本届数维杯我们将选择 MCM的B题以及ICM的D题进行助攻,具体助攻时间轴如下所示
11.15 12:00 更新赛题翻译、相关文献资料、选题建议、赛题难度
11.15 16:00 更新人工精翻版本赛题、数据预处理代码
11.15 24:00 更新完整解题思路、部分解题代码
11.16 06:00 更新完整论文+解题代码+讲解视频
11.16 18:00 更新降重说明+答疑讲解
11.17 18:00 相关内容答疑讲解
11.18 18:00 无水印代码+无水印可视化
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一图流
初步预估(真实结果需要进行统计,约24小时发布)
赛题难度 A:B:C:D=2.3 : 1.4 : 1.9 : 1
选题人数 A:B:C:D=0.2 : 0.8 : 0.5 : 1
题目A:飞机激光测风频率估计问题
1. 噪声特性分析:在飞行期间,激光测速信号受到噪声干扰。要求分析第一段飞行数据中的噪声特性,以设计信号频率估计算法。
可以使用傅里叶变换和功率谱分析来确定噪声特性和频带。通过时域分析(如自相关)和频域方法结合,了解噪声成分的结构和特征分布。
2. 未知频率的信号频率估计:第二段飞行数据中已知信号振幅和相位,但频率未知,需要估计频率。
在已知振幅和相位情况下,可使用自相关法或基于最大似然估计的频率估计方法,对信号频率进行拟合求解。
3. 未知振幅和相位的信号频率估计:第三段飞行数据中未知信号的振幅和相位,要求设计适用的方法估计频率。
此情境下,可采用非线性最小二乘法结合功率谱分析的频率检测方法。通过频率估计及参数优化,估计出信号频率。
4. 间歇信号的频率估计:第四段飞行数据为间歇接收信号,需要找出间歇规律并设计频率估计方法。
利用短时傅里叶变换(STFT)或小波变换,对间歇接收信号进行时频分析,并结合插值方法恢复间歇信号的频谱特征,进而估计频率。
题目B:空间变量的协同估计方法研究
1. 目标变量的估计:通过随机重采样目标变量数据,估计未采样位置的值,并展示结果的等值线图。
使用克里金插值法估计空间分布,并生成等值线图。控制样本数量变化,观察采样量对估计误差的影响。
2. 目标变量与协同变量的相关性分析:分析目标变量和协同变量的相关性,并选择两个协同变量用于估计目标变量。
可使用皮尔逊相关系数或空间回归模型,量化协同变量和目标变量的相关性,以选出相关性强的协同变量。
3. 多方法对比:设计不同协同估计方法,比较它们的效果。
使用协同克里金(Co-Kriging)方法,并对比其他插值或机器学习方法(如随机森林、SVM回归),分析各方法的精度与适用性。
4. 不足采样下的趋势估计:数据不足情况下,利用最优方法估计目标变量的趋势。
通过协同克里金结合空间自相关模型,或使用机器学习方法(如梯度提升回归树)处理缺失值问题,生成趋势图。
题目C:脉冲星计时噪声和大气延迟建模
1. 脉冲星计时噪声模型拟合:建立模型对计时噪声进行拟合,要求达到95%以上的拟合精度。
可以使用ARIMA模型或功率谱分析进行噪声拟合,结合经验模态分解(EMD)分离噪声特征,提高拟合精度。
2. 计时噪声的短期与长期预测:对脉冲星计时噪声进行短期和长期趋势预测。
通过长短期记忆网络(LSTM)或Prophet等时间序列模型,实现短期和长期趋势预测,分析不同时间尺度的噪声变化。
3. 折射时间延迟模型:对20 GHz以上的射电观测频率建模折射时间延迟。
使用Saastamoinen模型进行高频折射延迟建模,考虑电离层和对流层对延迟的影响,调节模型参数以适配高频需求。
4. 小仰角观测的时间延迟校正:10度以下观测角度的延迟校正模型建立。
基于赫林模型分离干湿延迟,并结合全球映射函数(GMF)对大气延迟进行校正,提高小仰角下的时间到达准确性。
题目D:城市韧性与可持续发展能力评估
1. 房价预测和住房存量估计:预测不同区域的房价走势并估算住房存量。
基于多变量回归模型或时间序列分析模型,结合经济指标和房产历史数据,对房价进行预测,并结合人口、GDP估计住房存量。
2. 服务水平分析:量化城市的不同服务水平,提炼两个城市的共同特点和优劣势。
使用层次分析法(AHP)或模糊综合评价,建立服务质量量化指标,分析不同服务水平的表现及城市间的对比。
3. 城市韧性与可持续发展能力评估:评估两个城市的应对能力并制定投资建议。
利用回归分析和机器学习模型(如随机森林)建立韧性得分模型,结合POI数据和天气数据,识别弱项并提出关键发展领域的投资建议。
4. 未来发展规划:制定发展计划,包括投资领域、资金及智慧城市建设改进目标。
基于前期分析,提出投资策略,如重点发展智慧城市基础设施,优化公共服务体系,并用多目标优化模型模拟不同情境下的城市发展效果。