基于支持向量機(jī)的近海富營養(yǎng)化快速評價模型的建立.pdf

1、近年來,全球近海富營養(yǎng)化現(xiàn)象凸顯,我國擁有世界上最大的陸架邊緣海,粗放式經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式造成我國近海富營養(yǎng)化現(xiàn)象尤為嚴(yán)重,成為世界上近海富營養(yǎng)化最為嚴(yán)重的國家之一。我國近海富營養(yǎng)化的評價大多采用第一代富營養(yǎng)化評價模型,第一代富營養(yǎng)化評價模型所用參數(shù)的分析與檢測周期長、工作量大,并且需要專業(yè)的儀器、專業(yè)的人員,不能實(shí)現(xiàn)對近海海域富營養(yǎng)化的快速監(jiān)測和評價,而第二代富營養(yǎng)化評價模型并不完全適用于我國近海富營養(yǎng)化評價,且需要大量長期的調(diào)查資料作為支

2、撐,所以極需發(fā)展一種可以對富營養(yǎng)化水體進(jìn)行快速評價的方法體系。
　　本文以支持向量機(jī)為基礎(chǔ),用 CDOM三維熒光組分、紫外吸收以及 DO、Chla、濁度等現(xiàn)場可快速監(jiān)測的水化因子替代 DIN、DIP、COD等常規(guī)富營養(yǎng)化評價參數(shù),建立新型快速的富營養(yǎng)化評價模型,并成功的運(yùn)用此模型對東海海域的富營養(yǎng)化狀況進(jìn)行了評估。主要的研究成果如下:
　　(1)利用第一代富營養(yǎng)化評價方法中的 NQI方法對我國渤海、黃海和東海海域進(jìn)行富營養(yǎng)化

3、特征評價,發(fā)現(xiàn)我國東海的富營養(yǎng)化現(xiàn)象比較突出,其次是渤海、黃海,并在 NQI的基礎(chǔ)上對渤海、黃海以及東海富營養(yǎng)化的主要貢獻(xiàn)因子進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)渤海富營養(yǎng)化的主要貢獻(xiàn)因子為 DIN、COD,黃海的主要貢獻(xiàn)因子為 COD、DIN、DIP,東海海域富營養(yǎng)化的主要貢獻(xiàn)因子為 DIN、COD。將各海域富營養(yǎng)化的主要貢獻(xiàn)因子與三維熒光組分以及在波長為220nm、254nm、270nm、350nm的紫外吸收數(shù)據(jù)進(jìn)行多元相關(guān)性分析,發(fā)現(xiàn)各海區(qū)富營養(yǎng)化的主

4、要貢獻(xiàn)因子與快速評價參數(shù)具有顯著的相關(guān)性,為快速評價模型的建立提供了重要的依據(jù)。
　　(2)以支持向量機(jī)為載體,用 CDOM三維熒光組分、在波長為220nm、254nm、270nm、350nm下的紫外吸收數(shù)據(jù)以及 Chla替代 NQI方法中的 DIN、DIP、COD建立了我國近海富營養(yǎng)化快速評價模型,支持向量機(jī)近海富營養(yǎng)化快速評價模型主要是利用在 MATLAB平臺下的 LIBSVM來實(shí)現(xiàn),通過支持向量機(jī)建立的近海富營養(yǎng)化的快速評價

5、模型與 NQI、E值、模糊綜合評價進(jìn)行對比,發(fā)現(xiàn)以 NQI和模糊綜合評價作為參照的交叉驗(yàn)證分類準(zhǔn)確率都在90％以上,以 E值為參照的交叉驗(yàn)證的分類準(zhǔn)確率分別在70%左右,并且交叉驗(yàn)證平均分類準(zhǔn)確率并沒有隨著訓(xùn)練集數(shù)目的增加而增加,而是基本穩(wěn)定在一個區(qū)間。選取以 NQI為參照的163個訓(xùn)練集樣本建立支持向量機(jī)近海富營養(yǎng)化快速評價模型,并得出了快速評價模型的判別函數(shù)。
　　(3)根據(jù)支持向量機(jī)所建立的富營養(yǎng)化快速評價模型對東海海域的富