基于ResNet算法的水庫移民安置效果評價

段云飛

(江蘇省工程勘測研究院有限責(zé)任公司，江蘇 揚州 225002)

水庫移民工作是指由于地方水利工程或水庫建設(shè)工程的興起，從而形成的有組織、有計劃、大規(guī)模的人口遷移與社區(qū)重建活動。水庫工程的移民工作是一項系統(tǒng)的工作，移民安置規(guī)劃包含的內(nèi)容較多[1]，相比其他類型的移民工作，水庫移民具有涉及人口數(shù)量大、覆蓋范圍廣、影響程度高等特點。當(dāng)居住在水庫位置的居民發(fā)生遷移活動后，原有的社區(qū)組織將發(fā)生離散，部分公共群體將面臨失去房屋住所、失去土地等風(fēng)險。在此項工作中，科學(xué)地編制水庫移民安置方案，根據(jù)居民生活需求，制定安置后居民生產(chǎn)與生活計劃，不僅可以降低水庫移民過程中的多種風(fēng)險，還可以使遷移的居民群體快速恢復(fù)其原有生活。目前，地方政府與安置單位已加大了對此項工作的投入，認(rèn)知了水庫移民安置保障工作的重要性，并成立了專門的組織機構(gòu)進行安置工作中遺留問題與遺留風(fēng)險的識別。但在深入此項工作的研究中發(fā)現(xiàn)，大部分工作單位在完成對水庫移民安置工作后，沒有進行工作效果的追蹤，即沒有在后續(xù)的工作中進行安置效果的評價，導(dǎo)致部分與民生相關(guān)的工作未能得到妥善、合理地解決[2]。而移民安置又是一個與社會發(fā)展息息相關(guān)的話題，此項工作不僅涉及居民群體個人的利益，還涉及安置區(qū)域經(jīng)濟的穩(wěn)定發(fā)展，因此，可以認(rèn)為落實此項工作是實現(xiàn)助力和諧社會建設(shè)的關(guān)鍵，能夠為水庫移民后期工作提供及時有效的信息，順利完成后期扶持工作[3]。為避免水庫移民安置工作的實施無法達到預(yù)期效果，準(zhǔn)確的對水庫移民安置效果進行評價，本文將在此次研究中引進ResNet算法，設(shè)計一種針對水庫移民安置效果的全新評價方法，通過此種方式，為移民群體的未來生活提供保障。

1 設(shè)計水庫移民安置效果評價指標(biāo)

為實現(xiàn)對水庫移民安置效果的綜合評估，掌握安置后居民對遷移生存地區(qū)的滿意度，應(yīng)在設(shè)計評價方法前，設(shè)計水庫移民安置效果評價指標(biāo)。建立指標(biāo)體系時，應(yīng)遵循系統(tǒng)性原則，保證所選的指標(biāo)具有覆蓋全面化與完整化的優(yōu)勢，同時，遵循層次性與定量化原則，保證指標(biāo)的真實性與可利用性。在選擇評價指標(biāo)時，需要綜合權(quán)衡水庫地區(qū)居民在移民安置前后其個人生活水平的變化[4]。根據(jù)相關(guān)工作的需求，設(shè)計水庫移民安置效果評價指標(biāo)體系，相關(guān)內(nèi)容見表1。

根據(jù)上述內(nèi)容，建立水庫移民安置效果評價指標(biāo)體系，結(jié)合實際情況，進行指標(biāo)體系的填充與優(yōu)化。

2 基于ResNet算法的安置效果評價模型構(gòu)建與訓(xùn)練

引進ResNet算法，構(gòu)建水庫移民安置效果評價模型[5]。為解決由于評價數(shù)據(jù)過多導(dǎo)致的模型梯度爆炸，將利用ResNet算法，進行殘差網(wǎng)絡(luò)的深度優(yōu)化[6]。即前端若干層網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的輸入會在一定程度上導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)評價出現(xiàn)冗余，因此，在評價時，可基于ResNet算法中的VGG19網(wǎng)絡(luò)，進行網(wǎng)絡(luò)深度的優(yōu)化，此過程如下計算公式所示。

表1 水庫移民安置效果評價指標(biāo)體系

(1)

式中，x—VGG19網(wǎng)絡(luò)深度優(yōu)化；f—數(shù)據(jù)輸入層；k—數(shù)據(jù)空間維度；b—數(shù)據(jù)梯度；l—數(shù)據(jù)鏈路長度；j—一級指標(biāo)；i—二級指標(biāo)；M—網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)層數(shù)。根據(jù)此次評價需求，設(shè)定網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)層為M，此時M由一個全連接層與M-1個卷積層構(gòu)成[7]。在卷積層中存在一個BLOCK代表維度不變的殘差塊，在此種條件下，可以通過對輸入維度與輸出維度的同步處理，深化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。將此過程作為評價模型構(gòu)建過程，如下計算公式所示。

(2)

式中，T—水庫移民安置效果評價模型；ω—殘差塊；K—殘差塊梯度；s表示為卷積層；m表示為同步處理時序。將設(shè)計的評價指標(biāo)在VGG19網(wǎng)絡(luò)的輸入層錄入，指標(biāo)與評價參數(shù)將在零填充模塊輸入[8]。與此同時，VGG19網(wǎng)絡(luò)開始訓(xùn)練，在第一個階段中，網(wǎng)絡(luò)卷積層將進行輸入數(shù)據(jù)的批正則化處理，處理過程中，調(diào)用激活函數(shù)，在最大池化層進行數(shù)據(jù)操作。計算公式如下。

(3)

式中，S—水庫移民安置效果評價模型；n—批正則化處理；r—激活函數(shù)；k—激活維度。完成上述處理后，模型訓(xùn)練進入第二個階段，此時需要在模型中添加不同維度的殘差塊與兩個不改變維度的殘差塊，持續(xù)增加殘差塊的維度[9]。當(dāng)增加到最大維度后，評價數(shù)據(jù)將被錄入扁平層，在完成對不同模塊的全連接處理后，實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的輸出。通過此種方式，實現(xiàn)基于ResNet算法的安置效果評價模型構(gòu)建與訓(xùn)練。

3 構(gòu)建目標(biāo)評價矩陣與綜合評價結(jié)果量化

假設(shè)水庫移民安置區(qū)域的數(shù)量為p個，則安置區(qū)域可以表示為P={P1，P2，…PP}，根據(jù)安置區(qū)域數(shù)量，設(shè)定按照區(qū)域的目標(biāo)評價矩陣數(shù)量為Q，將相關(guān)數(shù)據(jù)錄入專家決策系統(tǒng)，在系統(tǒng)中進行評價目標(biāo)的設(shè)定，此時目標(biāo)層權(quán)值向量可以表示用下述公式進行計算。

(4)

式中，γ—目標(biāo)層權(quán)值向量；u—相對重要程度；α—專家系統(tǒng)決策結(jié)果。在此基礎(chǔ)上，根據(jù)一級指標(biāo)的權(quán)重值，建立層次化決策函數(shù)，進行二級評價指標(biāo)權(quán)重的決策[10]。以此為依據(jù)，采用線性隸屬度函數(shù)，建立目標(biāo)評價矩陣。表達式如下。

(5)

式中，A—目標(biāo)評價矩陣；a—指標(biāo)上限取值；b—指標(biāo)下限取值；c—指標(biāo)實際取值；d—指標(biāo)期望值。將評價指標(biāo)及其對應(yīng)的參數(shù)與目標(biāo)評價矩陣進行對接，按照計算公式(6)，進行水庫移民安置效果的綜合評價。

B=U·BQ

(6)

式中，B—水庫移民安置效果綜合評價結(jié)果；U—分項指標(biāo)評價結(jié)果。對公式(6)的計算結(jié)果進行量化，量化標(biāo)準(zhǔn)與水庫移民安置效果評價等級見表2。

將上述計算公式(6)的計算結(jié)果，與表2中的量化取值進行對照，通過此種方式，掌握水庫移民安置后的效果，以此種方式，完成基于ResNet算法的水庫移民安置效果評價。

表2 水庫移民安置效果評價等級與量化標(biāo)準(zhǔn)

4 實例應(yīng)用分析

為檢驗基于ResNet算法的水庫移民安置效果評價方法是否能在實際應(yīng)用中發(fā)揮預(yù)期的效果，本文將以某水利工程建設(shè)項目所在地為例，展開應(yīng)用測試。

實驗前，與水利工程施工方進行交涉，明確該地區(qū)為了興建水利工程項目，需要占用部分居民生活用地與居住用地。地方政府不得不采取措施進行水庫的移民與群體安置處理，根據(jù)相關(guān)工作實際需求，明確此部分群體的移民安置區(qū)域共由D1～D6構(gòu)成，對D1～D6區(qū)域的基本情況進行勘查，得到如下表3所示的安置區(qū)基本概況。

表3 水庫移民安置區(qū)域基本概況

完成對水庫移民安置區(qū)域基本概況的分析后，使用本文設(shè)計的評價方法，進行D1～D6安置效果的評價。評價過程中，先設(shè)計水庫移民安置效果評價指標(biāo)，設(shè)計指標(biāo)時，應(yīng)遵循代表性、全面性、可量化性等原則，選擇有價值、可用的評價指標(biāo)。在此基礎(chǔ)上，引進ResNet算法，建立水庫移民安置效果評價模型，對模型進行反復(fù)訓(xùn)練。根據(jù)不同評價指標(biāo)的權(quán)重與可操作性，建立目標(biāo)評價矩陣，通過此種方式，得到綜合評價結(jié)果。按照提出的步驟，對D1～D6安置區(qū)域進行綜合評估，確定不同評估矩陣的子指標(biāo)的權(quán)值與隸屬度，根據(jù)隸屬值進行D1～D6安置區(qū)安置效果的分析。

分析過程中，參照上文第三章內(nèi)容中的評價結(jié)果量化標(biāo)準(zhǔn)，進行D1～D6安置區(qū)安置效果的量化，量化結(jié)果如圖1所示。

圖1 D1～D6安置區(qū)安置效果評估結(jié)果量化

對D1～D6安置區(qū)安置效果評估結(jié)果量化值按照大小進行排序，得到D5>D2>D3>D1>D6>D4，即D5安置區(qū)的安置效果最佳，D4安置區(qū)的安置效果最差。參照上述表2中內(nèi)容可知，D5安置區(qū)的經(jīng)濟水平已經(jīng)達到了城鎮(zhèn)水平，社區(qū)風(fēng)俗與其原有地區(qū)的風(fēng)俗完全一致，生活設(shè)施與建設(shè)水平基本完善，D4安置區(qū)的經(jīng)濟水平最差，其發(fā)展仍處于農(nóng)村水平，加之供暖方式較為落后，使其得到了最低評分。

通過上述分析可知，本文方法對不同安置區(qū)安置效果的評估，與安置區(qū)實際條件較為適配。因此，可以得出結(jié)論：本文設(shè)計的基于ResNet算法的水庫移民安置效果評價方法，在實際應(yīng)用中可以實現(xiàn)對安置效果的精準(zhǔn)評價，通過此種方式，為居民提供一個與其需求適配的安置環(huán)境。

5 結(jié)語

為保障移民安置后的群體生活環(huán)境與其個人需求具有較高的適配度，實現(xiàn)對群體生活與生產(chǎn)水平的提升，本文設(shè)計了基于ResNet算法的水庫移民安置效果評價方法，并將該方法應(yīng)用至某水利工程建設(shè)項目中，通過實際應(yīng)用證明了本文設(shè)計評價方法可以實現(xiàn)對安置效果的精準(zhǔn)評價，可以為居民提供滿足實際需求的安置環(huán)境。但是由于時間的限制，本文設(shè)計的評價方法注重安置區(qū)是否滿足居民需求，沒有更加直觀的體現(xiàn)不同安置政策處的實施效果，今后將完善本文設(shè)計的評價方法，以期為移民工程的規(guī)劃提供更加科學(xué)的技術(shù)基礎(chǔ)。