[發明專利]基于聚類的河流水生態系統監測采樣點選擇方法

有效

• 申請號: 201511023704.1
• 申請日: 2015-12-29
• 公開（公告）號: CN105678056B
• 公開（公告）日: 2019-05-03
• 發明（設計）人: 張豫;叢沛桐;何衍海;袁少雄;李茂;蘇方偉
• 申請（專利權）人: 廣州地理研究所
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50;G06K9/62
• 代理公司: 東莞市華南專利商標事務所有限公司 44215
• 代理人: 劉克寬

1.基于聚類的河流水生態系統監測采樣點選擇方法，其特征在于它按以下步驟實現：

一、對原始采樣點數據進行預處理；

(1)對河流水質采樣斷面與取樣點進行設置；

(2)候選能直接反映河流水生態系統監測結果的指標；

(3)在SPSS軟件中對步驟(2)中的指標進行篩選，篩選原則為：

(a)計算指標對河流水生態系統特征貢獻率；

(b)對指標的獨立性進行分析：首先對指標進行正態分布檢驗，然后對符合正態分布的指標采用Pearson相關分析，不符合正態分布的指標采用Spearman秩相關分析；

(c)最后根據顯著性水平確定各指標間信息重疊程度，選取其中相對獨立和重要的指標作為評價指標；

二、對河流水生態系統的采樣點指標進行模糊C均值聚類；

A、將表示同一類水質參數的每個指標作為一類，選擇距離公式并計算表示同一類水質參數的各類指標之間的距離；

B、找出距離最近的表示同一類水質參數的兩類指標，將其合并，并為新的一類指標新定義新類與原類之間的距離；

C、反復步驟B使表示同一類水質參數的類與類之間不斷合并，最后全部表示同一類水質參數的樣本歸為一類，則聚類過程結束；

D、計算表示同一類水質參數的各指標權重，并進行從大到小的排序，同時結合采樣點之間距離優化原則進行采樣斷面的優化；

三、結合步驟一的指標與采樣斷面與步驟二中的聚類結果選擇權重系數大的指標進行優化。

2.根據權利要求1所述的聚類的河流水生態系統監測采樣點選擇方法，其特征在于步驟一中的對河流水質采樣斷面與取樣點設置為：

(一)下應布設對照、控制、消減三種類型的斷面，取樣斷面的布設遵循以下原則：

(1)在調查范圍的兩端應布設取樣斷面；

(2)調查范圍內重點保護對象附近水域應布設取樣斷面；

(3)水文特征突然化處；水質急劇變化處；重點水工構筑物；附近應布設取樣斷面；

(4)水文站附近應布設采樣斷面，并適當考慮水質預測關心點；

(5)在擬建成排污口上游500m處應設置一個取樣斷面；

(二)取樣斷面上水質取樣垂線設置的原則

每個斷面處按照河寬布設水質取樣垂線；

當河流斷面形狀為矩形或相近于矩形時，可按下列原則布設：

小河：在取樣斷面的主流線上設一條取樣垂線；

大和中河：河寬小于45m者，共設兩條取樣垂線，在取樣斷面上各距岸邊1/4水面寬處各設一條取樣垂線；河寬大于45m者，共設三條取樣垂線，在主流線上及距兩岸不少于0.45m，并有明顯水流的地方各設一條取樣垂線；

(三)垂線上水質取樣點設置的原則

每根垂線上按照水深布設水質取樣點；

在一條垂線上，水深大于5m時，在水面下0.5m水深處及在距河底0.5m處，各取樣一個；水深為1～5m時，只在水面下0.5m處取一個樣；在水深不足1m時，取樣點距水面不應小于0.3m，距河底也不應小于0.3m；

對于三級評價的小河，不論河水深淺，只在一條垂線上取一個樣，情況下取樣點應在水面下0.5m處，距河底不應小于0.3m。