基于ArcEngine 的海水水质可变模糊评价系统设计、实现及应用

针对大多数传统的水质评价方法往往将评价标准或参照标准处理成点的形式存在一定的不足,将可变模糊评价方法引入海水水质评价,设计并建立基于 ArcEngine 的海水水质可变模糊评价系统,通过ArcSDE数据引擎和专用开发数据库访问类访问SQL Server中的海水水质评价数据库,在Visual C#2008开发环境下,将可变模糊数学模型与GIS空间分析手段集成,实现了海水水质等级评价结果的直观化、可视化表达。结果表明： GIS技术和可变模糊评价方法应用于海水水质综合评价中是完全可行的,为控制环境污染、进行环境规划提供了科学依据。     

基于ArcEngine的海水水质可变模糊综合评价系统研究与建立——以莱州湾海域为例

水环境污染受到多种因素的影响,污染物质之间存在着复杂的相关性,本文探讨将可变模糊数学方法和GIS技术相结合,应用于海洋水质评价中的路线和方法,建立基于ArcEngine的海水水质可变模糊综合评价系统,实现了海水水质评价相关数据输入与管理、水质环境信息选择与查询、海水水质可变模糊评价、空间分析及综合评价结果制图输出等功能,最后将该系统应用到胶州湾海水水质综合评价中,实现了海水水质评价结果的直观、可视化显示,实践表明GIS技术和可变模糊评价方法应用于海水水质综合评价中是完全可行的,为控制环境污染、进行环境规划提供了科学依据。     

模糊综合评价在渤海湾生态监控区水质评价中的应用

将模糊综合评价方法应用于渤海湾生态监控区的水质评价中,通过确定评价指标、评价等级、隶属函数、权重等构建了模糊综合评价模型,实现对各水体样本集水质的总体评价,增加对水质总体评价的精确性和可对比性,以期为制定科学的生态监控区环境污染综合防治规划及综合管理等提供依据.     

基于BP人工神经网络的海水水质综合评价

为了能够客观地对海水水质进行综合评价,在分析人工神经网络概念和原理的基础上,从阈值角度出发,通过对各类海水水质污染指标浓度生成样本的方法,生成了适用于BP人工神经网络模型训练的样本,并应用基于误差反向传播原理的前向多层神经网络,建立了用于海水水质评价的BP人工神经网络模型。将该模型用于渤海湾近岸海域水环境评价,通过模型的计算,得到该海域的水质类别。结果表明,2004-2007年,渤海湾近岸海域污染指标总体上在河流丰水期时比枯水期时高,2005年和2006年污染较为严重,2007年有所好转。经训练的评价模型应用于实例的评价结果表明,该模型设计合理、泛化能力强,对海水水质评价具有较好的客观性、通用性和实用性。     

基于BP人工神经网络的海水水质综合评价

为了能够客观地对海水水质进行综合评价,在分析人工神经网络概念和原理的基础上,从阈值角度出发,通过对各类海水水质污染指标浓度生成样本的方法,生成了适用于BP人工神经网络模型训练的样本,并应用基于误差反向传播原理的前向多层神经网络,建立了用于海水水质评价的BP人工神经网络模型。将该模型用于渤海湾近岸海域水环境评价,通过模型...     

基于模糊综合—聚类评价模型的烟台市区排污混合区范围论证

基于烟台市区排污混合区2009年2月的海水水质监测资料,应用模糊综合—聚类评价模型对混合区的水质现状进行综合评价,并利用克里格插值法对水质进行平面空间分析,进而论证混合区范围划定的合理性。该模型克服了单独应用模糊综合评价或模糊聚类分析进行水质评价的不足,结合了两者的优点。结果表明:混合区中部水质为四类或劣四类,边缘水质为二类或三类,西北部水质优于东南部。混合区相邻海域水质已达到相应的海域功能要求,可见该混合区范围的划定是合理的。     

模糊数学法在海洋水质评价中的应用

根据福建东碇临时海洋倾倒区2007-2009年间实施的5次海水水质监测资料,应用模糊合成-加权平均复合模型对该区及周边海域水质进行综合评价,分析倾倒活动对水质的影响情况,并与单参数特征值法评价结果相比较.结果表明:应用模糊合成的原理,根据最大隶属度原则评价水质,体现了分级界限的模糊性,其评价结果较单参数特征值法更接近客...     

基于模糊综合评价法的东极大黄鱼(Larimichthys crocea)养殖区海水水质评价

采用模糊综合评价法,根据2009年5个月份和2010年6个月份的东极大黄鱼(Larimichthys crocea)养殖区海水水样监测数据,对该养殖区海水水质状况进行了综合评价。结果表明,在年均值的评价中,2009年和2010年养殖区海水水质均为一类水,对一类水的隶属度分别为0.53和0.80,说明2010年的水质状况好于2009年。2010年6个监测月份的评价结果显示,各监测月份水质状况均为一类水质,但各月水质状况对一类水的隶属度值差别较大。4月份和5月份的水质状况对一类水的隶属度在0.5以上,6月份的水质状况对一类水的隶属度最低,仅为0.33,其余监测月份海水水质对一类水的隶属度均小于4、5月份。评价结果与东极大黄鱼养殖区水质的实际状况相符,说明模糊综合评价法适用于养殖区海水水质的评价。     

上海市水源地水质综合评价方法的探讨

基于2005年至2007年上海市陈行水库和青草沙水源地的监测资料,应用基于组合权重法的水质综合评价模型对水质状况进行了综合评价。并将综合评价结果与单因子评价结果进行比较分析。研究结果表明:基于组合权重法的水质综合评价模型简便、适用,利用样本信息较为全面,能够实现对水质客观、准确、量化的分类和排序,是一种较为有效的水质评价方法。     

海水脱硫工程用海评价指标浅析

结合海水脱硫工艺特点及脱硫工程用海对近海海域生态环境的影响分析,确定了海水脱硫工程用海的评价指标,提出海水脱硫工程用海的评价指标体系;采用相关的国家标准对环境质量要求作为各承载力评价指标的分级标准,确定了海水脱硫工程用海海域的海水水质、表层沉积物、底栖生物污染物、海洋生物等质量指标的评价等级;为定量分析海水脱硫工程用海状况奠定基础。     

近岸水质遥感评价参数的选择及评价模型的研究

利用遥感技术的水质评价是海洋环境监测的必然趋势,但目前可通过遥感技术反演的水质参数种类远少于《海水水质标准》中的35项,因此遥感监测时必须反演的水质参数有哪些?利用有限的参数该建立怎样的水质评价模型?成为我们关心的问题。本文以雷州半岛海域为研究对象,通过对实测数据的分析得出13种水质参数中的主导参数为总氮(N)、总磷(P)、化学需氧量(COD)、酸度(pH)、溶解氧(DO)这5种;再通过数理统计理论得出这5种参数对水质分类判别能力的大小关系为:COD> DO> P> N> pH,分别建立对应的五参数、四参数、三参数水质评价模型,并确定最优评价模型。即,雷州半岛海域水质遥感评价时必须反演的参数为COD、DO、P和N,水质综合评价模型为四参数模型,为后续其他海域水质的遥感监测提供可借鉴的方法。     

基于主成分分析的近海水质评价模型及其应用研究——以雷州半岛海域为例

为建立适用于近岸海域水质的评价模型,依照《国家海水水质标准》构建了1个包含13种水质指标信息、共计400个假设采样站位的数据样本。通过计算其KMO统计量、球形检验及相关矩阵发现,各水质指标间存在较大相关性,故可利用主成分分析方法进行分析。针对13个水质指标,仅前2个特征根大于1的主成分是有效的,且它们可以代表原假设数据81.25%的信息。利用前2个主成分建立了可完全区分四类水质的自动分类图版,即水质评价模型。根据上述水质评价模型绘制了2010年雷州半岛近岸海域的水质类型专题图。分析表明,雷州半岛的湛江港湾、鉴江口海域及铁山港区为第四类水质,东海岛西南、鉴江口外海、徐闻东北角海域、流沙湾及江洪港海域为三类水质,其它区域为一、二类水质。本研究较好地反应了雷州半岛近岸海域水质分布状况,可为该海域海洋环境综合治理及利用提供一定参考。     

基于粒子群算法优化的BP神经网络在海水水质评价中的应用

针对目前存在的海水水质受多因素影响、评价难的现状，提出了一种基于粒子群算法（PSO）优化误差反向传播（BP）神经网络的海水水质评价模型。该模型通过PSO得到BP神经网络最优的权值和阈值，结合青岛东部海域10个监测站点的数据得到水质评价结果。实验证明，该模型和单因子评价、传统的BP神经网络评价相比较，具有训练时间短、预测精度高的特点，在海水水质评价中具有良好的应用价值。     

深圳南山区海水入侵综合研究

根据深圳南山区地下水水质特点,选用Cl-、SO42-、矿化度r、Cl-/rHCO3-和Na K 5项指标作为判断海水入侵的标志,基于模糊数学的原理,建立了该区域模糊综合评价模型。结合不同时期地下水水质的特点,分别用单一指标Cl-浓度和多指标建立的模糊综合评价模型,对研究区不同时期海水入侵程度进行了对比研究,得出研究区海水入侵经历了入侵—恶化—减弱的发展过程。     

逐步判别分析法在海洋水质评价中的应用

针对粤西海域海洋水质评价这一问题,依照GB 3097-1997《国家海水水质标准》建立一个由400个站位组成、每个站位包含13个水质指标信息的假设随机样本,利用逐步判别分析法,在随机样本的13个水质指标中按其对水质分类判别能力的大小进行筛选,最终选出化学需氧量、石油类、镉、总磷、总氮这5个具有显著判别能力的指标,并利用这5个指标建立判别函数及水质分类图版,进而克服水质指标数据引入过多对水质评价模型的不利影响。利用上述水质分类图版对粤西海域2010年40个站位的水质状况进行了评价,对比海洋与渔业环境监测站的水质分类结果,其正确率为95%,说明该水质分类图版具有良好的实际应用效果,可作为解决利用多水质指标信息综合评价海洋水质这一问题的有效方法。     

灰色聚类法评价长江口、杭州湾海域表层海水中的重金属污染程度

通过2007年秋季航次我国近海海洋环境的综合调查,研究了长江口与杭州湾海域表层海水中重金属汞、砷、铜、铅、锌、镉、总铬的含量与分布,利用灰色聚类法对海水中的重金属元素进行评价。参照《国家海水水质标准GB3097-1997》,通过灰类白化权函数确定海水水质分级界限及各参评指标对不同等级的聚类权,构建了海水中重金属的灰色聚类法综合评价模型。该模型能够较客观、合理地评价海水中的重金属。评价结果表明,长江口与杭州湾海域表层海水中的重金属总体情况良好,但是汞、铅含量偏高,尤其是汞。长江口外以北、杭州湾北岸口外及舟山群岛邻近海域的海水水质相对较差,陆源排污为主要影响因子。     

基于头脑风暴优化算法与BP神经网络的海水水质评价模型研究

针对基于传统BP神经网络的海水水质评价模型存在易陷入局部极小等问题,提出了一种新的利用头脑风暴优化算法(BSO)优化BP神经网络的海水水质评价模型(BSO-BP)。该模型引入具有全局寻优特点的头脑风暴优化算法,用于模拟人类提出创造性思维解决问题的过程,具有强大的全局搜索和局部搜索的能力,同时利用BP神经网络所具有良好的非线性映射能力、学习适应能力和容错性,最大程度上考虑到海洋水质评价因素的非线性和非平稳的关系,得到BP神经网络的各层权值、阈值的最优解,使得海水水质评价结果准确合理。并以胶州湾海域的12个监测站位的监测数据作为评价样本进行水质评价,实验结果表明该评价模型能够克服局部极小问题,评价结果准确性较高,并具有一定的实用性。     

基于规范变换的海水水质普适指数公式

为了建立形式简洁、计算简便和普适通用的海水水质的普适指数公式,基于海水水质标准(GB3097-1997),只要适当设置海水水质各指标"参照值"和指标值的规范变换式,并对各指标的标准值进行规范变换,使所有27项指标的各级标准值的规范值都处于陆地3类水体72项指标的同级标准值的规范值范围内,从而适用于陆地水体72项指标规范值的6个水质普适指数公式也适用于27项指标规范值的海水水质评价。以厦门近海海域和长江口近海海域的海水水质评价作实例,对指数公式的实用性进行了效果检验,并与其他方法的评价结果进行了比较。结果表明:不仅6个指数公式使陆地水体水质评价和海水水质评价得到普适、统一、规范和简化,而且规范变换的思想和方法对水资源及水安全系统的研究亦有借鉴作用。     

海水溶解氧标准指数计算新方法

溶解氧是海水水质评价的一个重要参数。但是,我国现行的溶解氧单因子标准指数计算方法,存在方法原理及科学依据不甚明确、评价结果有时不合理等问题,不能准确地反映海水水质状况。一般污染物的标准指数与其质量浓度呈正比关系,而溶解氧的标准指数与溶解氧质量浓度呈反比关系。基于这一反比关系及其他相关的科学研究事实,提出了溶解氧标准指数计算的新方法,该方法克服现行溶解氧单因子标准指数计算方法的缺点,并具有方法原理明确、逻辑推导清晰、评价结果合理且具有可比性、使用简便等优点,适用于海水溶解氧标准指数计算和水质评价,亦可应用于淡水体系。     

Integrated assessment on sea water quality based on the fuzzy neural network

根据俚岛镇海湾22个海洋观测点的水质监测数据,依据人工神经网络与模糊理论,建立模糊神经网络模型,对研究区海水水质进行了综合评价.结果表明,区域内40.91％的采样点属于Ⅰ类海水水质标准,其余为Ⅱ类海水水质.其中,水质Ⅱ类区位于临络湾与俚岛湾的半封闭海域,因该区造船业对水体造成污染且海水对流强度较弱,不利于污染物的扩散;而海水水质Ⅰ类区域靠近黄海,工业活动较少,水体对流较强,利于污染物扩散.