神經網路技術的優缺點

1. 神經網路的主要內容特點

（1） 神經網路的一般特點
作為一種正在興起的新型技術神經網路有著自己的優勢，他的主要特點如下：
① 由於神經網路模仿人的大腦，採用自適應演算法。使它較之專家系統的固定的推理方式及傳統計算機的指令程序方式更能夠適應化環境的變化。總結規律，完成某種運算、推理、識別及控制任務。因而它具有更高的智能水平，更接近人的大腦。
② 較強的容錯能力，使神經網路能夠和人工視覺系統一樣，根據對象的主要特徵去識別對象。
③ 自學習、自組織功能及歸納能力。
以上三個特點是神經網路能夠對不確定的、非結構化的信息及圖像進行識別處理。石油勘探中的大量信息就具有這種性質。因而，人工神經網路是十分適合石油勘探的信息處理的。
（2） 自組織神經網路的特點
自組織特徵映射神經網路作為神經網路的一種，既有神經網路的通用的上面所述的三個主要的特點又有自己的特色。
① 自組織神經網路共分兩層即輸入層和輸出層。
② 採用競爭學記機制，勝者為王，但是同時近鄰也享有特權，可以跟著競爭獲勝的神經元一起調整權值，從而使得結果更加光滑，不想前面的那樣粗糙。
③ 這一網路同時考慮拓撲結構的問題，即他不僅僅是對輸入數據本身的分析，更考慮到數據的拓撲機構。
權值調整的過程中和最後的結果輸出都考慮了這些，使得相似的神經元在相鄰的位置，從而實現了與人腦類似的大腦分區響應處理不同類型的信號的功能。
④ 採用無導師學記機制，不需要教師信號，直接進行分類操作，使得網路的適應性更強，應用更加的廣泛，尤其是那些對於現在的人來說結果還是未知的數據的分類。頑強的生命力使得神經網路的應用范圍大大加大。

2. 神經網路技術有哪些優點

神經來網路技術對完成對微弱信自號的檢驗和對各感測器信息實時處理，具有自適應自學習功能，能自動掌握環境特徵，實現自動目標識別及容錯性好，抗干擾能力強等優點。神經網路技術特別適用於密集信號環境的信息處理、數據收集目標識別、圖像處理、無源探測與定位以及人機介面等方面，因而在作戰指揮方面有廣泛的應用前景。

3. 人工智慧和神經網路有什麼聯系與區別

聯系：都是模復仿人類行制為的數學模型以及演算法。神經網路的研究能促進或者加快人工智慧的發展。

區別如下：

一、指代不同

1、人工智慧：是研究、開發用於模擬、延伸和擴展人的智能的理論、方法、技術及應用系統的一門新的技術科學。

2、神經網路：是一種模仿動物神經網路行為特徵，進行分布式並行信息處理的演算法數學模型。

二、方法不同

1、人工智慧：企圖了解智能的實質，並生產出一種新的能以人類智能相似的方式做出反應的智能機器，該領域的研究包括機器人、語言識別、圖像識別、自然語言處理和專家系統等。

2、神經網路：依靠系統的復雜程度，通過調整內部大量節點之間相互連接的關系，從而達到處理信息的目的。

三、目的不同

1、人工智慧：主要目標是使機器能夠勝任一些通常需要人類智能才能完成的復雜工作。

2、神經網路：具有初步的自適應與自組織能力。在學習或訓練過程中改變突觸權重值，以適應周圍環境的要求。同一網路因學習方式及內容不同可具有不同的功能。

4. 神經網路計算機有哪些特點

傳統的計算機在進行繁瑣、復雜的數值運算時，例如，計算圓周率π，就顯得十分有能耐，比人高強；然而，面對人類認為比較容易的有關識別、判斷方面的問題時，就顯得笨手笨腳，力不從心。

為了解決這個問題，科學家們一心想發明神經計算機，或叫神經元網路計算機。

神經網路計算機的工作原理類似人腦。人腦由100億～150億個神經元組成，而每個神經元又和數千到數萬個神經元相連接。神經網路計算機正是利用與人腦非常相似的神經網路進行信息處理的。

神經網路計算機有著許多特點：第一，有著極強的自學能力。人們利用神經網路計算機的自學特點，可以方便地「教」會它認讀自然語言文字。

第二，神經元網路計算機的「智能」好像是自發產生的，不是嚴格設計出來的，這是各個神經元所做的簡單事情集合起來的結果。這一點同人的大腦的工作原理極相似。

第三，神經元網路計算機的資料不是貯存在存儲器中，而是貯存在神經元之間的網路中。這就是說，即使個別神經網路斷裂、破壞，也並不影響整體的運算能力，即它具有重建資料的能力。

現在，人工神經網路技術的研究，已在許多部門獲得了實際應用。例如，信息識別、系統控制、檢測與監測智能化等。

可以預計，在21世紀，人工神經網路的研究將會有新的突破。雖然用無生命的元器件實現人腦的所有功能是不可能的，但在某些特定的智能方面，接近或達到人腦水平的神經網路計算機將會十分普遍，屆時，神經網路計算機將滲透到人類生活的各個領域。

神經計算機是按照一種仿效人腦的神經網路模型工作的。由於這種模型能通過電路予以實現，因此人們不僅可以通過這一模型了解人的神經細胞是怎樣工作的，而且還能把它製成集成電路的晶元，使計算機仿效神經系統工作。於是，便出現了利用神經網路工作原理的神經計算機。

神經計算機不僅能夠進行並行處理，而且還具有以下兩種能力：第一，具有聯想能力，例如見到紅的、圓的、有芬香味的東西，便會聯想起這是蘋果。第二，具有自我組織能力，神經計算機通過多次處理同類問題，能夠把各神經元連接成最適於處理該問題的網路，通過做同類工作而有所改進便是具有學習功能。

最能發揮神經計算機長處的工作有圖像識別、聲音識別、運動控制等。

由於神經計算機採用並行處理方式，很適合用光計算機來實現。今後，光計算機得到實用時，光神經計算機將會有更誘人的前景。

5. 人工神經網路評價法

人工神經元是人工神經網路的基本處理單元，而人工智慧的一個重要組成部分又是人工神經網路。人工神經網路是模擬生物神經元系統的數學模型，接受信息主要是通過神經元來進行的。首先，人工神經元利用連接強度將產生的信號擴大；然後，接收到所有與之相連的神經元輸出的加權累積；最後，將神經元與加權總和一一比較，當比閾值大時，則激活人工神經元，信號被輸送至與它連接的上一層的神經元，反之則不行。

人工神經網路的一個重要模型就是反向傳播模型(Back-Propagation Model)(簡稱BP模型)。對於一個擁有n個輸入節點、m個輸出節點的反向傳播網路，可將輸入到輸出的關系看作n維空間到m維空間的映射。由於網路中含有大量非線性節點，所以可具有高度非線性。

(一)神經網路評價法的步驟

利用神經網路對復墾潛力進行評價的目的就是對某個指標的輸入產生一個預期的評價結果，在此過程中需要對網路的連接弧權值進行不斷的調整。

(1)初始化所有連接弧的權值。為了保證網路不會出現飽和及反常的情況，一般將其設置為較小的隨機數。

(2)在網路中輸入一組訓練數據，並對網路的輸出值進行計算。

(3)對期望值與輸出值之間的偏差進行計算，再從輸出層逆向計算到第一隱含層，調整各條弧的權值，使其往減少該偏差的方向發展。

(4)重復以上幾個步驟，對訓練集中的各組訓練數據反復計算，直至二者的偏差達到能夠被認可的程度為止。

(二)人工神經網路模型的建立

(1)確定輸入層個數。根據評價對象的實際情況，輸入層的個數就是所選擇的評價指標數。

(2)確定隱含層數。通常最為理想的神經網路只具有一個隱含層，輸入的信號能夠被隱含節點分離，然後組合成新的向量，其運算快速，可讓復雜的事物簡單化，減少不必要的麻煩。

(3)確定隱含層節點數。按照經驗公式：

災害損毀土地復墾

式中：j——隱含層的個數；

n——輸入層的個數；

m——輸出層的個數。

人工神經網路模型結構如圖5-2。

圖5-2人工神經網路結構圖(據周麗暉，2004)

(三)人工神經網路的計算

輸入被評價對象的指標信息(X₁，X₂，X₃，…，X_n)，計算實際輸出值Y_j。

災害損毀土地復墾

比較已知輸出與計算輸出，修改K層節點的權值和閾值。

災害損毀土地復墾

式中：w_ij——K-1層結點j的連接權值和閾值；

η——系數(0＜η＜1)；

X_i——結點i的輸出。

輸出結果：

C_j＝y_j(1-y_j)(d_j-y_j) (5-21)

式中：y_j——結點j的實際輸出值；

d_j——結點j的期望輸出值。因為無法對隱含結點的輸出進行比較，可推算出：

災害損毀土地復墾

式中：X_j——結點j的實際輸出值。

它是一個輪番代替的過程，每次的迭代都將W值調整，這樣經過反復更替，直到計算輸出值與期望輸出值的偏差在允許值范圍內才能停止。

利用人工神經網路法對復墾潛力進行評價，實際上就是將土地復墾影響評價因子與復墾潛力之間的映射關系建立起來。只要選擇的網路結構合適，利用人工神經網路函數的逼近性，就能無限接近上述映射關系，所以採用人工神經網路法進行災毀土地復墾潛力評價是適宜的。

(四)人工神經網路方法的優缺點

人工神經網路方法與其他方法相比具有如下優點：

(1)它是利用最優訓練原則進行重復計算，不停地調試神經網路結構，直至得到一個相對穩定的結果。所以，採取此方法進行復墾潛力評價可以消除很多人為主觀因素，保證了復墾潛力評價結果的真實性和客觀性。

(2)得到的評價結果誤差相對較小，通過反復迭代減少系統誤差，可滿足任何精度要求。

(3)動態性好，通過增加參比樣本的數量和隨著時間不斷推移，能夠實現動態追蹤比較和更深層次的學習。

(4)它以非線性函數為基礎，與復雜的非線性動態經濟系統更貼近，能夠更加真實、更為准確地反映出災毀土地復墾潛力，比傳統評價方法更適用。

但是人工神經網路也存在一定的不足：

(1)人工神經網路演算法是採取最優化演算法，通過迭代計算對連接各神經元之間的權值不斷地調整，直到達到全局最優化。但誤差曲面相當復雜，在計算過程中一不小心就會使神經網路陷入局部最小點。

(2)誤差通過輸出層逆向傳播，隱含層越多，逆向傳播偏差在接近輸入層時就越不準確，評價效率在一定程度上也受到影響，收斂速度不及時的情況就容易出現，從而造成個別區域的復墾潛力評價結果出現偏離。