目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 松花江典型河湖水質(zhì)狀況分析 1
1.1.1 河流水資源質(zhì)量狀況 1
1.1.2 重要江河湖泊水功能區(qū)水質(zhì)達(dá)標(biāo)狀況 1
1.1.3 �。▍^(qū)）界及其他重要水體水資源質(zhì)量狀況 2
1.1.4 松花江區(qū)重要大中型水庫(kù) 2
1.2 河湖水質(zhì)綜合評(píng)價(jià)與預(yù)測(cè)情況分析 2
1.2.1 河湖水質(zhì)評(píng)價(jià)研究情況 2
1.2.2 河湖水質(zhì)預(yù)測(cè)研究情況 2
1.3 流域水環(huán)境管理中的水質(zhì)評(píng)價(jià)法概況 3
1.3.1 水質(zhì)指標(biāo)的選擇 3
1.3.2 水質(zhì)指標(biāo)的預(yù)處理 3
1.3.3 權(quán)重系數(shù)的確定 4
1.3.4 主成分分析法 6
1.3.5 聚類(lèi)分析 6
1.3.6 綜合值的處理 6
1.3.7 計(jì)算機(jī)智能模型法 7
1.4 流域水環(huán)境管理中的水質(zhì)預(yù)測(cè)方法 8
1.4.1 多元回歸預(yù)測(cè)法 9
1.4.2 時(shí)間序列法 9
1.4.3 馬爾可夫法 9
1.4.4 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)法 9
1.4.5 貝葉斯網(wǎng)絡(luò)法 10
1.4.6 其他預(yù)測(cè)方法 11
1.5 本章小結(jié) 11
第2章 基礎(chǔ)評(píng)價(jià)方法 12
2.1 概述 12
2.1.1 單因子評(píng)價(jià)法 12
2.1.2 內(nèi)梅羅污染指數(shù)法 13
2.2 單因子評(píng)價(jià)法應(yīng)用 13
2.2.1 斷面選取 13
2.2.2 水質(zhì)評(píng)價(jià)指標(biāo) 15
2.2.3 單因子評(píng)價(jià)法的常見(jiàn)應(yīng)用 16
2.3 內(nèi)梅羅污染指數(shù)法應(yīng)用 20
2.3.1 斷面選取 20
2.3.2 水質(zhì)指標(biāo)分析 21
2.3.3 內(nèi)梅羅污染指數(shù)變化分析 25
2.4 省界緩沖區(qū)監(jiān)管具體對(duì)策及建議 26
2.5 本章小結(jié) 27
第3章 主成分分析法與因子分析法 28
3.1 主成分分析法簡(jiǎn)介 28
3.2 SPSS軟件及其使用方法 28
3.3 主成分分析法在松花江流域省界緩沖區(qū)管理中的應(yīng)用 30
3.3.1 監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化處理 31
3.3.2 檢驗(yàn)是否符合主成分分析條件 32
3.3.3 特征根及方差貢獻(xiàn) 32
3.3.4 主成分負(fù)荷及主成分得分 33
3.4 因子分析法簡(jiǎn)介 34
3.5 因子分析的使用方法 35
3.6 因子分析法在嫩江流域省界緩沖區(qū)水質(zhì)分析的應(yīng)用 36
3.6.1 2011年嫩江流域省界緩沖區(qū)重要斷面因子分析 36
3.6.2 2013年嫩江流域省界緩沖區(qū)重要斷面因子分析 40
3.6.3 2011～2015年大河斷面因子分析 43
3.6.4 大河斷面污染情況綜合分析 44
3.7 本章小結(jié) 45
第4章 層次分析法 46
4.1 概述 46
4.2 AHP的指標(biāo)體系構(gòu)建原則 49
4.3 尼爾基水庫(kù)指標(biāo)體系構(gòu)建 50
4.3.1 監(jiān)測(cè)斷面布置 50
4.3.2 監(jiān)測(cè)項(xiàng)目和分析方法 51
4.3.3 評(píng)價(jià)指標(biāo)體系建立 51
4.3.4 指標(biāo)權(quán)重的確定 51
4.3.5 構(gòu)建判斷矩陣 51
4.4 AHP的應(yīng)用 53
4.4.1 評(píng)價(jià)方法 53
4.4.2 數(shù)據(jù)收集與分析 53
4.4.3 指標(biāo)層評(píng)價(jià)值的確定 55
4.4.4 要素層評(píng)價(jià) 55
4.5 本章小結(jié) 56
第5章 聚類(lèi)分析法 57
5.1 概述 57
5.1.1 K-均值聚類(lèi)分析 57
5.1.2 模糊聚類(lèi)分析 59
5.2 K-均值聚類(lèi)法的應(yīng)用 60
5.2.1 水質(zhì)監(jiān)測(cè)斷面優(yōu)化原則 60
5.2.2 K-均值聚類(lèi)法優(yōu)化水質(zhì)監(jiān)測(cè)斷面 61
5.2.3 監(jiān)測(cè)斷面分類(lèi) K值的確定 61
5.2.4 K-均值聚類(lèi)優(yōu)化斷面基本步驟 62
5.2.5 K-均值聚類(lèi)對(duì)斷面優(yōu)化結(jié)果與分析 63
5.3 模糊聚類(lèi)法的應(yīng)用 70
5.3.1 確定分類(lèi)對(duì)象及標(biāo)準(zhǔn)化樣本數(shù)據(jù) 70
5.3.2 建立模糊相似關(guān)系 72
5.3.3 建立模糊等價(jià)關(guān)系 72
5.3.4 對(duì)各監(jiān)測(cè)斷面進(jìn)行聚類(lèi) 73
5.3.5 模糊聚類(lèi)評(píng)價(jià)結(jié)果分析 78
5.4 本章小結(jié) 79
第6章 物元分析法 80
6.1 概述 80
6.1.1 物元的確定 80
6.1.2 關(guān)聯(lián)度的確定 81
6.1.3 計(jì)算權(quán)系數(shù) 81
6.1.4 水質(zhì)類(lèi)別的確定 82
6.2 物元分析法的應(yīng)用 82
6.2.1 選取監(jiān)測(cè)樣本 82
6.2.2 確定物元矩陣 85
6.2.3 計(jì)算權(quán)系數(shù) 86
6.2.4 松花江流域省界緩沖區(qū)水質(zhì)評(píng)價(jià) 87
6.3 本章小結(jié) 90
第7章 模糊綜合評(píng)價(jià)法 91
7.1 概述 91
7.2 模糊綜合評(píng)價(jià)法的計(jì)算方法與流程 91
7.2.1 確定模糊關(guān)系矩陣 91
7.2.2 確定權(quán)重向量 92
7.2.3 模糊綜合評(píng)價(jià) 93
7.3 模糊綜合評(píng)價(jià)法的應(yīng)用 93
7.3.1 斷面布置 93
7.3.2 選取評(píng)價(jià)指標(biāo) 93
7.3.3 評(píng)價(jià)結(jié)果與分析 96
7.4 本章小結(jié) 100
第8章 灰色分析法 101
8.1 概述 101
8.2 灰色分析法計(jì)算方法與流程 102
8.2.1 確定聚類(lèi)白化數(shù) 102
8.2.2 數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化處理 102
8.2.3 確定白化函數(shù)及白化矩陣 102
8.2.4 求聚類(lèi)權(quán) 103
8.2.5 求聚類(lèi)系數(shù) 103
8.3 灰色分析法的應(yīng)用 103
8.3.1 新立城水庫(kù)概述 103
8.3.2 水質(zhì)指標(biāo)的選取 104
8.3.3 灰色分析法評(píng)價(jià)結(jié)果分析 105
8.4 本章小結(jié) 112
第9章 云模型方法 113
9.1 概述 113
9.1.1 數(shù)據(jù)的小失真預(yù)處理方法 113
9.1.2 云模型及確定度的計(jì)算 114
9.1.3 污染貢獻(xiàn)率法及熵權(quán)法的選擇 116
9.1.4 綜合值的處理 117
9.2 云模型法綜合評(píng)價(jià)法的應(yīng)用 117
9.2.1 數(shù)據(jù)的篩選 117
9.2.2 新立城水庫(kù)水質(zhì)綜合評(píng)價(jià) 117
9.2.3 評(píng)價(jià)結(jié)果分析 118
9.3 本章小結(jié) 119
第10章 多元回歸法 120
10.1 概述 120
10.2 尼爾基水庫(kù)情況及檢測(cè)指標(biāo) 121
10.2.1 尼爾基水庫(kù)概況 121
10.2.2 檢測(cè)項(xiàng)目 121
10.2.3 軟件及使用方法 122
10.3 多元回歸法建立尼爾基水庫(kù)壩前葉綠素a線(xiàn)性回歸模型 122
10.3.1 尼爾基水庫(kù)葉綠素a線(xiàn)性回歸模型-壩前汛期 122
10.3.2 尼爾基水庫(kù)葉綠素a線(xiàn)性回歸模型-壩前非汛期 125
10.3.3 回歸模型預(yù)測(cè)分析-壩前汛期水質(zhì) 126
10.3.4 回歸模型預(yù)測(cè)分析-壩前非汛期 127
10.4 多元回歸法建立尼爾基水庫(kù)庫(kù)末葉綠素a線(xiàn)性回歸模型 128
10.4.1 尼爾基水庫(kù)葉綠素a線(xiàn)性回歸模型-庫(kù)末汛期 128
10.4.2 尼爾基水庫(kù)庫(kù)末葉綠素a線(xiàn)性回歸模型-庫(kù)末非汛期 130
10.4.3 回歸模型預(yù)測(cè)分析-庫(kù)末汛期 132
10.4.4 回歸模型預(yù)測(cè)分析-庫(kù)末非汛期 133
10.5 本章小結(jié) 134
第11章 時(shí)間序列法 135
11.1 時(shí)間序列法簡(jiǎn)介 135
11.2 時(shí)間序列平滑法計(jì)算方法與流程 135
11.2.1 移動(dòng)平均法 135
11.2.2 指數(shù)平滑法 136
11.3 時(shí)間序列法的應(yīng)用 137
11.4 本章小結(jié) 143
第12章 馬爾可夫法 144
12.1 馬爾可夫法簡(jiǎn)介 144
12.2 馬爾可夫法計(jì)算方法與流程 144
12.2.1 劃分預(yù)測(cè)對(duì)象狀態(tài) 144
12.2.2 計(jì)算初始概率pi 145
12.2.3 計(jì)算狀態(tài)的一步轉(zhuǎn)移概率pij 145
12.2.4 預(yù)測(cè) 145
12.3 馬爾可夫法的應(yīng)用 146
12.3.1 磨盤(pán)山水庫(kù)簡(jiǎn)介 146
12.3.2 葉綠素a、氮、磷含量預(yù)測(cè) 146
12.4 本章小結(jié) 149
第13章 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法 151
13.1 概述 151
13.1.1 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu) 151
13.1.2 標(biāo)準(zhǔn)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法 152
13.2 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法的應(yīng)用 153
13.2.1 評(píng)價(jià)背景 153
13.2.2 評(píng)價(jià)指標(biāo)與數(shù)據(jù)的選取 153
13.2.3 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的建立 156
13.2.4 評(píng)價(jià)結(jié)果分析 157
13.3 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型預(yù)測(cè)尼爾基水庫(kù)水質(zhì) 158
13.3.1 預(yù)測(cè)背景 158
13.3.2 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建 158
13.3.3 數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化處理 159
13.3.4 尼爾基水庫(kù)水質(zhì)預(yù)測(cè) 162
13.4 本章小結(jié) 163
第14章 貝葉斯網(wǎng)絡(luò)評(píng)價(jià)法 165
14.1 概述 165
14.1.1 貝葉斯網(wǎng)絡(luò)技術(shù)原理 165
14.1.2 貝葉斯網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展階段 165
14.1.3 貝葉斯網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的優(yōu)勢(shì) 166
14.2 貝葉斯網(wǎng)絡(luò)評(píng)價(jià)法計(jì)算方法及功能 166
14.2.1 貝葉斯網(wǎng)絡(luò)模型方法 166
14.2.2 基于貝葉斯理論的水質(zhì)評(píng)價(jià) 167
14.2.3 基于貝葉斯統(tǒng)計(jì)推斷的水環(huán)境模型參數(shù)識(shí)別 167
14.2.4 貝葉斯網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在流域水環(huán)境模型預(yù)測(cè)中的應(yīng)用 167
14.2.5 貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的功能 168
14.3 貝葉斯網(wǎng)絡(luò)算法的應(yīng)用 168
14.3.1 設(shè)計(jì)思路 168
14.3.2 基于貝葉斯技術(shù)評(píng)價(jià)與預(yù)測(cè)尼爾基水庫(kù)水質(zhì) 169
14.3.3 貝葉斯網(wǎng)絡(luò)模型模擬結(jié)果 171
14.4 水環(huán)境成分貝葉斯網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)分析軟件開(kāi)發(fā) 180
14.4.1 軟件功能 180
14.4.2 軟件運(yùn)行條件及過(guò)程 180
14.5 本章小結(jié) 184
第15章 典型河湖水質(zhì)評(píng)價(jià)與預(yù)測(cè)平臺(tái) 185
15.1 典型河湖水質(zhì)評(píng)價(jià)與預(yù)測(cè)平臺(tái)構(gòu)建 185
15.2 軟件模塊及功能設(shè)計(jì) 186
15.2.1 典型河湖水質(zhì)評(píng)價(jià)方法平臺(tái) 186
15.2.2 典型河湖水質(zhì)預(yù)測(cè)方法平臺(tái) 187
15.3 典型河湖水質(zhì)評(píng)價(jià)與預(yù)測(cè)平臺(tái)應(yīng)用 187
15.3.1 測(cè)試數(shù)據(jù)——以石頭口門(mén)水庫(kù)數(shù)據(jù)為例 187
15.3.2 水質(zhì)評(píng)價(jià)模塊操作步驟 188
15.3.3 水質(zhì)預(yù)測(cè)模塊操作步驟 192
15.4 方法改進(jìn)向?qū)Ъ耙绘I測(cè)評(píng)的介紹 196
15.4.1 評(píng)價(jià)方法改進(jìn)向?qū)Ъ耙绘I評(píng)價(jià) 196
15.4.2 預(yù)測(cè)方法改進(jìn)向?qū)Ъ耙绘I預(yù)測(cè) 198
15.4.3 實(shí)例應(yīng)用 199
15.5 本章小結(jié) 200
參考文獻(xiàn) 201
附錄 水質(zhì)綜合評(píng)價(jià)與預(yù)測(cè)源代碼 203