[發(fā)明專利]分段回歸突變點(diǎn)確定淺水湖泊水質(zhì)管理目標(biāo)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610615551.8
• 申請(qǐng)日: 2016-07-29
• 公開（公告）號(hào): CN106295135B
• 公開（公告）日: 2017-08-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 汪靚;華祖林;褚克堅(jiān)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 河海大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F19/00
• 分類號(hào): G06F19/00
• 代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙)32204
• 代理人: 李曉靜

1.一種分段回歸突變點(diǎn)確定淺水湖泊水質(zhì)管理目標(biāo)方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)搜集需要確定水質(zhì)管理目標(biāo)的淺水湖泊n組葉綠素a的濃度、總磷濃度以及總氮濃度，n為大于50的整數(shù)，Z_i、X_i和Y_i分別表示第i組葉綠素a的濃度、總磷濃度和總氮濃度的值，統(tǒng)一葉綠素a的濃度、總磷濃度和總氮濃度的單位；并將葉綠素a的濃度、總磷濃度以及總氮濃度分別取自然對(duì)數(shù)e為底的對(duì)數(shù)，獲得對(duì)應(yīng)的值logZ_i、logX_i及l(fā)ogY_i；

(2)以葉綠素a的濃度對(duì)數(shù)值為因變量，以總磷濃度對(duì)數(shù)值為自變量做非參數(shù)回歸，并初步確定總磷突變點(diǎn)；

(3)以葉綠素a的濃度對(duì)數(shù)值為因變量，以總磷濃度對(duì)數(shù)值為自變量做分段線性回歸，用步驟(2)中確定的總磷濃度突變點(diǎn)作為求解初始值，精確確定總磷突變點(diǎn)；

(4)用總氮濃度代替總磷濃度，重復(fù)步驟(2)和(3)精確確定總氮的突變點(diǎn)；

(5)根據(jù)總氮突變點(diǎn)和總磷突變點(diǎn)及湖泊所在區(qū)域的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展情況和國家水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，確定淺水湖泊候選營養(yǎng)鹽水質(zhì)管理目標(biāo)；

(6)確定淺水湖泊水體用途所要求水質(zhì)并與候選營養(yǎng)鹽水質(zhì)管理目標(biāo)比較，最終確定具體湖泊營養(yǎng)鹽水質(zhì)管理目標(biāo)；

所述步驟(2)具體包括以下步驟：

a.根據(jù)湖泊總磷濃度和葉綠素a的濃度的觀測值數(shù)據(jù)數(shù)量n，用h＝n^-1/5計(jì)算最佳帶寬值h；

b.在總磷濃度對(duì)數(shù)值的取值范圍內(nèi)均勻取1000個(gè)數(shù)值作為自變量logM的值logM_p，即logM₁、logM₂、logM₃...logM₁₀₀₀；

c.從logM₁開始計(jì)算得到所有滿足條件logX_i≤logM₁+3h及l(fā)ogX_i≥logM₁-3h的總磷對(duì)數(shù)值logX_i，對(duì)每一個(gè)滿足條件的logX_i及l(fā)ogM₁計(jì)算相應(yīng)的核函數(shù)K(logX_i-logM₁)，作為logX_i在點(diǎn)logM₁上的權(quán)重，不滿足條件logX_i≤logM₁+3h及l(fā)ogX_i≥logM₁-3h的logX_i權(quán)重為0；其中：

d.利用已有數(shù)值求解法，對(duì)logM₁依次求解兩組實(shí)數(shù)a(logM₁)，b(logM₁)；具體即要求a(logM₁)，b(logM₁)使下式最小，

e.重復(fù)步驟c和d，依次將logM₂、logM₃...logM₁₀₀₀替換logM₁計(jì)算出兩組實(shí)數(shù)a(logM_p)，b(logM_p)；

f.畫出回歸方程logZ＝a(logM_p)+b(logM_p)logM的曲線，其中l(wèi)ogZ代表回歸方程的因變量，logM是回歸方程的自變量；再次注意a(logM_p)，b(logM_p)是回歸方程的系數(shù)，是隨著自變量logM的取值logM_p的不同而不同的兩組實(shí)數(shù)，觀察方程logZ＝a(logM_p)+b(logM_p)logM的曲線中的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，并記錄該變量的突變點(diǎn)logγ對(duì)應(yīng)的值作為分段回歸求解迭代的初始值，如有多個(gè)總磷突變點(diǎn)，取最小的總磷濃度突變點(diǎn)。