A Rough Set Based Model in Water Quality Analysis

Due to pollution caused by the expansion of human activities and economic development, water quality has gradually deteriorated in many areas of the world. Therefore, analysis of water quality becomes one of the most essential issues of modern civilization. Integrated interdisciplinary modeling techniques, providing reliable, efficient, and accurate representation of the complex phenomenon of water quality, have gained attention in recent years. With the ability to deal with both numeric and nominal information, and express knowledge in a rule-based form, the Rough Set Theory (RST) has been successfully employed in many fields. However, the application of RST has not been widely investigated in water quality analysis. The reducts generated by RST models become very time-consuming as the size of the problem increases. Using multinomial logistics regression (MLR) techniques to provide reducts of RST models, this investigation develops a hybrid Multinomial Logistic Regression and Rough Set Theory (MLRRST) model to analyze relations between degrees of water pollution and environmental factors in Taiwan. Empirical results indicate that the MLRRST model could analyze water qualities efficiently and accurately, and yield decision rules for the staff of water quality management. Thus, the proposed model is a promising and helpful scheme in analyzing water quality.     

基于集对分析法的九寨沟五彩池水质评价

由集对分析理论导出了水环境质量评价的新模型,将水质实测指标与分类标准作为集对,通过对评价级别和实测数据归一化后,得到模型的平均联系度,建立了水质评价的集对分析模型。并以九寨沟五彩池水环境质量为例,选取具有代表性的CODcr、DO、NH3-N、TP、粪大肠菌群五项指标及其对应的Ⅰ至Ⅴ类水质标准的取值范围构造集对,建立了水质评价集对模型,计算出平均联系度,得出该九寨沟五彩池水环境质量属于Ⅰ级。实例研究表明:运用集对分析模型评价水环境质量,评价结果符合客观实际,方法是可行的,具有较好的实用性。     

基于优化集对分析模型的水质综合评价方法

针对标准集对分析存在同异反评语细化问题,对传统模型进行改进。在水质权重确定过程中,因单一采用主观确权法或客观确权法均存在缺陷,提出综合确定权值的思路。选用改进后的AHP法主观确权和熵权系数法客观确权,然后依据最小鉴别信息原理进行综合确权,提高了权重确定的科学性。将新方法运用在大伙房水库水质评价中,将评价结果与基于模糊评价法、BP神经网络法的评价结果进行比较。结果表明新方法能更贴近实际,反映水质特征,具有良好的应用前景。     

基于集对分析的区域水资源承载力评价研究

在分析水资源承载力构成要素的基础上,遵循科学性、层次性、可操作性和目标导向性原则,构建了水资源承载力评价指标体系,并将组合赋权法和集对分析法相结合,对三江平原及各分区水资源承载力进行评价。结果表明:研究区整体水资源承载力处于"中等"水平;7个县市中,七台河市与穆棱市水资源承载力为Ⅱ级,处于"较好"水平,鸡西市、鹤岗市、双鸭山市、佳木斯市与依兰县处于"中等"水平。     

广义水环境承载能力的集对分析模型分析

水资源缺失和水环境恶化制约着我国社会经济的可持续发展,水资源是制约人类社会经济发展的重要因素,水环境承载能力情况对某一区域的发展发挥着重要作用。从广义水环境承载能力入手,介绍广义水环境承载能力的概念和完善的集对分析模型,以山东省水环境承载能力实际情况创建相应的集对分析模型,评价其各个系统的承载能力并给出合理的改善建议。     

基于集对分析法的水资源安全综合评价研究

针对水资源安全评价指标的不确定性,提出了基于集对分析理论的水资源安全综合评价方法,用联系度诠释有关不确定性的因素,充分展现了研究问题中所包含的所有信息.结果表明,贵阳市水资源处于安全状态,六盘水市、黔南州、黔东南州和铜仁地区处于临界安全状态,其余4个地区处于不安全状态.     

基于集对分析的水资源可持续利用评价研究

区域水资源可持续利用评价是区域资源-经济-社会可持续发展战略研究的核心问题之一,目前提出的评价模型大多存在结构复杂、不易操作等问题。为此,文章提出基于集对分析的水资源可持续利用评价模型。实例研究结果表明,在区域各种自然资源可持续利用系统评价中均具有推广应用价值。     

Statistical Prediction of Changes in Water Resources Trends Based on Set Pair Analysis

Antecedent physical factors are used in calculations, which endowed set pair analysis with predictive abilities. Set pair analysis can make predictions based on calculations using antecedent physical factors. In this study, the fitted value $ {\widehat{Y}}_1 $ based on set pair analysis agreed with the actual value of the average annual discharge grade at Yamadu Station, which showed that the prediction was valid. It’s predicted that the average annual discharge at Yamadu Station in 1975 was a dry year, i.e. y?<?385 m³/s, while the actual average annual discharge at Yamadu Station in 1975 was 301 m³/s, which confirmed the prediction that it was a dry year. Three physical factors were not processed using set pair analysis so they could be compared with the calculated results. These factors were used directly to establish a regression equation for the average annual discharge grade and obtained a fitted value of $ {\widehat{Y}}_3 $ for the average annual discharge grade at Yamadu Station during 1953–1974. It’s known that the prediction of the average annual discharge grade for 1966 using a regression equation derived from the data differed from the actual situation, thereby indicating that set pair analysis can be used to improve the accuracy of predictions.     

基于模糊二级评判模型的水资源承载力分析

将模糊二级综合评判模型应用于水资源承载力评价研究中,选取人均水资源量、地表水开发率、节水灌溉率、万元产值需水量等14个指标,对泰安市现状年和考虑调水后的水资源承载力进行了分析计算。结果表明:泰安市现状承载力评分为0.527,水资源承载力情况较好,调水后为0.548,且开发量明显增多,说明调水方案可有效改善区域性水资源短缺状况。     

基于TFN-SPA的河流水质评价模型

运用三角模糊数与集对分析耦合的方法构建河流水质评价模型,结合评价指标的主观权重和客观权重,利用最小相对熵原理确定评价指标的组合权重,同时兼顾专家的主观经验和数据本身携带的客观属性,以区间形式给出在不同截集水平下的评价样本等级区间,评价结果较为合理、可靠,更符合实际情况。     

基于熵权-偏序集的水质评价方法

准确评价水质状况是对水资源进行利用与保护的重要前提.基于偏序集评价理论,提出熵权-偏序集水质评价模型,依据分级准则划分评价等级,并确定评价指标.根据Hasse矩阵得出Hasse图,通过分析Hasse图展现的层级信息了解水源质量分类情况.运用该模型对长江及嘉陵江干流段9个监测点水质进行评价.结果表明:该方法评价结果较为准...     

基于集对分析的农民用水协会绩效综合评价模型及应用

集对分析是一种处理不确定性问题的系统分析方法,利用多元联系数集对分析评价方法对农民用水协会绩效进行综合评价,考虑了协会组建情况、运行状况、渠系工程状况和协会带来的效益等因素,并利用层次分析法确定各因素的权重,结果表明,基于多元联系数的集对分析评价法能很好地解决农民用水协会的评价问题。     

水文水资源集对分析

集对分析是处理不确定性问题的新方法,它通过联系度展示了研究对象间关系的详细结构。方法原理简单,使用方便,能解决很多实际水文水资源问题。简要介绍了集对分析的基本原理,重点分析了集对分析在水文水资源分析计算、预测和评价中的应用研究进展,展望了集对分析在水文水资源领域的研究目标、内容和拟解决的关键问题。     

基于改进模糊集分析法的汛期分期

传统的模糊集分析法进行汛期分期过程中,在汛期区间与阈值的确定方面存在主观性较强的问题,同时该方法只能考虑单一的因素,针对这些问题提出改进模糊集分析法。使用变异系数法计算指标权重,用每个旬的所有指标加权组合成为一个综合指标,以代替原来的单一指标;使用模糊集合分析法计算隶属度,划分汛期与非汛期,最后在汛期区间内,使用均值变点分析法寻找变点,并以此进行汛期分期。改进的模糊集分析法的分期结果与数理统计法、传统模糊集合分析法的汛期分期结果大体一致,说明提出的改进模糊集分析法适用性强。     

基于GDP耗水量的节水分析

通过GDP增长与用水量变化、用水指标等方法对比，评析了供水总量零增长条件下，新疆农业仍具有节水潜力，前提是国民经济年均增长与GDP耗水年均递减率必须同步推进，水资源供需与节水问题严峻。GDP用水是一个系统工程，采用柯布——道格拉斯模型，对GDP用水量影响要素与今后节水方向问题进行了研究。     

基于集对分析的中原经济区水资源承载力评价

针对中原经济区存在水资源紧缺、生产生活需水与水资源供给矛盾、生态与水环境压力较大等问题,运用基于置信度准则的集对分析法,把社会经济条件、水资源条件、需水用水条件3个子系统13个指标对水资源承载力的影响分为3个等级,对该区部分城市的水资源承载力进行了评价。结果表明,中原经济区城市水资源承载力以基本可载、弱可载居多,形势不容乐观,原因在于工农业和生活用水增多、工业"三废"排放量大、水环境污染加剧、水资源重复利用率低等。提高水资源利用效率是增强水资源承载力的关键,运用虚拟水贸易战略可以提高水资源配置效率和缓解水资源紧缺危机。     

基于DPSIR-模糊集对评价模型的湖北省水资源评价

为合理评价湖北省水资源态势,在系统考虑湖北省水资源特点和实际情况的基础上,同时遵循代表性、科学性、可操作性和系统性等指标体系构建原则,构建了基于驱动力-压力-状态-影响-响应(DPSIR)概念框架的湖北省水资源评价指标体系,并将熵权法与模糊集对分析法相结合,建立了水资源评价模型,对湖北省2008-2016年水资源状态进行了定量评价。研究结果表明:(1)2008-2016年湖北省水资源状态呈现出波动式升高的趋势,研究结果表明近9年间湖北省的水资源状态良好;(2)从水资源DPSIR评价结果可以看出,研究时段内水资源影响和水资源响应是影响湖北省水资源状况的最重要因素。     

水利资金投向的分析与对策

通过对水资源开发利用、水利工程管理中投资利弊的分析，就开源、补源、节水等水利工程投资方向进行了研究与探讨。     

基于集对分析的旱情综合评价模型研究

综合考虑气象干旱、水文干旱、农业干旱、社会经济干旱等情况,选取水库蓄水距平百分率、地下水埋深、土壤含水量、降水量距平百分率等作为旱情评价的指标,将旱情分为不旱、轻度干旱、中度干旱、严重干旱、特大干旱5个等级,建立了基于集对分析的旱情综合评价模型。从山东省42 a的实测资料中随机挑选7 a资料,对历史旱情进行了综合评价。结果表明:基于集对分析的旱情综合评价结果与模糊综合评价结果基本一致,且与实际情况相符,说明该方法在旱情评价方面具有合理性和可行性。     

基于集对分析法的生态承载能力综合评价方法

 集对分析是处理不确定性问题的一种新理念。利用集对分析法建立了评价区域生态承载能力的新方法,用联系度来描述评价对象与评价标准的同异反程度,评价结果清晰地显示了集合之间的关系结构,并动态地给出综合关系数。并用该方法对盐城滨海湿地区域生态承载能力综合评价实例进行了分析,其分析结果与该地区实际情况相符,与径向基函数法分析的结果一致,且集对分析法对信息的描述更全面、直观,其概念明确,计算简便。