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专利号: 2022101877547
申请人: 南京信息工程大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-12-30
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于梯度增强多元回归模型的北斗监测滑坡位移量预测方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)整合m组不同滑坡体区域附近的监测数据,获取每组监测数据的自身参数信息及滑坡表面位移量,并对监测数据进行预处理;

(2)考虑不同变量的影响,不断改变影响因子个数作为自变量,计算不同影响因子个数下贝叶斯岭回归模型、弹性网络回归模型、支持向量机回归模型及梯度增强多元回归模型四种模型的方差、平均绝对误差和均方差,从而确定各模型性能;

(3)将步骤(1)所述监测数据作为训练集导入给梯度增强多元回归算法,并初始化梯度增强多元回归模型,建立初始弱学习器,通过不断迭代到梯度增强多元回归模型进行训练,进行滑坡表面位移量预测;

(4)根据上述对比结果,确定梯度增强多元回归模型精度最高,利用梯度增强多元回归模型进行结果预测,得到最终的滑坡表面位移量预测。

2.根据权利要求1所述的基于梯度增强多元回归模型的北斗监测滑坡位移量预测方法,其特征在于,步骤(1)所述监测数据包括表面位移量、降水量、沉降量、深部位移量以及裂隙。

3.根据权利要求1所述的基于梯度增强多元回归模型的北斗监测滑坡位移量预测方法,其特征在于,步骤(1)所述对监测数据进行预处理过程如下:数据过滤,剔除含有异常值的记录,并利用插值法对缺失进行补全;数据集成,删除多余属性;数据规约,尽量减少数据量,规避无效数据和错误数据带来的影响,提高模型准确性;是数据变换过程即对数据进行规范化处理,以便于后续的各数据相关性分析。

4.根据权利要求1所述的基于梯度增强多元回归模型的北斗监测滑坡位移量预测方法,其特征在于,所述步骤(3)实现过程如下:建立初始弱学习器为:

式中,式中F0(x)为训练集样本的初始化模型;L(yi,c)为损失函数,用于判断每轮迭代产生的位移量损失近似值;yi为样本数据的表面位移量;m为样本个数;c为拟合叶子节点最佳输出值;

对迭代轮数t=1,2,3,…,T,有:

使用损失函数的负梯度在当前模型上的值近似代替残差rti:

式中,rti为第t轮的第i个样本的损失函数的负梯度;L(yi,F(xi))为损失函数;xi为训练集中第i个样本的输入值;yi为训练集中第i个样本的输出值;F(xi)为经过上一轮学习器预测后的预测结果;Ft‑1(x)为第t‑1轮迭代后的学习器;

用负梯度拟合弱学习器F0(x),建立位移量预测的重点区域Rtj(j=1,2,…,J),则最佳位移量拟合值:式中,j为叶子节点个数;Ft‑1(x)为第t‑1轮迭代后的学习器;c为拟合叶子节点最佳输出值;

则第t轮更新的强学习器为:

式中,Ft‑1(x)为第t‑1轮迭代后的学习器;I(x∈Rtj)为指示函数;

获得表面位移量预测函数模型为: