申报书-湖南文理学院教务处

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湖南省大学生研究性学习和创新性实验计划


项目名称:基于聚类分析的常德市人居环境研究学校名称学生姓名李世林指导教师
湖南文理学院
201110010115


讲师
项目所属一级学科
201192011920119
应用数学
数学与应用数
数学与应用数
201110010129

数学与应用数
201110010106
廖昌隆
职称
学生曾经参与科研的情况
参加2013年全国数学建模竞赛,分获国家二等奖和湖南省三等奖
指导教师承担科研课题情况
《加强数学建模课程建设推动数学教学改革》,校教改课题,2008《非线性序格上线性方程组的可解性研究》湖南省自然科学基金面上项目,2008《高等数学课程中数学实验体系的研究与构建》,省教育厅教改课题,2011

项目研究和实验的目的、内容和要解决的主要问题
一、项目研究的目的:
近二十年来,我国城市建设的发展越来越迅速,城市居民对于其居住环境质量的要求也越来越高。为了鼓励、引导各城市和各地区对人居环境做出改善,2001年建设部设立了“中国人居环境奖”和“中国人居环境范例奖”。说明我国对于城市人居环境越来越重视。
本项目通过数学方法对常德市9个区县的20多个人居环境指标进行分析。项目研究的目的有两个:其一,可以为教师的科研以及学生对所学知识的应用能力和科技创新能力的培养提供平台;其二,可以为常德市的人居环境建设提供一些意见和建议。

二、项目研究的内容
我们先使用主成分分析法通过SPSS或者MATLAB软件对相关指标进行降维,使之化为较少的几个主成分,再使用改进的聚类方法通过其主成分对常德市的9个区县进行分类,最后结合实际情况进行分析。
三、要解决的主要问题
问题主要是两个方面:首先,本项目涉及的信息量比较大,对于相关数据的搜集有一定难度;其次,我们将对于传统的聚类分析进行改进。
国内外研究现状和发展动态
国外很多国家,在城市人居环境评价研究上,都经历了一个从定性到定量的过程。起初,国外学者对城市人居环境进行的评价主要是从定性的角度研究。一直到20世纪70年代,随着计算机技术的普及和广泛应用以及统计学的快速发展,学者们开始对城市人居环境进行定量地分析和评价,其中走在最前列的国家主要是美国。

在我国,近十年来虽然有很多专家、学者都在对城市人居环境进行研究,分析了引起某个地区或者省份的人居环境差异的各种原因,但通过纯数学的方法对区县人居环境进行分析的评价还没有。


本项目学生有关的研究积累和已取得的成绩
1.本项目学生参加了2013年全国大学生数学建模竞赛,获得了国家二等奖;2.本项目学生具有扎实的数学基础和编程能力;3.本项目学生具有较强的分析问题、解决问题的能力;
4.本项目学生对常德市部分区县人居环境指标进行了初步的调查,搜集到了部分相关数据。
项目的创新点和特色
一、项目的创新点
1.通过主成分分析和聚类分析对人居环境来进行研究;2.对传统的聚类分析进行改进。
二、项目的特色
1.针对高维的样本数据,进行聚类分析时往往聚类结果不够准确,因为高维数据可能有冗余的数据或者敏感的数据点,从而给整个数据信息结果带来影响。所以,针对高维的数据,我们通过主成分分析将高维样本数据降维;2.针对某些特征不够明显的数据信息,这些数据进行聚类时,往往产生在不同条件下聚类结果不相同,或者相差很大。所以,我们考虑在模糊聚类的基础上进行一定的改进;
3.本项目的分析结果可以为常德市人居环境的发展提供科学依据,具有一定的实际意义。
项目的技术路线及预期成果
一、项目的技术路线
本项目通过人居环境的相关理论学习和研究,对城市人居环境进行综合评价。我们工作的重点是对于现有的聚类分析进行改进,对相关指标采用主成分分析进行降维,通过SPSS软件得到较少的主成分,最后通过得到的主成分对城市人居环境进行聚类分析,给出相关的结论和建议。

二、预期成果
公开发表研究性论文1-3篇,本项目组成员全部参加2014年全国数学建模竞赛,争取获奖。

年度目标和工作内容(分年度写)
2014.5.1-2014.9.31开展文献资料的查阅,制定相关的方案,提出可能存在的问题;
2014.10.1-2015.5.31对聚类分析法加以改进,并用其对常德市9个区县的人居环境进行分类。

指导教师意见
该项目研究目标明确,内容具有一定的理论和应用价值。参与项目的各位同学具有良好的数学基础和极高的科学热情,本人完全支持同学们积极参与实践创新训练计划的活动,并提供尽可能的帮助,使学生的创新思维、动手能力和综合素质得到培养与提高。
签字:日期:
注:本表栏空不够可另附纸张

本文来源:https://www.2haoxitong.net/k/doc/611638c2e97101f69e3143323968011ca200f748.html

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