hình 4. 34: Bt đu chn danh sách trm ngun 119 Hình 4. 35: Chn danh sách trm ngun t giao din GIS 120 Hình 4. 36: Chnh sa hàm quan h gia các trm ngun - đích 120 Hình 4. 37: Thit lp cu trúc mng ANN 121 Hình 4. 38: Lu tp tin nhp hun luyn mng 121 Hình 4. 39: Hp thoi m tp tin nhp hun luyn 122 Hình 4. 40: c thông tin t tp tin nhp hun luyn 123 Hình 4. 41: Kt qu hun luyn mng – Trng hp 1 123 Hình 4. 42: th kt qu hun luyn mng – Trng hp 1 124 Hình 4. 43: To tp tin nhp kim tra mng 125 Hình 4. 44: Lu tp tin nhp kim tra mng 126 Hình 4. 45: T đng to tên tp tin xut kim tra mng 126 Hình 4. 46: Kt qu kim tra mng – Trng hp 1 127 Hình 4. 47: th kt qu kim tra mng – Trng hp 1 127 Hình 4. 48: Kt qu hun luyn mng – Trng hp 2 128 Hình 4. 49: th kt qu hun luyn mng- Trng hp 2 129 Hình 4. 50: Kt qu kim tra mng - Trng hp 2 129 Hình 4. 51: th kt qu kim tra mng - Trng hp 2 130 Hình 4. 52: Kt qu hun luyn mng - Trng hp 3 131 Hình 4. 53: th kt qu hun luyn mng - Trng hp 3 131 Hình 4. 54: Kt qu kim tra mng - Trng hp 3 132 Hình 4. 55: th kt qu kim tra mng - Trng hp 3 132 Hình 4. 56: Kt qu hun luyn mng - Trng hp 4 133 Hình 4. 57: th kt qu hun luyn mng - Trng hp 4 134 Hình 4. 58: Kt qu kim tra mng - Trng hp 4 134 Hình 4. 59: th kt qu kim tra mng - Trng hp 4 135 Hình 4. 60: Kt qu hun luyn mng - Trng hp 5 136 Hình 4. 61: th kt qu hun luyn mng - Trng hp 5 136 Hình 4. 62: Kt qu kim tra mng - Trng hp 5 137 Hình 4. 63: th kt qu kim tra mng - Trng hp 5 137 Hình 4. 64: Kt qu hun luyn mng - Trng hp 6 138 Hình 4. 65: th kt qu hun luyn mng - Trng hp 6 139 Hình 4. 66: Kt qu kim tra mng - Trng hp 6 139 Hình 4. 67: th kt qu kim tra mng - Trng hp 6 140 Hình 4. 68: Kt qu hun luyn mng - Trng hp 7 141 Hình 4. 69: th kt qu hun luyn mng - Trng hp 7 141 Hình 4. 70: Kt qu kim tra mng - Trng hp 7 142 Hình 4. 71: th kt qu kim tra mng - Trng hp 7 142 Hình 4. 72: Kt qu hun luyn mng - Trng hp 8 143 Hình 4. 73: th kt qu hun luyn mng - Trng hp 8 144 Hình 4. 74: Kt qu kim tra mng - Trng hp 8 144 Hình 4. 75: th kt qu kim tra mng - Trng hp 8 145 Hình 4. 76: Xem kt qu thc hin chng trình ANN 146 Hình 4. 77: Sp xp d liu 146 DANH MC BNG Bng 4. 1: Vùng hành chính cp tnh 70 Bng 4. 2: Vùng hành chính cp huyn 72 Bng 4. 3: Trung tâm hành chính 74 Bng 4. 4: ng giao thông 76 Bng 4. 5: im dân c 78 Bng 4. 6: Khu đô th 80 Bng 4. 7: Sông sui 82 Bng 4. 8: Ao h 84 Bng 4. 9: Lu vc sông 87 Bng 4. 10: Nhà máy thy đin 89 Bng 4. 11: Các trm thy vn 91 Bng 4. 12: Cu trúc bng d liu Gi 93 Bng 4. 13: Cu trúc bng d liu Ngày 94 Bng 4. 14: Cu trúc bng d liu Tháng 95 Bng 4. 15: Mt ct ngang sông 97 Bng 4. 16: on sông 100 Bng 4. 17: Nút sông 102 Bng 4. 18: Các nút chc nng trong chng trình ANN 107 Bng 4. 19: Quy c v đuôi m rng ca các tp tin 108 Bng 4. 20: Các trng hp hun luyn mng ANN 116 [...]... trong quy trình qu n lý ngu n n GIS tr nên có giá tr h n cho ng i dùng khi u vào cho c và nh ng thông tin có a ra các quy t nh c Lu n v n t t nghi p cao h c CH NG 1 GI I THI U 1.1 Gi i thi u chung c là m t tài nguyên quan tr ng, quy t nh n s t n t i và phát tri n c a t Qua quá trình tu n hoàn, n c c tái t o l i cu c s ng c a các sinh v t, trong ó có c con ng i s ng trên trái Vi t Nam có ngu n tài nguyên. .. tài nguyên n c, nh m nâng u ph i và gi i quy t t t các mâu thu n trong khai thác c gi a các vùng, các khu v c th ng h l u c a l u v c c có m i liên quan m t thi t v i s d ng giúp cho s d ng và b o v t t h n tài nguyên ng tiêu c c c a các ho t i t i tài nguyên và môi tr c m t cách hi u qu , nh s 120/2008/N -CP v qu n lý n h sinh thái l u v c Cho nên qu n lý n gi m nh các tác c… c ta hi n nay Bên c nh các... h nh ngh a m t cách rõ ràng Chính vì th , vi c d ng các công c truy n th ng, các mô hình ý ni m ngo i suy giá tr các bi n và ng l n mô ph ng các quá trình, a ra các giá tr d báo trong m t s tr không hi u qu Và mô hình ANN ã khi n cho v n ng h p là gi ây tr nên kh thi ã có t nhi u các nghiên c u v vi c áp d ng mô hình ANN mô ph ng cho các quá trình th y v n ph c t p, ph c v cho công tác qu n lý ngu... p cao h c CH NG 2 CÁC CÔNG TRÌNH LIÊN QUAN 2.1 Áp d ng ANN trong l nh v c qu n lý ngu n n Qu n lý ngu n n hình hóa c các hi n t c c là l nh v c vô cùng ph c t p Chính b i vì có th mô ng, các quá trình th y v n thì c n ph i bi t m t l các thông tin liên quan v i nhau, c v không gian l n th i gian cho các nhà th y v n h c khi s l a các ti n trình ôi khi r t khó ây là thách th c ng các tham s liên quan... này l p i l p l i cho t i khi không có s thay i nào trên các tr ng s ho c s l n l p t ng ng quy nh d Mô hình k t n i c a m ng Mô hình k t n i, hay c u trúc m ng, là cách mà các n ron nhau Chúng có th c k t n i v i nhau theo ki u h ck tn iv i ng t i, ki u h i quy, ki u i ng… Có r t nhi u cách k t n i khác nhau c a các n ron trong m t m ng n ron nhân t o Ph n sau s trình bày rõ h n v mô hình k t n i trong... th ng các tr m quan tr c, ng phân th y, nhà máy th y Các l p thông tin này óng vai trò là các b n n n mô t v nh ng khía c nh khác nhau c a l u v c sông vi c có ng Nai Thông qua giao di n chính c a ch c cái nhìn toàn c nh v l u v c sông a ch n ra các l p thông tin c n thi t ng Nai, t ây ng n… ng trình, ngoài i dùng có th ph c v cho các m c ích qu n lý ngu n c khác nhau Xây d ng xong ch Ch ng trình ANN... truy n và quy t c h c c th ã t o nên r t nhi u ki u m ng ANN khác nhau Sau ây s trình bày m t s d ng ANN tiêu bi u: a ng h ng h ng t i là m ng n ron ng này, các nút th ng t i c t ch c d u tiên và c xem là n gi n nh t i d ng các t ng và thông tin ch di chuy n theo ng duy nh t, t các nút nh p, qua các nút trong t ng n (n u có) và nút xu t M t n các u quan tr ng là gi a các nút trong m t t ng không có k t... liên l c v i nhau theo các k t n i có h th k t n i v i chính mình (tính ng và m ng còn cho phép m t nút có quy) Cách t ch c này tuy có tính linh nh ng bù l i mô hình m ng tr nên ph c t p và khó u khi n trong tr ng nút trong m ng l n Hình sau minh h a m t mô hình m ng Hình 3 8 Mô hình ANN theo ki u m ng ng cao ng h p s quy: quy M t s m ng c th thu c d ng h i quy nh : m ng h i quy n gi n (Simple recurrent... h c c a m ng n ron c th c hi n qua các b c sau: i t ng m u trong t p hu n luy n, giá tr c a các bi n nh p c a vào ng qua các nút nh p Các nút nh p g i giá tr này Các nút nh n hi n ba b n cho t t c các nút khác có n i k t v i nó c giá tr g i t i t các k t n i v i tr ng s khác nhau s th c c sau: u tiên, m t hàm nh n c s d ng c và tr ng s c a k t n i t c ng d n t t c các tích gi a giá tr ng ng Hàm này... 1940, n nay ã có r t nhi u ki u m ng c hình thành và phát tri n Vi c phân lo i các mô hình ANN có th d a trên m t s tiêu chí sau: a Ki u h c: Ki u h c c a m ng g m có ba d ng chính: c có giám sát: ki u h c này, m i m u trong t p hu n luy n là m t g m có các giá tr ngu n ích a vào m ng hu n luy n và các giá tr làm c s so sánh v i k t qu mà ANN tính nh ng Ki u h c này u ch nh c n thi t c, t ó có tìm b tr . cy đ có th s dng làm d liu đu vào cho các mô hình khác trong quy trình qun lý ngun nc và nhng thông tin có đc t GIS tr nên có giá tr hn cho ngi dùng khi đa ra các quy t đnh. Lun. đó có hot đng qun lý tng hp tài nguyên nc, nhm nâng cao hiu qu s dng nc, điu phi và gii quy t tt các mâu thun trong khai thác và s dng tài nguyên nc gia các vùng, các. lý và quy hoch s dng, khai thác các ngun tài nguyên mt cách bn vng và hp lý. Riêng trong lnh vc qun lý tài nguyên nc, trên th gii cng nh ti Vit Nam đã có nhng công trình nghiên