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基于遗传编程的符号回归在化学和材料研究中的应用与展望
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作者 田嘉欣 李浩源 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第S01期268-274,共7页
化学和材料学科的理论进步可以促进化学反应设计、材料合成和工艺条件优化。目前,在许多前沿领域的复杂问题中,传统自底向上的推导理论面临诸多挑战,而基于遗传编程的符号回归方法在挖掘数据关系方面展示了独特的优势,为解决复杂问题提... 化学和材料学科的理论进步可以促进化学反应设计、材料合成和工艺条件优化。目前,在许多前沿领域的复杂问题中,传统自底向上的推导理论面临诸多挑战,而基于遗传编程的符号回归方法在挖掘数据关系方面展示了独特的优势,为解决复杂问题提供了新的思路。本文主要综述了基于遗传编程的符号回归方法的原理、优势及局限性,讨论了其近年来的发展趋势,整理了简单易用的遗传编程工具,进而阐述了该方法在化学与材料领域的代表性应用,最后对遗传编程在材料与化学领域的未来发展方向进行了展望。 展开更多
关键词 可解释机器学习模型 符号回归 遗传编程 性质预测 工艺条件优化
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基于种群年龄分层模型的线性遗传编程算法 被引量:1
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作者 曹波 蒋宗礼 张津丽 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第4期610-616,共7页
针对常规线性遗传编程算法易发生早熟收敛与膨胀的不足,提出了一种改进的线性遗传编程算法——种群年龄分层模型的线性遗传编程算法。算法采用种群年龄分层模型对种群进行分层提高种群的整体多样性,并进一步采用双层锦标赛提高各分层子... 针对常规线性遗传编程算法易发生早熟收敛与膨胀的不足,提出了一种改进的线性遗传编程算法——种群年龄分层模型的线性遗传编程算法。算法采用种群年龄分层模型对种群进行分层提高种群的整体多样性,并进一步采用双层锦标赛提高各分层子种群局部的多样性,以种群多样性的提高减少算法早熟收敛的发生频率;算法采用种群分层的方法限制长度较长个体的数量,从而减轻种群的膨胀程度。在5个符号回归基准函数进行测试的结果表明,所提方法能够有效减少早熟收敛的发生频率,同时有效控制种群的膨胀程度。 展开更多
关键词 早熟收敛 过拟合 多样性 膨胀 双层锦标赛 线性遗传编程算法 遗传编程算法 种群年龄分层模型
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基于遗传编程和支持向量机的故障诊断模型 被引量:19
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作者 李良敏 屈梁生 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第3期239-242,共4页
提出了一种基于遗传编程和支持向量机的故障诊断模型.该模型利用遗传编程对传统的时域指标进行特征选择和提取,得到更能反映信号本质的特征,与其他特征组合后作为识别特征输入多类支持向量机,实现了对机器不同类型故障的识别.实验结果表... 提出了一种基于遗传编程和支持向量机的故障诊断模型.该模型利用遗传编程对传统的时域指标进行特征选择和提取,得到更能反映信号本质的特征,与其他特征组合后作为识别特征输入多类支持向量机,实现了对机器不同类型故障的识别.实验结果表明,同传统时域指标相比,经过遗传编程选择和提取的特征对轴承的故障具有更好的识别能力,进而提高了多类支持向量机的分类准确性. 展开更多
关键词 故障诊断 支持向量机 遗传编程 滚动轴承
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遗传编程在无量纲指标构建中的应用 被引量:15
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作者 李良敏 屈梁生 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第7期736-739,共4页
为克服传统无量纲指标构建方式的缺点 ,将遗传编程引入于无量纲指标的构建中 ,通过对原始参数重新组合优化 ,从而形成新的指标 ,并根据分类效果直接进行选择 ,最终获得了最佳参数 .该方法克服了传统方式的盲目性 ,简便易行 ,同时将获得... 为克服传统无量纲指标构建方式的缺点 ,将遗传编程引入于无量纲指标的构建中 ,通过对原始参数重新组合优化 ,从而形成新的指标 ,并根据分类效果直接进行选择 ,最终获得了最佳参数 .该方法克服了传统方式的盲目性 ,简便易行 ,同时将获得的优化指标应用于滚动轴承状态识别中 ,得到了良好的识别效果 . 展开更多
关键词 无量纲指标 遗传编程 故障诊断 滚动轴承 构造方式 状态识别
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基于遗传编程判别函数法在电力变压器绝缘故障诊断中的应用 被引量:5
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作者 章政 肖登明 刘奕路 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第4期558-562,共5页
基于遗传编程(GP),提出了一种用于电力变压器绝缘故障诊断的判别函数法.该方法结合变压器油中溶解气体含量,利用GP算法的树状结构特点和模拟自然进化理论的全局寻优机制,自动从训练样本中学习到代表输入特征向量与对应故障类型之间关系... 基于遗传编程(GP),提出了一种用于电力变压器绝缘故障诊断的判别函数法.该方法结合变压器油中溶解气体含量,利用GP算法的树状结构特点和模拟自然进化理论的全局寻优机制,自动从训练样本中学习到代表输入特征向量与对应故障类型之间关系的判别函数,以函数值的正负表示不同的故障类别.为了验证该方法的有效性,建立了变压器分层故障诊断模型,采用多个判别函数的方式逐步判别变压器绝缘故障的类型.与常规的三比值法、BP神经网络方法相比较表明,该方法提高了变压器绝缘故障诊断的正确率,具有良好的诊断效果. 展开更多
关键词 油中溶解气体分析 电力变压器 绝缘故障诊断 遗传编程 判别函数
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基于遗传编程的无量纲指标在行星齿轮箱故障诊断中的应用 被引量:4
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作者 胥永刚 马伟峰 +1 位作者 马朝永 付胜 《噪声与振动控制》 CSCD 2017年第4期175-179,共5页
针对传统的信号处理方法较难获取行星齿轮箱故障特征和有量纲指标在变工况情况下诊断失效的问题,提出将无量纲指标应用于行星齿轮箱故障诊断的方法。首先分别计算行星齿轮箱在不同故障模式下振动信号的七个无量纲指标,然后用遗传编程的... 针对传统的信号处理方法较难获取行星齿轮箱故障特征和有量纲指标在变工况情况下诊断失效的问题,提出将无量纲指标应用于行星齿轮箱故障诊断的方法。首先分别计算行星齿轮箱在不同故障模式下振动信号的七个无量纲指标,然后用遗传编程的方法构建新的复合诊断指标,最后将该复合诊断指标在变载荷、变转速工况下对不同的故障模式进行区分。实验结果表明,该方法可以识别行星齿轮箱在不同工况下的故障状态,验证了其有效性。 展开更多
关键词 振动与波 行星齿轮箱 遗传编程 无量纲指标 复合诊断指标 模式识别
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用遗传编程方法提取和优化机械故障的声音特征 被引量:6
7
作者 王锋 屈梁生 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第12期1307-1310,共4页
为了弥补单一特征在机械故障特征识别中的不足,引进遗传编程方法对单一特征重新优化,构建复合特征.利用声音信号的复合特征实现滚动轴承的状态识别,取得了良好效果;进一步尝试利用信息融合思想,融合机器声音和振动两种信号的单一特征,... 为了弥补单一特征在机械故障特征识别中的不足,引进遗传编程方法对单一特征重新优化,构建复合特征.利用声音信号的复合特征实现滚动轴承的状态识别,取得了良好效果;进一步尝试利用信息融合思想,融合机器声音和振动两种信号的单一特征,再利用遗传编程得到新的复合特征,其识别效果比单独使用声音信号复合特征更好,并且缩短了遗传编程的搜索时间. 展开更多
关键词 遗传编程方法 机械故障 声音特征 故障诊断 信息融合 模式识别 特征提取
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基于遗传编程的线性鉴别分析及其在故障诊断中的应用 被引量:2
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作者 骆广琦 宋文艳 马晓锋 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第3期363-367,共5页
针对线性鉴别分析在提取非线性特征时不能取得很好效果的问题,提出了基于遗传编程的线性鉴别分析方法。首先利用遗传编程对传统的时域指标进行特征提取,得到更能反映信号本质的复合指标,然后通过线性鉴别分析提取最佳特征向量,作为识别... 针对线性鉴别分析在提取非线性特征时不能取得很好效果的问题,提出了基于遗传编程的线性鉴别分析方法。首先利用遗传编程对传统的时域指标进行特征提取,得到更能反映信号本质的复合指标,然后通过线性鉴别分析提取最佳特征向量,作为识别特征输入多类支持向量机,实现了对机器不同类型故障的识别。实验表明,经过基于遗传编程的线性鉴别分析提取的特征对轴承的故障具有很好的识别能力,进而提高了多类支持向量机的分类准确性。 展开更多
关键词 故障诊断 特征提取 支持向量机 遗传编程 线性鉴别分析
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遗传编程的软件工程设计策略 被引量:2
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作者 刘健勤 魏敏洁 蔡自兴 《中南工业大学学报》 CSCD 北大核心 1999年第5期537-540,共4页
提出了一种基于软件工程的遗传编程(GP)分析方法,主要通过广义框架和结构分析的方式,阐述了软件文档工作环节的设计策略,在分析GP算法特点的基础上对其操作过程进行了相应的讨论.
关键词 遗传编程 软件工程 人工生命 设计策略
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基于谓词逻辑和约束网络结构的遗传编程方法 被引量:1
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作者 刘健勤 魏敏洁 +1 位作者 刘其兴 蔡自兴 《中南工业大学学报》 CSCD 北大核心 1997年第5期482-485,共4页
提出了一种新的谓词型遗传编程方法,该方法包括:待求解问题论域的函数空间约束、遗传算子的谓词逻辑表达、谓词结构推理下数值参数空间的混沌式遍历及发生机制以及非线性方式下自适应进化和非监督学习的综合。整个过程是在约束网络的基... 提出了一种新的谓词型遗传编程方法,该方法包括:待求解问题论域的函数空间约束、遗传算子的谓词逻辑表达、谓词结构推理下数值参数空间的混沌式遍历及发生机制以及非线性方式下自适应进化和非监督学习的综合。整个过程是在约束网络的基础上,以谓词逻辑表达机制为核心实现的函数结点集合约束下的数值型进化计算过程。该方法可被认为是对现有遗传编程技术的改进,克服了LISP型及其C仿真型遗传编程算法在各种表示手段方面的缺陷,提高了计算效率,在系统辨识中的应用实验表明了是有效和实用的。 展开更多
关键词 遗传编程 谓词逻辑 进化计算 约束网络结构
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基于遗传编程的变速器行星传动方案进化设计 被引量:2
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作者 华尔天 何志国 +2 位作者 沈永康 陈万前 汤守伟 《高技术通讯》 CAS 2022年第2期208-218,共11页
自动变速器(AT)正向着高速、高功率密度、多挡化发展,其可行的理论传动方案数以指数函数形式增加,方案的综合及寻优变得极为困难。针对这一问题,本文结合进化设计理论,提出基于遗传编程的变速器行星传动方案进化设计方法,包括行星传动... 自动变速器(AT)正向着高速、高功率密度、多挡化发展,其可行的理论传动方案数以指数函数形式增加,方案的综合及寻优变得极为困难。针对这一问题,本文结合进化设计理论,提出基于遗传编程的变速器行星传动方案进化设计方法,包括行星传动方案树型编码规则、种群初始化、基于信息公理的适应度评价、遗传操作等关键技术。在此基础上构建了原型系统,该系统包括设计知识库、设计模块、进化结果选择与转化3个模块,在实现设计流程的同时还具有机械干涉检测、挡位分析等功能,在一定程度上实现了智能设计。通过对比分析和实例应用,证实了该原型系统的有效性、合理性。 展开更多
关键词 行星传动方案 进化设计 遗传编程(GP) 适应度评价 原型系统
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基于遗传编程的技术分析在股票市场预测中的建模与应用 被引量:2
12
作者 尚朝辉 甄九州 《首都经济贸易大学学报》 北大核心 2014年第2期28-35,共8页
现如今大量实证研究通过使用人工智能技术来增强技术分析在股票市场的预测能力。本文构建了基于遗传编程理论的股票技术交易模型,通过使用五个世界股票指数、五支英国股票以及五支中国股票不同时长的历史数据进行的实验表明,该模型的盈... 现如今大量实证研究通过使用人工智能技术来增强技术分析在股票市场的预测能力。本文构建了基于遗传编程理论的股票技术交易模型,通过使用五个世界股票指数、五支英国股票以及五支中国股票不同时长的历史数据进行的实验表明,该模型的盈利能力较基本的技术指标均有提高,并能战胜"买入-持有"策略。 展开更多
关键词 股票市场 技术分析 遗传编程 移动视窗技术
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基于遗传编程算法的股票市场量价关系研究 被引量:1
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作者 邱兆祥 庹忠梁 《金融理论与实践》 北大核心 2017年第1期10-16,共7页
采用核密度加权局域均值函数估计的方法获取非预期交易量信息,并采用遗传编程的方法,寻找股票价格与交易量之间的函数关系式。研究表明,传统的线性与二次型量价关系表达式可能会导致本质上的错误,两者的函数关系复杂且因市场规模、市场... 采用核密度加权局域均值函数估计的方法获取非预期交易量信息,并采用遗传编程的方法,寻找股票价格与交易量之间的函数关系式。研究表明,传统的线性与二次型量价关系表达式可能会导致本质上的错误,两者的函数关系复杂且因市场规模、市场行情的不同而不同。然而同时剔除预期交易量和预期收益率信号后,两者的非预期信号呈现明显的负线性相关性,这种相关性不受市场规模或行情的影响。 展开更多
关键词 量价关系 核密度估计 遗传编程 股票市场
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遗传编程在降雨径流模拟中的应用研究
14
作者 张翔 刘妮娜 +1 位作者 尹雄锐 阮燕云 《水电能源科学》 2008年第5期4-6,26,共4页
针对降雨径流过程的复杂性,介绍了遗传编程的基本原理和方法,建立了王家厂水库流域不同输入变量情况下基于遗传编程的降雨径流模拟模型,讨论了遗传编程符号集和终止集对模拟精度的影响。结果表明,遗传编程可用于降雨径流模拟并可给出明... 针对降雨径流过程的复杂性,介绍了遗传编程的基本原理和方法,建立了王家厂水库流域不同输入变量情况下基于遗传编程的降雨径流模拟模型,讨论了遗传编程符号集和终止集对模拟精度的影响。结果表明,遗传编程可用于降雨径流模拟并可给出明确的降雨径流关系式,便于理解复杂的降雨径流过程。 展开更多
关键词 降雨径流模拟 模拟精度 遗传编程 遗传算法
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遗传编程在低浓打浆过程建模中的应用
15
作者 张政江 《中国造纸学报》 CAS CSCD 北大核心 2010年第1期86-89,共4页
遗传编程是一种具有自动选择输入变量、自动确定模型结构特性的新的建模方法。在分析了遗传编程进化速度慢的原因后,采用新的适应值调整方法,改善了进化速度。将该方法用于低浓打浆过程的动态建模的结果显示,依此建立的模型能较好地反... 遗传编程是一种具有自动选择输入变量、自动确定模型结构特性的新的建模方法。在分析了遗传编程进化速度慢的原因后,采用新的适应值调整方法,改善了进化速度。将该方法用于低浓打浆过程的动态建模的结果显示,依此建立的模型能较好地反映打浆过程的动态特性。 展开更多
关键词 动态模型 打浆过程 遗传编程
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遗传算法与遗传编程的联用 被引量:1
16
作者 周向东 李通化 +1 位作者 边防 钱君律 《高等学校化学学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2000年第2期216-218,共3页
GA-GP is an algorithm for dealing with all kinds of nonlinear function relationships and fraction relationships, which use GP(Genetic programming) to create new individuals and GA(Genetic algorithm)to optimize them at... GA-GP is an algorithm for dealing with all kinds of nonlinear function relationships and fraction relationships, which use GP(Genetic programming) to create new individuals and GA(Genetic algorithm)to optimize them at the same time. In this way we make full advantage of GA and GP. We discuss the application of this algorithm in quantitative structure-activity relationships(QSAR) in the medicinal field. The result shows that GA-GP is better than ANN and mathematical expressions could be obtained. Expressions clearly express and explain QSAR of the medicine. All can show GA-GP has very wide applications in the medicinal field of the molecule design. 展开更多
关键词 遗传算法 遗传编程 构效关系 药物分子设计
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基于遗传编程的航天器有限推力逼近轨迹规划
17
作者 卫晓娜 董云峰 郝朝 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第5期1085-1092,共8页
通过引入基函数的概念,提出了采用遗传编程求解有限推力航天器逼近非合作目标最终逼近段轨迹规划问题的方法。该方法将推力器开关状态定义为基函数,以多个基函数分别乘以开关状态持续时间再求和作为推力器开关的历程函数;将历程函数转... 通过引入基函数的概念,提出了采用遗传编程求解有限推力航天器逼近非合作目标最终逼近段轨迹规划问题的方法。该方法将推力器开关状态定义为基函数,以多个基函数分别乘以开关状态持续时间再求和作为推力器开关的历程函数;将历程函数转换为遗传编程的树型结构,将消耗燃料的质量作为适应度函数,并将规避障碍物和终端逼近精度等约束条件以罚函数的形式添加到适应度函数中;利用遗传编程的模拟自然进化理论的全局寻优机制求解,最终得到最优逼近轨迹方案。某航天器在有限推力下逼近非合作目标的轨迹规划结果表明:整个逼近过程推力器仅开关5次,大大降低了对开关频率的要求,同时,规划结果比采用高斯伪谱法时逼近时间降低了30.09%,燃料消耗降低了4.18%。 展开更多
关键词 轨迹规划 有限推力 非合作目标 遗传编程 航天器
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基于多基因遗传编程的凝析气藏露点压力估算方法 被引量:2
18
作者 黄鑫 张芮菡 +3 位作者 张烈辉 鲁友常 袁山 敬晓锋 《断块油气田》 CAS CSCD 北大核心 2021年第6期835-841,共7页
为准确预测凝析气藏露点压力,降低反凝析现象对凝析气藏开发带来的伤害,文中基于多基因遗传编程理论,选取储层温度、流体组分和露点压力为变量,建立模型数据库,模拟自然界物种进化机制,使用矿场实际数据演化生成非线性显式露点压力预测... 为准确预测凝析气藏露点压力,降低反凝析现象对凝析气藏开发带来的伤害,文中基于多基因遗传编程理论,选取储层温度、流体组分和露点压力为变量,建立模型数据库,模拟自然界物种进化机制,使用矿场实际数据演化生成非线性显式露点压力预测模型。研究结果表明:使用27组实测数据组建模型数据库演化生成的预测模型种群中,有13个非支配模型解,最优非支配模型解在模型复杂度和预测精度上均具有良好的适应性表现,模型结构紧凑,物理意义明确。经15组矿场实际数据验证,最大预测误差为7.99%,最小预测误差为1.15%,平均预测误差为4.36%,表现出良好的泛化能力和鲁棒性,为快速高效估算凝析气藏露点压力提供了一种有效方法。 展开更多
关键词 凝析气藏 露点压力 多基因遗传编程 显式模型 数据驱动
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基于案例库和遗传编程的ETO产品配置设计方法研究
19
作者 沈永康 华尔天 +2 位作者 何志国 陈万前 汤守伟 《高技术通讯》 CAS 2022年第10期1076-1088,共13页
针对按订单设计(ETO)产品设计规模大、构件间关联关系复杂、配置知识难以组织与重用等特点,提出了一种基于案例库和遗传编程的ETO产品配置设计方法。通过分析客户个性化需求,构造代表ETO产品主体结构的产品功能树;建立包含产品结构性与... 针对按订单设计(ETO)产品设计规模大、构件间关联关系复杂、配置知识难以组织与重用等特点,提出了一种基于案例库和遗传编程的ETO产品配置设计方法。通过分析客户个性化需求,构造代表ETO产品主体结构的产品功能树;建立包含产品结构性与过程性知识的案例库模型;制定导向进化规则,明确种群约束判定条件,利用遗传编程算法实现产品结构调整和参数优化;基于适应度函数,对产品设计方案进行适应性评判,最后得到符合客户要求的设计方案。在此基础上构建了ETO产品配置设计原型系统,并以堆垛机的配置设计为例,验证了该原型系统的有效性、合理性。 展开更多
关键词 按订单设计(ETO)产品 配置设计 遗传编程 案例库
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基于MRI-CGCM3模式和遗传编程人工智能算法的逐日参考作物腾发量预报方法 被引量:1
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作者 姚顺秋 闫晓惠 《水利规划与设计》 2020年第9期30-33,共4页
提出了基于MRI-CGCM3模式和遗传编程人工智能算法的逐日参考作物腾发量(ET0)预报方法(GCM-GP)。基于实测气温数据、采用Hargreaves公式计算了大连市庄河地区2011年7月1日至2020年3月31日间的逐日ET0。分别采用MRI-CGCM3模式的原始模拟数... 提出了基于MRI-CGCM3模式和遗传编程人工智能算法的逐日参考作物腾发量(ET0)预报方法(GCM-GP)。基于实测气温数据、采用Hargreaves公式计算了大连市庄河地区2011年7月1日至2020年3月31日间的逐日ET0。分别采用MRI-CGCM3模式的原始模拟数据(GCM法)和GCM-GP方法计算了该地区的ET0。结果表明,两种方法所得结果均与实测值的变化趋势基本保持一致,但GCM-GP方法方法可以大幅度地提高预报精度,具有较好的推广价值。 展开更多
关键词 参考作物腾发量 MRI-CGCM3模式 遗传编程 人工智能 预报方法
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