[發明專利]多指標水質綜合評價方法

在審

• 申請號: 201310638631.1
• 申請日: 2013-12-04
• 公開（公告）號: CN104699923A
• 公開（公告）日: 2015-06-10
• 發明（設計）人: 楊方廷;邵磊;譚越
• 申請（專利權）人: 航天科工仿真技術有限責任公司
• 主分類號: G06F19/00
• 分類號: G06F19/00
• 代理公司: 無
• 代理人: 無

技術領域

本發明屬于數學模型分析技術應用領域，特別是涉及在多指標、多評價標準等級的情況下的水質狀況綜合評價數學模型與實現方法。

背景技術

水環境惡化已經成為當前我國經濟社會可持續發展的主要制約因素，隨著水環境問題日益引起人們的重視，對于水環境尤其是水質狀況進行動態監測、預警預報、趨勢分析已經成為時下熱門的技術課題。各類水質數據的采集技術已經十分成熟，但眾多指標的快速、直觀、準確的評價仍存在困難，水質的評價因子眾多，并且與水質評價標準等級之間存在非常復雜的非線性關系，目前還沒有形成統一的方法。

僅地表水環境質量標準(GB3838-2002)中列出的水質指標就多達30余項，同時又分為I、II、III、IV、V五個等級，一般僅能選用少數幾項指標作為參考值來確定水體水質總體狀況，這在一定程度上對于水體質量狀況的總體把控是不合理的。

目前常用的評價方法，例如模糊綜合評價方法、層次分析法、灰色關聯評價法、基于特征向量的最優綜合評價法，都是基于“對數據分布特征作某種假定——按照相應準則建立顯式評價函數——對所建立的評價函數模型進行實際驗證”原則，但由于數學化、形式化等局限性，這類方法對于處理某些高維度、非線性、非正態評價問題的適應能力不強。同時各單項評價指標的評價結果常常是不相容的，直接利用評價標準進行等級評判缺乏實用性。評價計算結果都是一些離散、半定量化的等級，等級的分辨率較粗，很難進行更為精確和直觀的評價分析。

發明內容

本發明的目的是針對多指標與多等級標準的水質綜合評價設計一種數學模型與實現方法，它定義了水質評價樣本與評價等級標準樣本的優異度、劣異度、次優異度和次劣異度，并通過計算這三個指標最終確定水質評價樣本與評價各等級標準的聯系趨勢度值，從而最終確定水質狀況的綜合等級。其突出特點是可以以定量化的數值精確細致地反映水體質量的綜合狀況，更好地適應水質評價問題的復雜性、模糊性和綜合性。

本發明的上述目的可以通過如下方案實現。

一種多指標水質綜合評價方法，其中，所述方法包括以下步驟：

步驟一：多指標水質樣本輸入，并根據差異度系數進行樣本指標有效性篩選；

步驟二：指標權重確定，并輸入評價等級標準樣本；

步驟三：根據水質樣本與評價等級標準樣本確定同一度、差異度和對立度；

步驟四：得出聯系趨勢度矩陣，計算水質樣本與各等級標準的趨勢度值；

步驟五：進行差異校驗，通過校驗則得出綜合評價等級。

優選地，在所述步驟一之后，所述步驟二之前，判斷有效性是否通過，如果結果為是，則進入所述步驟二；如果結果為否，則返回所述步驟一。

優選地，在所述步驟五中的差異校驗中，如果通過校驗，則得出綜合評價等級；如果未通過校驗，則返回所述步驟二。

優選地，在所述步驟三中，根據水質樣本與評價標準樣本計算樣本的優異度、劣異度、次優異度和次劣異度。

優選地，在所述步驟一中，利用如下有效性系數β進行指標有效性篩選，

βij=Sj*/Xj]]>

其中：S^*_j為第j項指標在m個樣本上的標準差；X_j為第j項指標在m個樣本上的均值。

優選地，在所述步驟二中，根據熵權法與超標倍數法進行綜合賦權，確定指標的權重。

優選地，在所述步驟四中，計算出水質樣本對于評價標準各個等級的聯系趨勢度矩陣。

優選地，在所述步驟五中的差異校驗中，計算水質樣本與評價標準各個等級限值的歐式距離，距離值最小的評價標準等級應該與聯系趨勢度最強的評價標準等級相靠近。