[发明专利]基于投影寻踪和Z型函数的海上军事活动海洋环境影响评估方法

摘要

本发明提出一种基于投影寻踪和Z型函数的海上军事活动海洋环境影响评估方法，具体步骤为：1.对影响军事活动安全的海洋环境要素指标进行标准化处理；2.基于投影寻踪技术对标准化的指标序列进行降维处理；3.确定投影向量；4.建立海洋环境影响军事活动安全度与投影值的Z型函数评估模型；5.建立非线性最优化模型估计Z型函数参数；6.验证新方法的有效性。本发明由投影寻踪技术和Z型函数耦合得到一个复杂的非线性评估模型，模型参数均由观测数据确定，具有较强的客观性，提高了海上军事活动安全的环境影响评估的精度。新模型对数据量没有要求，具有广泛的适应性和实用性。

主权项

一种基于投影寻踪和Z型函数的海上军事活动海洋环境影响评估方法，其特征在于它包括步骤：步骤1：对影响军事活动安全的海洋环境要素指标进行标准化处理：其中成本型指标是指指标数值越小越好的指标，效益型指标是指数值越大越好的指标，a(i,j)表示第j个指标在i种情形下的值，为标准化前的原始指标值，b(i,j)为标准化后的指标值，i＝1,2,…,m，j＝1,2,…,n，m和n分别为样本容量和指标个数；步骤2：基于投影寻踪技术对标准化的指标序列进行降维处理，具体来说包括步骤：步骤2.1：根据投影寻踪的基本思想，构建降维函数：其中a＝{a(1),a(2),…,a(n)}为投影方向；步骤2.2：根据投影准则构建投影指标函数：Q(a)＝S_x|R_xy|其中$S_x={\{\underset{i=1}{\overset{m}{\Σ}}{\[x\left(i\right)-\stackrel{\‾}{x}\]}^2/(m-1)\}}^{0.5},R_{xy}=\frac{\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}\[x\left(i\right)-\stackrel{\‾}{x}\]\[y\left(i\right)-\stackrel{\‾}{y}\]}{{\left\{\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{\[x\left(i\right)-\stackrel{\‾}{x}\]}^2\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{\[y\left(i\right)-\stackrel{\‾}{y}\]}^2\right\}}^{0.5}},$y(i)为安全度实测值；步骤2.3：优化投影指标函数估计最佳投影方向:max Q(a)＝S_x|R_xy|$\begin{array}{cc}s.t& \underset{j=1}{\overset{n}{\Σ}}{a}^2\left(j\right)=1\end{array};$步骤3：确定投影向量。将最佳投影方向a并代入步骤2.1中的降维函数即得到投影向量(x(1),x(2),…,x(m))；步骤4：根据高等数学中相关理论建立海洋环境影响军事活动安全度与投影值x的Z型函数评估模型；$R=\left\{\begin{array}{cc}1& x\≤b\\ 1-2{\left(\frac{x-b}{d-b}\right)}^2& b\<x\≤\frac{b+d}{2}\\ 2{\left(\frac{x-d}{d-b}\right)}^2& \frac{d+b}{2}\<x\≤d\\ 0& d\<x\end{array}\right.$其中b和d为待定参数；步骤5：建立非线性最优化模型估计Z型函数参数；非线性最优化模型为：$\begin{array}{cc}\min & F(b,d)=\underset{i=1}{\overset{p}{\Σ}}{\left(R\right(i)-y(i\left)\right)}^2\end{array}$其中R(i)为第i个样本的军事活动安全度计算值，p为选取的样本个数且p＜m；步骤6：根据专著《海洋环境特征诊断与海上军事活动风险评估》第332页中表7.12的数据资料验证新模型的有效性，见表1，表1海上军事活动的大气‑海洋环境风险评估试验样本