Huffman algebras for independent random variables

Based on a rearrangement inequality by Hardy, Littlewood, and Polya, we define two-operator algebras for independent random variables. These algebras are called Huffman algebras since the Huffman algorithm on these algebras produces an optimal binary tree that minimizes the weighted lengths of leaves. Many examples of such algebras are given. For the case with random weights of the leaves, we prove the optimality of the tree constructed by the power-of-2 rule, i.e., the Huffman algorithm assuming identical weights, when the weights of the leaves are independent and identically distributed.     

基于模糊修正熵权TOPSIS的战时装备供应链风险评估

针对战时装备供应链的特点,以远程精确打击、敌特后方袭扰和恶劣天气等三个因素为主要风险指标,运用修正的模糊信息熵权对TOPSIS法进行改进,提出了一种新的战时装备供应链风险评估方法。首先利用原始数据产生的模糊信息熵权进行客观赋权,并引入专家因素对权重进行主观修正,利用逼近理想解排序方法进行运算,最后通过实例计算与分析,验证该评估方法简便易行,结论合理,有效降低了指挥员决策的主观随意性。     

改进近邻传播聚类的彩色图像分割

针对近邻传播(AP)聚类算法存在运算时间长、空间复杂度高而难以应用于较大规模图像数据处理的问题,提出一种将mean shift(MS)算法和AP算法相结合的彩色图像分割方法——MSAP算法.首先应用MS算法对输入目标图像进行预分割,将分割后的区域数目代替原图像像素点数目作为AP算法输入数据的规模,计算每个区域中所有像素的彩色向量平均值,并将其作为AP算法输入的数据点,选用数据点间的距离作为相似度的测度指标;然后应用AP算法在数据相似度矩阵上进行聚类,得到最终的图像分割结果.实验结果表明,与AP算法相比,MSAP算法在运行时间和分割效果方面都有显著的提高.     

基于局部积分均值的经验模态分解改进算法

端点效应和模态混叠现象是经验模态分解算法应用中存在的主要问题。在介绍标准经验模态分解算法的基础上,阐述了基于局部积分均值经验模态分解算法的基本原理,提出自适应的端点局部积分均值拟合线的拟合方法。改进算法通过距离相关度函数在待分解信号内部寻找与端点处信号变化趋势相关度最高的一段波形,并用此段波形的局部积分均值拟合线来重新刻画端点处的局部积分均值拟合线,将修正后的局部积分均值拟合线应用于EMD算法筛选过程中。仿真实验结果表明,改进算法有效抑制了模态混叠和端点效应现象,提高了分解的精度和可靠性。     

DCKPDP：改进k-prototype聚类的差分隐私混合属性数据发布方法

当前混合属性数据发布中隐私保护方法大多存在隐私保护效果不佳或数据效用较差的问题,采用差分隐私与优化的k-prototype聚类方法相结合,提出改进k-prototype聚类的差分隐私混合属性数据发布方法(DCKPDP)。为解决传统k-prototype聚类算法没有考虑不同数值型属性对聚类结果有较大影响的问题,利用信息熵为每个数值型属性添加属性权重;为解决聚类初始中心点人为规定或者由随机算法随机确定,导致聚类结果精确度不高的问题,结合数据对象的局部密度和高密度对聚类过程中初始中心点进行自适应选择;为解决数据信息泄露风险较高的问题,对聚类中心值进行差分隐私保护。实验结果表明,DCKPDP算法满足差分隐私保护所需的噪声量更小,数据的可用性更好。     

Snowpack response in the Assiniboine-Red River basin associated with projected global warming of 1.0 °C to 3.0 °C

This study assesses snow response in the Assiniboine-Red River basin, located in the Lake Winnipeg watershed, due to anthropogenic climate change. We use a process-based distributed snow model driven by an ensemble of eight statistically downscaled global climate models (GCMs) to project future changes under policy-relevant global mean temperature (GMT) increases of 1.0 °C to 3.0 °C above the pre-industrial period. Results indicate that basin scale seasonal warmings generally exceed the GMT increases, with greater warming in winter months. The majority of GCMs project wetter winters and springs, and drier summers, while autumn could become either drier or wetter. An analysis of snow water equivalent (SWE) responses under GMT changes reveal higher correlations of snow cover duration (SCD), snowmelt rate, maximum SWE (SWE_max) and timing of SWE_max with winter and spring temperatures compared to precipitation, implying that these variables are predominantly temperature controlled. Consequently, under the GMT increases from 1.0 °C to 3.0 °C, the basin will experience successively shorter SCD, slower snowmelt, smaller monthly SWE and SWE_max, earlier SWE_max, and a transition from snow-dominated to rain-snow hybrid regime. Further, while the winter precipitation increases for some GCMs compensate the temperature-driven changes in SWE, the increases for most GCMs occur as rainfall, thus limiting the positive contribution to snow storage. Overall, this study provides a detailed diagnosis of the snow regime changes under the policy-relevant GMT changes, and a basis for further investigations on water quantity and quality changes.     

基于生态位理论的黄河流域用水结构分析

为分析和探究黄河流域用水结构的变化特征,科学支撑流域水资源合理配置与调度,保障流域可持续发展,以黄河流域为研究对象,基于生态位理论构建了用水结构生态位及其熵值模型,分析了流域及流域内主要省区用水结构演变趋势和特征,并与发达国家用水特征作比较。在此基础上提出了相关建议。结果表明:黄河流域的农业用水生态位(0.7～0.78)最大但呈现波动减少趋势,工业用水生态位(0.12～0.15)次之且变化趋势为波动且有所下降,生活用水生态位(0.06～0.08)与城镇公共及生态用水生态位(0.03～0.09)相对较少但皆有不同程度的增长趋势。各省区的生态位熵值差异较大,表明流域及各省区间用水结构差异较大。统计年间宁夏、内蒙古及山东的农业用水占有率高于全流域,陕西、山西、河南及甘肃的工业用水占有率高于全流域,各省区城镇公共及生态用水的占有率变化剧烈,陕西、山西及河南的生活用水占有率高于全流域。相较于黄河流域,美国的工业用水(0.42～0.52)在用水结构中的优势更加突出,农业用水(0.31～0.44)相对处于劣势地位;两个区域生活用水在用水结构中的地位相对其他的用水类型更为接近。     

海绵城市低影响开发措施综合效益评价体系及应用

为对低影响开发(LID)措施综合效益进行量化评价,综合考虑生态、经济及社会等因素,选取径流量削减率、污染物削减率、成本投资、运行效益、雨水利用、生态价值等16项LID措施评价指标,采用层次分析法和熵权法确定指标权重,基于云模型构建了LID措施综合效益评价体系。将评价体系应用于南京一住宅小区的4个LID措施初步设计方案量化评价,结果显示,功效最大型方案截污减排效益最优,社会效益良好,对于“较优”的隶属度最大,为最优方案。     

基于级差最大化组合赋权法的地下水功能评价

针对地下水功能评价中单独采用主观赋权法或客观赋权法存在的问题,结合二者的优点,采用基于主观赋权的层次分析法与客观赋权的熵权法相结合的级差最大化组合赋权法评价地下水功能,并通过计算不同赋权方法权重结果与平均值的相对偏差来衡量级差最大化组合赋权法的准确性。将该方法应用于伊犁河谷西北部平原区浅层地下水功能评价,评价结果基本符合评价区实际情况,验证了该评价方法在地下水功能评价中的可行性。