[發明專利]一種水體富營養化程度評價的云模型方法

無效

• 申請號: 201210162409.4
• 申請日: 2012-05-22
• 公開（公告）號: CN102750437A
• 公開（公告）日: 2012-10-24
• 發明（設計）人: 王棟;丁昊;吳吉春
• 申請（專利權）人: 南京大學
• 主分類號: G06F19/00
• 分類號: G06F19/00
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 繆友菊

技術領域

本發明涉及一種水體富營養化程度的評價方法，尤其涉及一種基于云模型的水體富營養化程度評價的云模型方法。?

背景技術

隨著社會高速發展，大量污染物的產生與排放和不適當的水體資源的開發利用，使我國眾多水體已經處于或正面臨著富營養化的威脅。日益嚴重的水體富營養化問題對國家的經濟發展、居民飲用水的安全和自然生態環境構成了威脅，嚴重影響和制約社會、經濟的可持續發展。為了治理水體富營養化問題，建立適宜的模型并準確地對水體富營養化程度進行評價已經成為了富營養化控制的前提和依據。?

國內外提出的水體富營養化綜合評價方法有幾十種。我國水體富營養化評價的基本方法主要有營養狀態指數法(卡爾森營養狀態指數(TS?I))、修正的營養狀態指數法、綜合營養狀態指數(TL?I)法、營養度指數法和評分公式法。現有文獻提出的水體富營養化評價模型，如考慮指標協調性的湖泊富營養化評價模型(張亦飛.2007.考慮指標協調性的湖泊富營養化評價模型[J].環境科學學報，27(11)：1924-1928.)、距離測度模型(張亦飛.2008.湖泊富營養化綜合評價的距離測度模型[J].水利學報，38(4)：472-475.)、投影尋蹤模型(金菊良，魏一鳴，丁晶.2001.水質綜合評價的投影尋蹤模型[J].環境科學學報，21(4)：431-434.)、插值模型(金菊良，丁晶，魏一鳴等.2002.水質綜合評價的插值模型[J].水利學報，12(2)：91-94.)等主要從評價函數結構和指標權重賦值兩方面入手進行研究。?

由于評價系統的非線性特征及研究切入點的原因，評價函數通常結構復雜，機理分析相對困難，且在實際進行水體富營養化評價時需要解決評價過程中客觀存在的以下三類問題：(1)水體富營養化評價通常需要考慮多個評價因子的綜合影響。假設對于某水體M，需要綜合考慮m+n種評價因子的影響，取一組實際監測數據，其中有m種評價物的濃度值屬于A級，剩下n種評價物的濃度值屬于B級，則水體M的營養化級別難以確定；(2)對于某一評價指標，僅以其數值為閾值劃分營養級別是不合理的。例如：對某評價因子X，實測數據X₁＝50.1，X₂＝50.2，二者濃度值差別很小，可能是由于實際觀測、取樣、計算誤差或舍入造成，而相應的評價結果卻可能被劃分為兩個不同的級別；(3)對于相同的數值，不同的專家也可能認為它隸屬于不同的營養化級別，人為因素也直接影響著評價結果。因此，水體富營養化程度評價不可避免模糊性和隨機性。?

為此，提出了一種新的水體富營養化評價模型——云模型(cloud?model)，綜合考?慮了評價過程中存在的模糊性與隨機性的特點，構成了定性與定量之間的映射，根據確定的水體富營養化評價因子及標準，可以生成各因子隸屬于各營養化級別的云模型，并以我國14個代表性湖庫的富營養化程度評價實例驗證了該方法的可行性和有效性。?

云模型是李德毅院士提出的一種定性知識描述和定性概念與其定量數值表示之間的不確定性轉換模型，如今已在數據挖掘(杜鹢，李德毅.2001.基于云的概念劃分及其在關聯采掘上的應用[J].軟件學報，12(2)：196-201.)、模擬預測(楊朝暉，李德毅.1998.二維云模型及其在預測中的應用[J].計算機學報，21(11)：961-969.)、算法改進(張光衛，何銳，劉禹等.2008.基于云模型的進化算法[J].計算機學報，31(7)：1082-1091.)、質量評價(宋遠駿，李德毅，楊孝宗等.2000.電子產品可靠性的云模型評價方法[J].電子學報，28(12)：74-76，68.)等多個領域得到應用。云模型作為定性定量轉換的不確定性模型，能夠充分體現語言概念的隨機性和模糊性，是實現定性定量轉換的有效工具。?

設U是一個用精確數值表示的定量論域，C是U上的定性概念，若定量值x∈U，且x是定性概念C的一次隨機實現，x對C的確定度μ(x)∈[0，1]是有穩定傾向的隨機數μ：U→[0，1]∀x∈U]]>x→μ(x)???????(式1)?

則x在論域U上的分布稱為云(Cloud)，每一個x稱為一個云滴。?

云用期望Ex、熵En和超熵He三個數字特征來整體表征一個概念。?