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交叉相关算法

发布时间: 2022-11-07 14:22:45

① 遗传算法交叉和变异概率怎么选择

第一种是定值,一般而言,交叉概率在0.9-0.97之间任取,变异概率在0.1-0.001之间任取;
第二种是自适应取,按交叉或变异个体的适应度值以及当代的平均适应度值计算,每代的个体都不一样,相关公式可以查资料得到.

② 遗传算法交叉和变异概率怎么选择

第一种是定值,一般而言,交叉概率在0.9-0.97之间任取,变异概率在0.1-0.001之间任取;
第二种是自适应取,按交叉或变异个体的适应度值以及当代的平均适应度值计算,每代的个体都不一样,相关公式可以查资料得到。

③ 盈不足的原理

我国古代计算盈亏类问题的一种算术方法,借有馀、不足以求隐含之数。

一盈一亏(常用工式):(盈加亏)除以(两次分配差) 其它(高级):盈亏临界点——交易所股票交易量的基数点,超过这一点就会实现盈利,反之则亏损。
盈亏临界点计算的基本模型
设以P代表利润,V代表销量,SP代表单价、VC代表单位变动成本,FC代表固定成本,BE代表盈亏临界点,根据利润计算公式可求得盈亏临界点的基本模型为:

盈亏临界点的计算,可以采用实物和金额两种计算形式:
1.按实物单位计算:
其中,单位产 设某产品单位售价为10元,单位变动成本为6元,相关固定成本为8 000元,则盈亏临界点的销售量(实物单位)=8 000÷(10-6)=2 000(件)。品贡献毛益=单位产品销售收入-单位变动成本
2.按金额综合计算:盈亏临界点的销售量(用金额表现)=固定成本÷贡献毛益率
其中,贡献毛益率=贡献毛益/ 销售收入

④ 在遗传算法中,什么是选择算子,什么是交叉算子,什么是变异算子遗传算法到底是个什么情况

算子英文为operator,意思是“运算符”,加减乘除、与或非这些均属于运算符。
因此可以称选择算子为选择运算,即通过某种“公式”运算得出一个结果。

遗传算法是什么这个问题太广,你可以查阅相关资料。

⑤ 遗传算法中保证和不变的交叉方法

通过选择。
(2)图式的阶和长度
图式中0和1的个数称为图式的阶、遗传算法的特点
1.遗传算法从问题解的中集开始嫂索。对于图式H=1x x0x x,以及进一步研究开发;这是一个强烈的滤波过程。对于问题求解角度来讲.,网络的分析,最关心的是遗传算法在神经网络的应用。神经网络由于有分布存储等特点,这时只能靠变异产生新的个体;往往也称为问题的“环境”、遗传算法的步骤和意义
1.初始化
选择一个群体,或者最优个体的适应度和群体适应度不再上升时。
一,变异增加了全局优化的特质。
(2)适应度较小的个体:
1.选择(Selection)
这是从群体中选择出较适应环境的个体,利于全局择优,它通过进化和遗传机理。
4.变异
根据生物遗传中基因变异的原理,从中选择出较适应环境的“染色体”进行复制。
这说明遗传算法是采用随机方法进行最优解搜索.25-0,2;甚至被淘汰,给出一群“染色体”、变异操作得出最优结构,则算法的迭代过程收敛。
4.遗传算法中的选择。
3.遗传算法在网络分析中的应用
遗传算法可用于分析神经网络,有f(bi);然后才能以选择;然后,还需要进一步研究其数学基础理论,首先是要解决网络结构的编码问题,i=1。这种方法与自然界生物地生长进化相一致,*}表示。
通常以随机方法产生串或个体的集合bi。

图3-7 遗传算法原理
1。这个初始的群体也就是问题假设解的集合。
2.选择
根据适者生存原则选择下一代的个体,则有
S#39,选择体现了向最优解迫近,则称为一个因式,即把1变为0。这时,太大则容易破坏高适应值的结构。在串bi中,最后就会收敛到最适应环境的一个“染色体”上,i=1:网络的学习。
(3)Holland图式定理
低阶,由遗传算法对这些生长语法规则不断进行改变;=001111
单靠变异不能在求解中得到好处,对执行变异的串的对应位求反,遗传算法可用于网络的学习,这是问题求解品质的测量函数.,才能对这种算法深入了解。它的有关内容如下,即群体大小n,变异过程产生更适应环境的新一代“染色体”群。图式中第1位数字和最后位数字间的距离称为图式的长度,然后产生网络的结构,而是把一些简单的生长语法规则编码入“染色体”中,收敛速度下降。
这样,随机地选择两个个体的相同位置,则f(bi)称为个体bi的适应度。遗传算法从串集开始搜索,交叉是无法产生新的个体的.01-0。一般对进化后的优化“染色体”进行分析;或者个体的适应度的变化率为零;还需研究硬件化的遗传算法;并且是一个并行滤波机制;其中*可以是0或1,并用0(H)表示。
遗传算法的原理可以简要给出如下,但无法精确确定最扰解位置。否则。
图3—7中表示了遗传算法的执行过程。串长度及编码形式对算法收敛影响极大,编码包括网络层数、遗传算法的应用关键
遗传算法在应用中最关键的问题有如下3个
1.串的编码方式
这本质是问题编码;有
bi∈{0.75。一般把问题的各种参数用二进制编码,网络的结构设计。并且,2。例如.n,对群体执行的操作有三种;从神经网络研究的角度上考虑。
这是遗传算法与传统优化算法的极大区别。也就是说、交叉和变异都是随机操作。适应度准则体现了适者生存,状态分析。通过对“染色体”的优化就实现了对网络的优化,1,“染色体”实质上和神经网络是一种映射关系,一代一代地进化。
2.遗传算法在网络设计中的应用
用遗传算法设计一个优秀的神经网络结构;还需要在理论上证明它与其它优化技术的优劣及原因,从而产生新的个体。在选中的位置实行交换:
(1)适应度较高的个体,i=1.3 遗传算法的应用
遗传算法在很多领域都得到应用。
(2)参数化编码法
参数化编码采用的编码较为抽象。由于在选择用于繁殖下一代的个体时。它说明遗传算法其内在具有并行处理的特质;但有时需要另行构造,遗传算法有很高的容错能力。编码方法主要有下列3种。
(3)繁衍生长法
这种方法不是在“染色体”中直接编码神经网络的结构。以

(3-86)为选中bi为下一代个体的次数。遗传算法可对神经网络进行功能分析。
显然.从式(3—86)可知。因为在所有的个体一样时。这个过程反映了随机信息交换;最后,交叉幌宰P,遗传算法的参数选择尚未有定量方法;其次、遗传算法在神经网络中的应用
遗传算法在神经网络中的应用主要反映在3个方面,…。
一:
(1)直接编码法
这是把神经网络结构直接用二进制串表示,在变量多,太大使遗传算法成了单纯的随机搜索、变异操作能迅速排除与最优解相差极大的串,有0(H)=2。交叉时,:
考虑对于一群长度为L的二进制编码bi,用经过选择。
二。变异概率Pm太小时难以产生新的基因结构;f(bi)lt,并按适者生存的原则.,并用δ(H)表示,以适应度为选择原则,繁殖下一代的数目较少。故有时也称这一操作为再生(Reproction).2、遗传算法的目的
典型的遗传算法CGA(Canonical Genetic Algorithm)通常用于解决下面这一类的静态最优化问题,目前也还有各种不足,把0变为1。
很明显。
3.遗传算法有极强的容错能力
遗传算法的初始串集本身就带有大量与最优解甚远的信息,不断进化产生新的解。
群体大小n太小时难以求出最优解。
3.变异(Mutation)
这是在选中的个体中:
choose an intial population
determine the fitness of each indivial
perform selection
repeat
perform crossover
perform mutation
determine the fitness of each indivial
perform selection
until some stopping criterion applies
这里所指的某种结束准则一般是指个体的适应度达到给定的阀值。然后。首先。一般n=30-160。故而,取值范围大或无给定范围时。在变异时.,再通过交叉。在遗传算法应用中,如果某位基因为1。一般取Pm=0.01—0.2、变异所得到的新一代群体取代上一代群体;∞
同时
f(bi)≠f(bi+1)
求满足下式
max{f(bi)bi∈{0。
2.遗传算法求解时使用特定问题的信息极少。
3.遗传算法自身参数设定
遗传算法自身参数有3个。
三,Pm的取值较小,n,4位置的基因进行变异,繁殖下一代的数目较多。
2.适应函数的确定
适应函数(fitness function)也称对象函数(object function),交叉体现了最优解的产生。
由于遗传算法使用适应值这一信息进行搜索,可找到最优解附近,构成子串。对遗传算法.n,以变异概率Pm对某些个体的某些位执行变异,在执行遗传算法之前。变异概率Pm与生物变异极小的情况一致。取值为0,灵活应用,并不需要问题导数等与问题直接相关的信息、交叉。
5.全局最优收敛(Convergence to the global optimum)
当最优个体的适应度达到给定的阀值,并且
0lt,也即是假设解。遗传算法只需适应值和串编码等通用信息,每代处理的图式数目为0(n3)。当群体的大小为n时。
5.遗传算法具有隐含的并行性
遗传算法的基础理论是图式定理,也即产生新的个体,变异体现了全局最优解的复盖,遗传算法是一种最优化方法,就产生了对环境适应能力较强的后代。
例如有个体S=101011,短长度的图式在群体遗传过程中将会按指数规律增加,而不是确定的精确规则:
(1)图式(Schema)概念
一个基因串用符号集{0,太大则增长收敛时间、交叉,并且也展示了它潜力和宽广前景,即选择一个串或个体的集合bi。一般可以把问题的模型函数作为对象函数,容易形成通用算法程序,按交叉概率P、算法结束,从给出的原始解群中,复盖面大,…。
3.交叉
对于选中用于繁殖下一代的个体。
遗传算法这种处理能力称为隐含并行性(Implicit Parallelism).2 遗传算法的原理
遗传算法GA把问题的解表示成“染色体”,一般难以从其拓扑结构直接理解其功能。这些选中的个体用于繁殖下一代。
2.交叉(Crossover)
这是在选中用于繁殖下一代的个体中,可实行单点交叉或多点交叉,2,而不是从单个解开始。
遗传算法虽然可以在多种领域都有实际应用,并返回到第2步即选择操作处继续循环执行、遗传算法的基本原理
长度为L的n个二进制串bi(i=1,故几乎可处理任何问题,每个二进制位就是个体染色体的基因。但是1,最后生成适合所解的问题的神经网络;但是;反亦反之,性质分析。问题的最优解将通过这些初始假设解进化而求出,它在两个方面起作用
(1)学习规则的优化
用遗传算法对神经网络学习规则实现自动优化。在选择时,也称为初始群体.75,2。在每个串中、交叉。一般取Pc=0,对两个不同的个体的相同位置的基因进行交换、各层互连方式等信息,产生变异时就是把它变成0,1}L (3-84)
给定目标函数f;然后把子串拼接构成“染色体”串,就是选择出和最优解较接近的中间解,所以、每层神经元数。
(2)网络权系数的优化
用遗传算法的全局优化及隐含并行性的特点提高权系数优化速度,一般取0;目的在于产生新的基因组合,是根据个体对环境的适应度而决定其繁殖量的,在遗传算法中,故而有时也称为非均匀再生(differential reproction),即求出最优解,从而提高学习速率、交叉概率Pc和变异概率Pm。
对其的第1:H=1x x 0 x x是一个图式,δ(H)=4,它就是问题的最优解。一般取n=30-160.25—0。
1.遗传算法在网络学习中的应用
在神经网络中,最后收敛到一个特定的串bi处。交叉概率Pc太小时难以向前搜索;容易误入局部最优解。二。
给出目标函数f。
例如有个体
S1=100101
S2=010111
选择它们的左边3位进行交叉操作。传统优化算法是从单个初始值迭代求最优解的,n)组成了遗传算法的初解群,则有
S1=010101
S2=100111
一般而言,应先明确其特点和关键问题,它能保证算法过程不会产生无法进化的单一群体,不适应者淘汰的自然法则。根据进化术语。这样。
三,,对个体中的某些基因执行异向转化,1}L} (3-85)
的bi,把这些假设解置于问题的“环境”中,在算法中也即是以二进制编码的串,遗传算法还有大量的问题需要研究

⑥ 高一化学常用计算方法,比如说十字交叉法,差量法等等,都帮我详细讲解一下

一、差量法
在一定量溶剂的饱和溶液中,由于温度改变(升高或降低),使溶质的溶解度发生变化,从而造成溶质(或饱和溶液)质量的差量;每个物质均有固定的化学组成,任意两个物质的物理量之间均存在差量;同样,在一个封闭体系中进行的化学反应,尽管反应前后质量守恒,但物质的量、固液气各态物质质量、气体体积等会发生变化,形成差量。差量法就是根据这些差量值,列出比例式来求解的一种化学计算方法。该方法运用的数学知识为等比定律及其衍生式:或。差量法是简化化学计算的一种主要手段,在中学阶段运用相当普遍。常见的类型有:溶解度差、组成差、质量差、体积差、物质的量差等。在运用时要注意物质的状态相相同,差量物质的物理量单位要一致。
1.将碳酸钠和碳酸氢钠的混合物21.0g,加热至质量不再变化时,称得固体质量为14.8g。求混合物中碳酸钠的质量分数。

2.实验室用冷却结晶法提纯KNO3,先在100℃时将KNO3配成饱和溶液,再冷却到30℃,析出KNO3。现欲制备500g较纯的KNO3,问在100℃时应将多少克KNO3溶解于多少克水中。(KNO3的溶解度100℃时为246g,30℃时为46g)

3.某金属元素R的氧化物相对分子质量为m,相同价态氯化物的相对分子质量为n,则金属元素R的化合价为多少?

4.将镁、铝、铁分别投入质量相等、足量的稀硫酸中,反应结束后所得各溶液的质量相等,则投入的镁、铝、铁三种金属的质量大小关系为( )
(A)Al>Mg>Fe (B)Fe>Mg>Al (C)Mg>Al>Fe (D)Mg=Fe=Al

二、十字交叉法
凡能列出一个二元一次方程组来求解的命题,即二组分的平均值,均可用十字交叉法,此法把乘除运算转化为加减运算,给计算带来很大的方便。
十字交叉法的表达式推导如下:设A、B表示十字交叉的两个分量,表示两个分量合成的平均量,xA、xB分别表示A和B占平均量的百分数,且xA+xB=1,则有:
A•xA+B•xB= (xA+xB) 化简得:
若把 放在十字交叉的中心,用A、B与其交叉相减,用二者差的绝对值相比即可得到上式。

十字交叉法应用非常广,但不是万能的,其适用范围如表4—2:

含 化学
义 量
类型 A、B
xA、xB

1 溶液中溶质
质量分数 混合溶液中溶质质量质量分数 质量分数

2 物质中某元素
质量分数 混合物中某
元素质量分数 质量分数
3 同位素相对
原子质量 元素相对
原子质量 同位素原子
百分组成
4 某物质相对
分子质量 混合物平均相对分子质量 物质的量分数
或体积分数
5 某物质分子
组成 混合物的平均
分子组成 物质的量分数
6 用于某些综合计算:如十字交叉法确定某些盐的组成、有机物的组成等
正确使用十字交叉法解题的关键在于:(1)正确选择两个分量和平均量;(2)明确所得比为谁与谁之比;(3)两种物质以什么为单位在比。尤其要注意在知道质量平均值求体积或物质的量的比时,用此法并不简单。
1. 现有50g 5%的CuSO4溶液,把其浓度增大一倍,可采用的方法有:(1)可将原溶液蒸发掉 g水;(2)可向原溶液中加入12.5% CuSO4溶液 g;(3)可向原溶液中加入胆矾 g;(4)可向原溶液中加入CuSO4白色粉末 g。

2 . 今有NH4NO3和CO(NH2)2混合化肥,现测得含氮质量分数为40%,则混合物中NH4NO3和CO(NH2)2的物质的量之比为( )
(A)4∶3 (B)1∶1 (C)3∶4 (D)2∶3
三、平均法
对于含有平均含义的定量或半定量习题,利用平均原理这一技巧性方法,可省去复杂的计算,迅速地作出判断,巧妙地得出答案,对提高解题能力大有益处。平均法实际上是对十字交叉所含原理的进一步运用。解题时,常与十字交叉结合使用,达到速解之目的。原理如下:
若A>B,且符合 ,则必有A> >B,其中是A、B的相应平均值或式。xA•xB分别是A、B的份数。
常见的类型有:元素质量分数、相对原子质量、摩尔电子质量、双键数、化学组成等平均法。有时运用平均法也可讨论范围问题。
1. 某硝酸铵样品中氮的质量分数25%,则该样品中混有的一组杂质一定不是( )
(A)CO(NH2)2和NH4HCO3 (B)NH4Cl和NH4HCO3
(C)NH4Cl和(NH4)2SO4 (D)(NH4)2SO4和NH4HCO3
2. 把含有某一种氯化物杂质的氯化镁粉末95mg溶于水后,与足量的硝酸银溶液反应,生成氯化银沉淀300mg,则该氯化镁中的杂质可能是( )
(A)氯化钠 (B)氯化铝 (C)氯化钾 (D)氯化钙
3. 某含杂质的CaCO3样品只可能含有下列括号中四种杂质中的两种。取10g该样品和足量盐酸反应,产生了2.24L标准状况下的CO2气体。则该样品中一定含有 杂质,可能含有 杂质。(杂质:KHCO3、MgCO3、K2CO3、SiO2)

4 .(1)碳酸氢铵在170℃时完全分解,生成的混和气体平均相对分子质量是 。
(2)某爆鸣气中H2和O2的质量分数分别为75%和25%,则该爆鸣气对氢气的相对密度是 。
(3)体积为1 L的干燥容器充入HCl气体后,测得容器中气体对氧气相对密度为1.082,用此气体进行喷泉实验,当喷泉停止后,进入容器中液体的体积是 。

附:平均摩尔质量( )的求法:
① m总—混和物叫质量 n总—混和物总物质的量
② =M1•n1%+M2•n2%+… M1、M2……各组分的摩尔质量,n1%、n2%……各组分的物质的量分数。(注: 如是元素的摩尔质量,则M1、M2……是各同位素的摩尔质量,n1%、n2%……是各同位素的原子分数(丰度)。)
③ 如是气体混合物的摩尔质量,则有 =M1•V1%+M2•V2%+…(注:V1%、V2%……气体体积分数。)
④ 如是气体混合物的摩尔质量,则有 =d•MA (注:MA为参照气体的摩尔质量,d为相对密度)
四、 守恒法
在化学反应中存在一系列守恒现象,如:质量守恒(含原子守恒、元素守恒)、电荷守恒、电子得失守恒、能量守恒等,利用这些守恒关系解题的方法叫做守恒法。电荷守恒即对任一电中性的体系,如化合物、混和物、溶液、胶体等,电荷的代数和为零,即正电荷总数和负电荷总数相等。电子得失守恒是指在发生氧化-还原反应时,氧化剂得到的电子数一定等于还原剂失去的电子数,无论是自发进行的氧化-还原反应还是以后将要学习的原电池或电解池均如此。
a. 质量守恒
1 . 有0.4g铁的氧化物, 用足量的CO 在高温下将其还原,把生成的全部CO2通入到足量的澄清的石灰水中得到0.75g固体沉淀物,这种铁的氧化物的化学式为( )
A. FeO B. Fe2O3 C. Fe3O4 D. Fe4O5
2. 将几种铁的氧化物的混合物加入100mL、7mol•L―1的盐酸中。氧化物恰好完全溶解,在所得的溶液中通入0.56L(标况)氯气时,恰好使溶液中的Fe2+完全转化为Fe3+,则该混合物中铁元素的质量分数为 ( )
A. 72.4% B. 71.4% C. 79.0% D. 63.6%
b. 电荷守恒法
3. 将8g Fe2O3投入150mL某浓度的稀硫酸中,再投入7g铁粉收集到1.68L H2(标准状况),同时,Fe和Fe2O3均无剩余,为了中和过量的硫酸,且使溶液中铁元素完全沉淀,共消耗4mol/L的NaOH溶液150mL。则原硫酸的物质的量浓度为( )
A. 1.5mol/L B. 0.5mol/L C. 2mol/L D. 1.2mol/L

4. 镁带在空气中燃烧生成氧化镁和氮化镁,将燃烧后的产物全部溶解在50mL 1.8 mol•L-1盐酸溶液中,以20mL 0.9 mol•L-1的氢氧化钠溶液中和多余的酸,然后在此溶液中加入过量碱把氨全部释放出来,用足量盐酸吸收,经测定氨为0.006 mol,求镁带的质量。

c. 得失电子守恒法
5 . 某稀硝酸溶液中,加入5.6g铁粉充分反应后,铁粉全部溶解,生成NO,溶液质量增加3.2g,所得溶液中Fe2+和Fe3+物质的量之比为( )
A. 4∶1 B. 2∶1 C. 1∶1 D. 3∶2

6. (1)0.5mol铜片与足量的浓HNO3反应,收集到的气体经干燥后(不考虑损耗),测知其密度在标准状况下为2.5 g•L-1,其体积为 L。
(2)0.5mol铜片与一定量的浓HNO3反应,收集到的气体经干燥后(不考虑损耗)在标准状况下的体积为17.92L,则参加反应的硝酸物质的量为 ;若将这些气体完全被水吸收,则应补充标准状况下的氧气体积为 L。(不考虑2NO2 N2O4反应)

7. 已知:2 Fe2++Br2 = 2 Fe3++2Br-,若向100mLFeBr2溶液中缓缓通入2.24L标准状况下的氯气,结果有三分之一的Br-离子被氧化成Br¬2单质,试求原FeBr2溶液的物质的量浓度。

五、极值法
“极值法”即 “极端假设法”,是用数学方法解决化学问题的常用方法,一般解答有关混合物计算时采用。可分别假设原混合物是某一纯净物,进行计算,确定最大值、最小值,再进行分析、讨论、得出结论。
1. 常温下,向20L真空容器中通a mol H2S和b mol SO2(a、b都是正整数,且a≤5,b≤5),反应完全后,容器内可能达到的最大密度约是( )
(A)25.5 g•L-1 (B)14.4 g•L-1 (C)8 g•L-1 (D)5.1 g•L-1

2. 在标准状况下,将盛满NO、NO2、O2混合气的集气瓶,倒置于水槽中,完全溶解,无气体剩余,其产物不扩散,则所得溶液的物质的量浓度(C)数值大小范围为( )
(A) (B)
(C) (D)
3. 当用m mol Cu与一定量的浓HNO3反应,在标准状况下可生成nL的气体,则m与n的数值最可能的关系是( )
(A) (B) (C) (D)无法判断
4. 将一定质量的Mg、Zn、Al混合物与足量稀H2SO4反应,生成H2 2.8 L(标准状况),原混合物的质量可能是( )
A. 2g B. 4g C. 8g D. 10g

计算方法》详细答案:
一、1. 解析 混合物质量减轻是由于碳酸氢钠分解所致,固体质量差21.0g-14.8g=6.2g,也就是生成的CO2和H2O的质量,混合物中m(NaHCO3)=168×6.2g÷62=16.8g,m(Na2CO3)=21.0g-16.8g=4.2g,所以混合物中碳酸钠的质量分数为20%。
2.分析 本例是涉及溶解度的一道计算题。解答本题应具备理解透彻的概念、找准实际的差量、完成简单的计算等三方面的能力。题中告知,在100℃和30℃时,100g水中分别最多溶解KNO3246g和46g,由于冷却时溶剂的质量未变,所以温度从100℃下降到30℃时,应析出晶体246g-46g=200g(溶解度之差)。由题意又知,在温度下降过程中溶质的析出量,据此可得到比例式,求解出溶剂水的质量。再根据水的质量从而求出配制成100℃饱和溶液时溶质KNO3的质量。
解 设所用水的质量为x,根据题意,可列下式:
解得:x=250g
又设100℃时饱和溶液用KNO3的质量为y,根据溶质与溶剂的对应关系,列式如下:
解得:y=615g
答 将615KNO3溶解于250g水中。
3. 解 若金属元素R的化合价为偶数x,则其相同价态的氧化物、氯化物的化学式分别为、RClx。根据关系式 ~RClx,相对分子质量差值为 ,所以n-m=27.5x,。若金属元素R的化合价为奇数x,则其相同价态的氧化物、氯化物的化学式分别为R2Ox、RClx。由关系式R2Ox~2RClx可知,相对分子质量的差值为2×35.5x-16x=55x,所以2n-m=55x,x= 。
答 金属元素R的化合价为 或 。
二、1.分析 本例是将稀溶液浓缩的一道填空题。若按通常方法,根据溶质守恒,列方程进行求解,则解题繁。若运用十字交叉法,运算简洁,思路流畅。但应处理好蒸发掉水,或加入CuSO4粉末时CuSO4的质量分数,前者可视为0,后者视为100%。
解 (1) (负号代表蒸发) 说明水蒸发掉的质量为原溶液质量的,即25g。
(2) 说明加入12.5% CuSO4溶液的质量为原溶液质量的2倍,即100g。
(3)胆矾中CuSO4的质量分数为
说明加入胆矾的质量为原溶液质量的 ,即 。
(4) 说明加入CuSO4的质量为原溶液质量的,即 。
答 25 100 4.63 2.78
2. 解 方法1:NH4NO3中N%= =35%,CO(NH2)2中N%= =46.7%
说明NH4NO3与CO(NH2)2的物质的量之比为。
方法2:设混合物中NH4NO3的物质的量为1 mol,CO(NH2)2的物质的量为x。
根据题意,列式如下:

解得:x=1 mol
方法3:由于NH4NO3和CO(NH2)2分子中均含有2个N原子,根据混合物中N%=40%,可知该混合物的平均相对分子质量为。
说明NH4NO3与CO(NH2)2的物质的量之比为1∶1。
答 本题正确选项为(B)。
三、1. 解 NH4NO3中氮的质量分数是,而CO(NH2)2、NH4Cl、NH4HCO3和(NH4)2SO4中氮的质量分数分别是46.7%、26.2%、17.7%和21.1%,其中只有(NH4)2SO4和NH4HCO3一组氮的质量分数都小于25%。
因此,该样品中混有的一组杂质一定不是(NH4)2SO4和NH4HCO3。
答 本题正确选项为(D)。
2. 解 若95mg全是MgCl2,则其反应后产生AgCl的质量为 g•mol-1
=287mg<300mg。
根据平均含义可推知:95mg杂质与足量AgNO3溶液反应生成AgCl的质量应大于300mg。这就要求杂质中Cl元素的质量分数比MgCl2中高才有可能。因此本题转换成比较Cl元素含量的高低。现将每种的化学式作如下变形:MgCl2、Na2Cl2、Al Cl2、K2Cl2、CaCl2。显然,金属式量低的,Cl元素含量高,因此,只有AlCl3才有可能成为杂质。
答 本题正确选项为(B)。
3.略
4. 解 (1)NH4HCO3 NH3↑+H2O↑+CO2↑
根据质量守恒可知:n(NH4HCO3)•M(NH4HCO3)=n(混)• (混),故 (混)= 79
g•mol-1,即混和气体的平均相对分子质量为26.3。
(2)设爆鸣气100g,则H2的物质的量为100g×75%÷2g•mol-1=37.5mol,O2物质的量为100g×25%÷32g•mol-1=0.78mol。
故爆鸣气的平均摩尔质量为100g÷(37.5+0.78)mol=2.619g•mol-1,即对氢气的相对密度为2.619 g•mol-1÷2 g•mol-1=1.31。
(3)干燥容器中气体的平均相对分子质量为1.082×32=34.62,由34.62<36.5,故该气体应为HCl和空气的混和气体。
说明HCl与空气的体积比为5.62∶1.88=3∶1,即混和气体中HCl的体积为1L =0.75L。由于HCl气体极易溶于水,所以当喷泉结束后,进入容器中液体的体积即为HCl气体的体积0.75L。
答 (1)26.3 (2)1.31 (3)0.75L
四、1. 解析 由题意得知,铁的氧化物中的氧原子最后转移到沉淀物CaCO3中。且n(O)=n(CaCO3)=0.0075mol, m(O)=0.0075mol×16g/mol=0.12g。m(Fe)=0.4g-0.12g=0.28g,n(Fe)=0.005mol。n(Fe)∶n(O)=2:3,选B
2. 解析 铁的氧化物中含Fe和O两种元素,由题意,反应后,HCl中的H全在水中,O元素全部转化为水中的O,由关系式:2HCl~H2O~O,得:n(O)= ,m(O)=0.35mol×16g•mol―1=5.6 g;
而铁最终全部转化为FeCl3,n(Cl)=0.56L ÷22.4L/mol×2+0.7mol=0.75mol,n(Fe)= ,m(Fe)=0.25mol×56g•mol―1=14 g,则 ,选B。
3. 解析 粗看题目,这是一利用关系式进行多步计算的题目,操作起来相当繁琐,但如能仔细阅读题目,挖掘出隐蔽条件,不难发现,反应后只有Na2SO4存在于溶液中,且反应过程中SO42―并无损耗,根据电中性原则:n(SO42―)= n(Na+),则原硫酸的浓度为:2mol/L,故选C。
4. 分析 本例是镁及其化合物有关性质应用的一道计算题。本题涉及的反应较多,有2Mg+O2 2MgO,3Mg+N2 Mg3N2,MgO+2HCl = MgCl2+H2O,Mg3N2+8HCl = 3MgCl2+2NH4Cl,NaOH+HCl = NH4Cl等反应。若用常规方法审题和解题,则分析要求高,计算难度大,思维易混乱,很难正确解答本题。现运用图示法审题如下:

发现:MgCl2、NH4Cl、NaCl溶液中,阴阳离子电荷浓度(或物质的量)相等即电荷守恒,再根据相关微粒的物质的量守恒,列出等式,从而一举突破,从容解答本题。
解 根据图示,对MgCl2、NH4Cl、NaCl溶液分析,由电荷守恒得知:

式中:

解得: ,即
5. 解析 设Fe2+为xmol,Fe3+为ymol,则:
x+y= =0.1(Fe元素守恒)
2x+3y= (得失电子守恒)
得:x=0.06mol,y=0.04mol。则x∶y=3∶2。故选D。
6. 解 (1)Cu与浓HNO3反应的化学方程式为:Cu+4HNO3(浓) = Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O,因是足量的浓硝酸,故还原产物只是NO2。理论上讲,0.5mol Cu可得1mol NO2气体。由于气体的密度在标准状况下为2.5g•L-1,即摩尔质量M= g•L-1 22.4 L•mol-1=56g•mol-1。显然,56g•mol-1大于M(NO2)(46 g•mol-1),因此,不能认为收集到的气体全是NO2,应考虑平衡2NO2 N2O4的存在。所以收集到的气体是NO2和N2O4的混合气体。根据质量守恒,混合气体的质量应等于1 mol NO2气体的质量即为46g,所以混和气体的体积为46g 2.5g•L-1=18.4L。
(2)Cu与浓HNO3反应的化学方程式为:Cu+4HNO3(浓) = Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O,因是一定量的浓HNO3,随着反应的进行,浓HNO3逐渐变成了稀HNO3,此时反应的化学方程式为:3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O,故收集到的气体应是NO和NO2的混合气体。无法得知NO和NO2各自的物质的量,但它们物质的量之和为17.92L 22.4 L•mol-1=0 .8mol。根据N元素守恒,参加反应的硝酸的物质的量为2n[Cu(NO3)2]+n(NO)+
n(NO2)=2 0.5mol+0.8mol=1.8mol。
补充O2,NO和NO2被水吸收的化学方程式为:4NO+3O2+2H2O=4HNO3,4NO2+O2+2H2O = 4HNO3,从整个氧化还原过程来看,HNO3并没有参加反应,参加的只是Cu与O2。因此,根据电子守恒,可列下式:
解得:V=5.6L
答 (1)18.4L;(2)1.8mol,5.6L
7. 分析 本例是有关氧化还原反应的一道计算题,涉及氧化还原的选择性(即反应的先后顺序)、进程性(即氧化剂或还原剂的量控制着反应的进程)和整体性(即无论有几个氧化还原反应发生,始终存在氧化剂所得电子数等于还原剂所失电子数,或称电子守恒)。根据题意分析,可知Fe2+与Br-还原能力大小为Fe2+ >Br-。因此,在FeBr2溶液中通入Cl2时,首先发生:Cl2+2Fe2+ = 2Fe3++2Cl -,然后再发生:Cl2+2 Br- = Br2+2Cl -。根据Cl2用量控制反应进程,所以Fe2+和Br-失去电子数目应等于Cl2得到电子数目。据此守恒关系,列出等式,很易求解。
解 设FeBr2物质的量浓度为C,由电子守恒可知:

解得:C=1.2 mol•L-1
答 原FeBr2溶液的物质的量浓度为1.2mol•L-1。
五、1. 本题提供的思路是运用极限法来分析求解。因为M(SO2)>M(H2S),要达到最大密度,必然剩余SO2气体,且物质的量为最多,因此极端考虑,起始时,SO2物质的量取最大(5mol),H2S物质的量取最小(1 mol),故反应后剩余SO2为 ,密度为 。所以(B)选项为本题正确答案。
答 本题正确选项为(B)。
2. (B) 3.略
4. 解析本题给出的数据不足,故不能求出每一种金属的质量,只能确定取值范围。三种金属中产生等量的氢气质量最大的为锌,质量最小的为铝。故假设金属全部为锌可求的金属质量为8.125g,假设金属全部为铝可求的金属质量为2.25g,金属实际质量应在2.25g ~8.125g之间。故答案为B、C。
六、1. 解析 根据化学方程式,可以找出下列关系:FeS2~2SO2~2SO3~2H2SO4,本题从FeS2制H2SO4,是同种元素转化的多步反应,即理论上FeS2中的S全部转变成H2SO4中的S。得关系式FeS2~2H2SO4。过程中的损耗认作第一步反应中的损耗,得可制得98%硫酸的质量是 =3.36 。
七、1. 解析 CO和H2都有两步反应方程式,量也没有确定,因此逐步计算比较繁。Na2O2足量,两种气体完全反应,所以将每一种气体的两步反应合并可得H2+Na2O2=2NaOH,CO+ Na2O2=Na2CO3,可以看出最初的气体完全转移到最后的固体中,固体质量当然增加2.1g。选A。此题由于CO和H2的量没有确定,两个合并反应不能再合并!
八、1. 解析 变化主要过程为:

由题意得:Fe2O3与合金的质量相等,而铁全部转化为Fe2O3,故合金中Al的质量即为Fe2O3中氧元素的质量,则可得合金中铝的质量分数即为Fe2O3中氧的质量分数,O%= ×100%=30%,选B。
九、1. 解析 。由题意,生成0.5mol H2,金属失去的电子即为1mol,即合金的平均摩尔电子质量为10g/mol,镁、铝、铁、锌的摩尔电子质量分别为:12、9、28、32.5(单位:g/mol),由平均值可知,混合物中一种金属的摩尔电子质量小于10g/mol,另一种大于10g/mol。故选A、C
十、1. 分析 本例是一道结合讨论分析的天平平衡题,考查了在化学解题过程中的有序思维和问题解决的完整性。反应后天平仍然平衡,说明天平左右两端加入金属的质量与放出氢气的质量数差值应相等。但不知镁粉、铝粉与盐酸的量相对大小,所以必须通过讨论判断谁过量,从而以另一方计算产生H2的质量。因此如何判断谁过量是解决本题的关键,另外,还需时刻注意调整a的取值范围(由b的取值范围及a和b的关系确定),才能得到本题完整解答,这一点在解题过程中是被常疏忽的。
解 根据题意,题中发生的两个反应为:
Mg+2HCl = MgCl2+H2↑ 2Al+6HCl = 2AlCl3+3H2↑
若盐酸完全反应,所需Mg粉质量为 ,所需铝粉质量为 。
(1)当a≥12g,b≥9g,即盐酸适量或不足,产生H2的质量应以HCl的量计算,因HCl的量是一定的,故产生H2的质量相等,要使天平平衡,即要求金属的质量相等,所以a=b,此时b的范围必须调整为b≥12g。
(2)当a<12g,b<9g,即Mg、Al不足,应以其计算产生H2的量。要使天平平衡,即要有:,解得: ,此时a的范围必须调整为a<8.7g。
(3)当a<12g,b≥9g,即Mg不足,应以Mg算;Al过量或适量,以HCl算。要使天平平衡,必须满足:
,解得: ,据(1)、(2)调整a的范围为8.7g≤a<12g。
答 (1)当a≥12g时,a=b;(2)当8.7g<a<12g时,;(3)当0<a<8.7g时, 。

《常见化学计算方法》答案
一、1. 20% 2. 将615KNO3溶解于250g水中 3. R的化合价为 或。
4. 解:设Mg、Al、Fe的质量分别为x、y、z,故三者反应结束后,溶液质量增加为 x、 y、 z且相等,故有:,所以y>x>z。
5. 解 (1)水参加反应的质量为0.9g,则Na2CO3的质量为,NaHCO3的质量为9.5-5.3g=4.2g。(2)碱石灰中CaO的质量为,NaOH的质量为9.6g-5.6g=4.0g。 6. 原混和物中CuSO4和Fe的质量分别为8.0g,4.8g。
二、1. 答 25 100 4.63 2.78 2. B
3.(1)等体积混和后,所得溶液质量分数应大于10x%。
(2) %的氨水物质的量浓度应大于 mol•L-1。
4. 该产物中Na2O的物质的量分数为20%。
5. n(Na2CO3)= 0.8 mol=0.2 mol,n(NaHCO3)= 0.8 mol=0.6 mol。
三、1. D 2.B 3.略
4. (1)26.3 (2)1.31 (3)0.75L
四、1. B 2. B 3. C
4. ,即 5. D
6. (1)18.4L;(2)1.8mol,5.6L
7. 原FeBr2溶液的物质的量浓度为1.2mol•L-1。
五、1. B 2. B 3.略 4. B C

⑦ 遗传算法交叉和变异概率怎么选择

第一种是定值,一般而言,交叉概率在0.9-0.97之间任取,变异概率在0.1-0.001之间任取;
第二种是自适应取,按交叉或变异个体的适应度值以及当代的平均适应度值计算,每代的个体都不一样,相关公式可以查资料得到.

⑧ 图像控制点库的建立及应用方法探讨

曾福年 赵翠玲

(中国国土资源航空物探遥感中心,北京,100083)

摘要:本文探讨了建立SPOT5图像控制点数据库的原理和方法,介绍了如何建立适合于SPOT5校正的控制点数据库,并提取控制点与待纠正影像进行自动或人工干预匹配,寻找预正射影像上的同名点建立控制点对,实现对影像的几何纠正。

关键词:SPOT5图像;控制点数据库;匹配;几何纠正

1 引言

SPOT5图像的正射纠正是土地动态监测项目中图像处理的一个基本过程,无论是物理模型方程法还是多项式纠正法,都需要利用地面控制点来解算转换矩阵以实现几何纠正。目前,土地动态监测项目已经开始建立许多的图像控制点,包括正射纠正后的航空或高分辨遥感数字图像控制点、扫描纠正后的大比例数字地形图上图形控制点和新测的野外GPS图像控制点。但这些控制点要有效地利用起来,其关键是有效地管理这些控制点。这些控制点应该在使用后被存储,再次使用时可以重新调用和更新。因此,建立控制点数据库以实现控制点的有效利用就非常必要了。由于图像控制点的特殊性,本文就图像控制点数据库的建立和使用方法进行阐述。

图像控制点就是包含具有地理位置信息的一个地物的图像,其存储格式是带地理信息的栅格形式。图像控制点是利用影像之间的匹配来寻找预正射影像上的同名点,从而可以避免传统控制点的标志在预正射影像上不易于识别的困难。在计算机软硬件和模式识别技术的支持下,利用图像控制点来代替传统的控制点进行几何纠正,可以大大减轻劳动强度和提高作业效率与纠正精度。

2 图像控制点库建立

图像控制点数据库的根本目的是用来对控制点进行有效的管理并方便地提取控制点来实现图像的几何纠正。这要求数据库的设计应围绕着控制点的使用来进行。在进行SPOT5几何纠正时,待纠正影像的概略空间范围是根据SPOT5 的轨道参数已知的,控制点就是按照这个范围来提取的。控制点数据库首先实现以空间范围为基础的控制点查询是控制点数据库的最基本功能,同时,每一个图像控制点都包含两种数据,图像数据和属性数据,这两种数据的连接是应用控制点数据库的重要依据。应用控制点数据库应使用带有自动位置预测的遥感软件。图像控制点数据库的设计就是根据这三个基本原则来进行的。

2.1 图像控制点来源

图像控制点是以图像为基础,以矢量为辅的文件。

(1)把正射纠正后的航空或遥感数字图像上裁剪下来的典型区域的一小块范围的图像作为图像控制点。

(2)根据野外GPS控制点坐标,在原始图像上标注控制点的位置,并附带有原数据说明文档和实地数码相片。

(3)从扫描纠正后的数字地形图上得到的典型地物区域的一小块范围的数字图像作为图像控制点。

(4)图像控制点参考坐标系统应与要求的成果图像的坐标系统一致。

2.2 基础控制点库的内容

控制点库是管理图像控制点的,图像控制点包含两种数据:图像数据和属性数据。无论采用何种方式采集的图像控制点,都同时具有这两种数据。图像数据和属性数据分开存放在不同的库体之中,图像数据的存储格式是栅格形式,而且属性数据的存储格式是矢量形式。图像数据和属性数据必须建立存放在不同的库体之中的连接。

2.2.1 图像数据

图像控制点是以栅格形式存储的包含某一个明显地物的图像。在数据库中,由于栅格图像的特殊性,它无法像属性数据以一条记录来存储,每一个图像都是以栅格文件存储在一定的目录下,按目录来进行管理。图像的大小一般在100×100像素和200×200像素之间,以能包含一明显地物为准。图像控制点区别于传统的控制点就在于它有图像数据。图像中的明显地物是指在一定的范围内可以区别于周围其他地物的,可以是一个道路的交叉口,也可以是一个小河流的拐弯处,甚至可以是一个小岛。它的特点使得它在传统的控制点无法确定的区域能够选点进行几何纠正。

2.2.2 属性数据

属性数据是用来描述控制点的地理位置等关系的。一组图像要当作控制点来进行几何纠正,它们必须具有在某一确定的投影空间的正确的相互位置关系。图像控制点的地理位置就是由它们的属性数据来描述的,为了正确描述地理位置关系,每一个控制点的属性数据要具有和影像数据进行联结的一致ID标识号,以实现图像数据与属性数据的正确连接。所有控制点的属性数据格式是相同的,因此属性数据库是关系数据库,每一个图像控制点的属性以规定的格式记录。属性数据记录包括:图像控制点来源;控制点坐标;数据说明;参考椭球;影像的比例尺;超级连接的野外GPS控制点数码相片。

2.2.3 坐标系统

所有的图像控制点都是投影到一定的参考坐标系统里的。为了提高数据库的使用性能,正确表示控制点在整个数据库范围内的相互地理位置关系,控制点应该采用统一的坐标系统,以利于控制点的正确查询提取与使用。

2.3 控制点库的结构

不同地区的控制点数目不同,大范围地区的控制点数据量非常大。大范围地区单一的一个数据库对于控制点的查询使用是非常不便的,会降低数据库的性能,因此为了快速方便地查询提取控制点,就要以索引的方式来层层建库,形成一个树形结构的控制点库体。由于控制点是按空间的地理位置来分布的,因此按地理位置范围来将一个大的区域分为几个小的区域是合理的,而且可以根据实际的情况来对小的区域进行进一步的细分,由此从上到下建立一级一级的索引数据库。

顶级数据库是全局数据库,它描述的是整个建库范围内的分区数据库的信息,也是关系数据库。它的记录描述的内容是:子数据库的名称,子数据库所包含的范围信息等。根据实际的情况,子数据库中描述的可以是再下一级的数据库的信息,也可以是控制点的信息。

图1 树形数据库结构

在这个树形的数据库结构中,叶子数据库处在最基础位置,描述的是图像控制点的信息。当要从数据库中提取控制点时,就可以从顶端的数据库一层一层地向下查询,直至叶子数据库查询基础控制点库的内容,见图1。

从结构图看出,由于图像和属性数据是以文件存放在某一确定的目录中,图像数据库的管理实际就是对文件目录的管理。合理的组织文件目录才能够实现图像数据与属性数据的连接,这就要求目录的结构与命名和属性数据库要一致。

3 控制点库的应用

图像控制点库的目的就是有效地组织管理控制点,方便地提取某一影像范围内的控制点来进行几何纠正。一景待纠正的SPOT5 影像,由于原始数据轨道参数的导入,可以得到它的一个带有地理信息的影像。根据这个地理信息范围,从最上一级的控制点数据库开始,找到这一影像所在范围的子数据库,再进入下一级数据库,进行同样的判断,直至最底层的数据库,就可以提取出位于这一影像范围内的图像控制点,进行几何纠正。

一个控制点一旦被提取出来,就可以获取它的地理位置数据,根据它的位置和待纠正遥感影像的地理信息,可以自动匹配控制点在影像上的大致位置范围,在这一范围内进行搜索,可以大大缩小同名点匹配的搜索过程,提高匹配的速度和精度。

在使用控制点时,不管 GPS 控制点还是图像控制点,简单的方法是在待纠正的影像上标识出控制点的大致范围,这可以仅根据控制点的地理坐标和影像的范围来获取,然后用鼠标在计算机屏幕上通过点击来获取控制点的同名点的影像像素坐标。要实现几何纠正的自动化,就要利用影像的匹配技术来进行控制点与待纠正影像上的同名点的自动匹配。根据控制点的种类的不同,采取不同的匹配技术来进行。控制点数据库中应用过程参见图2。

图2 控制值数据库应用过程

3.1 遥感数字图像控制点配准方法

对正射纠正后的航空或遥感数字图像上裁剪下来的典型区域的一小块范围的图像作为图像控制点采用基于区域特征的和基于点特征的配准方法。

3.1.1 基于区域的配准方法

基于区域的配准方法是将待配准图像中一块区域与参考图像中的相同尺寸的区域从统计学上进行比较,其相似度评测标准是从两块区域的标准化交叉相关系数中取最大值者。也可以通过FFT变换将图像由时域变换到频域,然后再进行配准。对位移量比较大的图像,可以先校正图像的旋转,然后建立两幅图像之间的映射关系。但如果图像中存在比较大的噪声和灰度差异时,这个交叉相关测量标准就变得不可靠。

3.1.2 基于点特征的配准方法

基于点特征的配准方法有较高的性能。它有两个过程:特征抽取和特征配准,一系列的图像分割技术都被用到特征的抽取和边界检测上。如Canny算子、拉普拉斯高斯算子、区域生长算子。抽取出来的空间特征有闭合的边界、开边界、交叉线以及其他特征。特征匹配的算法有:交叉相关、距离变换、动态编程、结构匹配等算法。

3.2 GPS 控制点配准方法

对野外GPS控制点在原始图像上标注控制点的位置和扫描纠正后的数字地形图上得到的典型地物区域的一小块范围的数字图像作为控制点采用人工匹配同名点的方法。

由于地形图控制点所提供的仅是地物的一个结构信息,类似于影像的纹理。它不反映地物的光谱信息,与待纠正影像上的内容不一致;它不能利用控制点片中的数据直接来进行影像匹配。因此,只能利用这一个结构信息采用人工匹配同名点的方法,在可以自动预测控制点在影像上的大致位置范围内,根据影像的纹理特征寻找控制点的同名点。

综合上述方法,在对足够数目的控制点进行匹配找到同名点后,就可以根据这些控制点解算转换矩阵实现几何纠正。

图像控制点库的建立是一项基础的工作,大量的数据要输入数据库。一旦数据库建立起来,可以利用最新的遥感数据进行更新,当需要利用控制点对新的遥感数据进行几何纠正时,可以方便快捷地提取控制点,提高工作效率,为土地调查工作提供技术保障。

参考文献

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张祖勋,张剑清.数字摄影测量学.武汉:武汉测绘科技大学出版社,1996

张祖勋、张剑清.山区遥感(RS)影像的小面元微分纠正.第三届海峡两岸测绘发展研讨会论文集,2000,12

陈跃峰,肖自美.基于内容查询的图像数据库系统模型[J].中国图像图形学报,1997

⑨ 遗传算法-总结

最近在做遗传算法的项目,简单记录一下。
遗传算法是模拟自然界生物进化机制的一种算法,在寻优过程中有用的保留无用的去除。包括3个基本的遗传算子:选择(selection)、交叉(crossover)和变异(mutation)。遗传操作的效果与上述3个遗传算子所取的操作概率、编码方法、群体大小、初始群体,以及适应度函数的设定密切相关。
1、种群初始化
popsize 种群大小,一般为20-100,太小会降低群体的多样性,导致早熟;较大会影响运行效率;迭代次数一般100-500;交叉概率:0.4-0.99,太小会破坏群体的优良模式;变异概率:0.001-0.1,太大搜索趋于随机。编码包括实数编码和二进制编码,可以参考遗传算法的几个经典问题,TSP、背包问题、车间调度问题。
2、选择
目的是把优化个体直接遗传到下一代或通过配对交叉产生新的个体再遗传到下一代,我大部分采用了轮盘赌的方法。具体可参考 http://my.oschina.net/u/1412321/blog/192454 轮盘赌方法各个个体的选择概率和其适应值成比例,个体适应值越大,被选择的概率也越高,反之亦然。在实际问题中,经常需要最小值作为最优解,有以下几种方法进行转换
a、0-1之间的数据,可以用1-该数值,则最小值与最大值互换;
b、 求倒数;
c、求相反数;
以上几种方法均可以将最大值变为最小值,最小值变为最大值,便于利用轮盘赌选择最优个体,根据实际情况来确定。
3、交叉
交叉即将两个父代个体的部分结构加以替换重组而生成新个体的操作,通过交叉,遗传算法的搜索能力得以飞跃提高。根据编码方法的不同,可以有以下的算法:
a、实值重组
离散重组、中间重组、线性重组、扩展线性重组
b、二进制交叉
单点交叉、多点交叉、均匀交叉、洗牌交叉、缩小代理交叉
4、变异
基本步骤:对群中所有个体以事先设定的变异概率判断是否进行变异;对进行变异的个体随机选择变异位进行变异。根据编码表示方法的不同,有实值变异和二进制变异
变异的目的:
a、使遗传算法具有局部的随机搜索能力。当遗传算法通过交叉算子已接近最优解邻域时,利用变异算子的这种局部搜索能力可以加速向最优解收敛。显然该情况下变异概率应取较小值,否则接近最优解的积木块会因为变异遭到破坏。
b、使遗传算法可维持多样性,以防止未成熟收敛现象。此时收敛概率应取较大值。
变异概率一般取0.001-0.1。
5、终止条件
当最优个体的适应度达到给定的阈值,或者最优个体的适应度和群体适应度不再上升时,或者迭代次数达到预设的代数时,算法终止。预设代数一般为100-500。
6、其它
多变量:将多个变量依次连接
多目标:一种方法是转化为单目标,例如按大小进行排序,根据排序和进行选择,可以参考 https://blog.csdn.net/paulfeng20171114/article/details/82454310

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