近岸海域硝酸鹽含量與化學(xué)需氧量預(yù)測(cè)分析方法
發(fā)布時(shí)間:2021-01-24 23:21
目前,水體富營(yíng)養(yǎng)化是困擾我國(guó)近岸海域生態(tài)環(huán)境最為突出的問(wèn)題。富營(yíng)養(yǎng)化是由于水體內(nèi)的氮、磷等營(yíng)養(yǎng)元素含量過(guò)高,使?fàn)I養(yǎng)鹽的輸入輸出失去平衡性,從而使水體生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和功能性遭到破壞。水體富營(yíng)養(yǎng)化嚴(yán)重影響著海域生態(tài)環(huán)境和海洋經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展,因此,如何有效對(duì)近岸海域水體富營(yíng)養(yǎng)化進(jìn)行預(yù)測(cè)和預(yù)防已經(jīng)成為國(guó)內(nèi)外學(xué)者研究熱點(diǎn)問(wèn)題。根據(jù)水體富營(yíng)養(yǎng)化評(píng)價(jià)方法,硝酸鹽與化學(xué)需氧量是影響水體富營(yíng)養(yǎng)化的關(guān)鍵指標(biāo),此兩項(xiàng)因子的變化規(guī)律間接反映了富營(yíng)養(yǎng)化現(xiàn)象的發(fā)生規(guī)律。因而,可通過(guò)對(duì)硝酸鹽與化學(xué)需氧量的變化規(guī)律來(lái)預(yù)測(cè)水體富營(yíng)養(yǎng)化現(xiàn)象。本文基于對(duì)威海市海洋與漁業(yè)監(jiān)測(cè)減災(zāi)中心獲取的近岸海域水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),采用漸進(jìn)梯度回歸樹模型和時(shí)間序列分析方法對(duì)近岸海域硝酸鹽和化學(xué)需氧量的含量進(jìn)行建模分析,獲取硝酸鹽含量和化學(xué)需氧量的變化規(guī)律。本文的主要工作包括:(1)水質(zhì)數(shù)據(jù)預(yù)處理。對(duì)原始監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)采用異常值處理與缺失值插補(bǔ)方法進(jìn)行預(yù)處理。其中,異常值處理基于拉以達(dá)法則,在滿足正態(tài)分布的閾值范圍內(nèi)篩選出滿足條件的水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),缺失值插補(bǔ)采用LIN插補(bǔ)算法,根據(jù)鄰近日期間監(jiān)測(cè)日期監(jiān)測(cè)值間的相關(guān)性計(jì)算得到插補(bǔ)缺失值。(2)將海域功能區(qū)...
【文章來(lái)源】:山東大學(xué)山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:77 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖1-1本文研宄的三類模型??
2.1水質(zhì)數(shù)據(jù)來(lái)源??本文所用的水質(zhì)數(shù)據(jù)來(lái)源于威海市海洋與漁業(yè)監(jiān)測(cè)減災(zāi)中心。威海近岸??海域監(jiān)測(cè)點(diǎn)位置在圖2-1中用紅色點(diǎn)標(biāo)出,水質(zhì)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目主要包括以下部分:??(1)
由拉依達(dá)法則[55]要求,假定輸入數(shù)據(jù)具有正態(tài)分布的特性,就可以通過(guò)??計(jì)算均值和均方差來(lái)對(duì)每個(gè)輸入樣本在正態(tài)分布下的概率進(jìn)行估計(jì)。正態(tài)分??布概率如圖2-2所示,即99.74%的數(shù)據(jù)應(yīng)該滿足式(2-3)條件。??f.i?-?3rj?-?2a?pi-a?ft?fi?+?a?#十?蘆十3c??68.26%????>????95.44%????<?99.74%??>??圖2-2拉依達(dá)法則正態(tài)分布概率圖??將每種原始水質(zhì)監(jiān)因子的值與式(2-3)計(jì)算所得標(biāo)準(zhǔn)閾值范圍相比較,計(jì)??算結(jié)果不符合條件的數(shù)據(jù)予以刪除。??/u-3a<Xj<fi+3(r?(2-3)??圖2-3為威海市近岸海域的硝酸鹽2008年3月至2018年10月的采樣??監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)值。??12??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于灰色預(yù)測(cè)和ARIMA模型的疾病分析與預(yù)測(cè)[J]. 魏杰,張璇,王柳,汪麗萍. 數(shù)理醫(yī)藥學(xué)雜志. 2018(12)
[2]沈陽(yáng)市PM2.5濃度ARIMA-SVM組合預(yù)測(cè)研究[J]. 宋國(guó)君,國(guó)瀟丹,楊嘯,劉帥. 中國(guó)環(huán)境科學(xué). 2018(11)
[3]基于偏最小二乘方法的ARIMA模型在股票指數(shù)預(yù)測(cè)中的應(yīng)用[J]. 方坷昊,趙凌. 四川文理學(xué)院學(xué)報(bào). 2018(05)
[4]基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的五大連池重碳酸礦泉水水質(zhì)預(yù)測(cè)研究[J]. 曾穎,楊臣,王希英,方振興. 黑龍江科學(xué). 2018(16)
[5]雙隱含層BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型在老哈河水質(zhì)預(yù)測(cè)中的應(yīng)用[J]. 查木哈,盧志宏,翟繼武,張福順. 水資源與水工程學(xué)報(bào). 2018(02)
[6]時(shí)間序列模型在水源水化學(xué)耗氧量預(yù)測(cè)中的應(yīng)用[J]. 董國(guó)慶,孫伯寅,李崢,張榮. 環(huán)境與健康雜志. 2018(03)
[7]融合ARIMA模型和GAWNN的溶解氧含量預(yù)測(cè)方法[J]. 吳靜,李振波,朱玲,李晨. 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào). 2017(S1)
[8]海洋水質(zhì)模型研究進(jìn)展及發(fā)展趨勢(shì)[J]. 于寒,楊靜,劉桂梅. 海洋預(yù)報(bào). 2017(02)
[9]改進(jìn)的QGA-BP模型在彌苴河總氮量預(yù)測(cè)中的應(yīng)用[J]. 龍華,趙繼東,王曉東,杜慶治,胡婷,邵玉斌. 環(huán)境工程學(xué)報(bào). 2016(11)
[10]拉依達(dá)準(zhǔn)則在處理區(qū)域水文數(shù)據(jù)異常值中的應(yīng)用[J]. 侍建國(guó),張亦飛. 海河水利. 2016(05)
博士論文
[1]富營(yíng)養(yǎng)化初期湖泊(洱海)的環(huán)境演變及營(yíng)養(yǎng)物基準(zhǔn)/標(biāo)準(zhǔn)研究[D]. 陳小華.華東師范大學(xué) 2015
[2]基于計(jì)算智能的水產(chǎn)養(yǎng)殖水質(zhì)預(yù)測(cè)預(yù)警方法研究[D]. 劉雙印.中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué) 2014
[3]我國(guó)典型海域富營(yíng)養(yǎng)化特征、評(píng)價(jià)方法及其應(yīng)用[D]. 吳在興.中國(guó)科學(xué)院研究生院(海洋研究所) 2013
[4]湖泊三維水動(dòng)力水質(zhì)模型研究與應(yīng)用[D]. 田勇.華中科技大學(xué) 2012
[5]EMD算法研究及其在信號(hào)去噪中的應(yīng)用[D]. 王婷.哈爾濱工程大學(xué) 2010
[6]支持向量機(jī)在湖泊富營(yíng)養(yǎng)化評(píng)價(jià)及水質(zhì)預(yù)測(cè)中的應(yīng)用研究[D]. 武國(guó)正.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué) 2008
[7]河口富營(yíng)養(yǎng)化及其與赤潮生態(tài)關(guān)系的研究[D]. 姜海萍.河海大學(xué) 2002
[8]淺海與湖泊三維環(huán)流及水質(zhì)數(shù)值模擬研究和應(yīng)用[D]. 王惠中.河海大學(xué) 2001
碩士論文
[1]基于決策樹和相關(guān)權(quán)重的水質(zhì)評(píng)價(jià)與時(shí)序預(yù)測(cè)研究[D]. 王盼盼.河北大學(xué) 2018
[2]基于支持向量機(jī)的漁業(yè)養(yǎng)殖水質(zhì)預(yù)測(cè)與預(yù)警[D]. 孟連子.天津理工大學(xué) 2018
[3]長(zhǎng)春市典型水庫(kù)水質(zhì)綜合評(píng)價(jià)及預(yù)測(cè)研究[D]. 王兆波.長(zhǎng)春工程學(xué)院 2018
[4]基于ARIMA-DBN的水質(zhì)參數(shù)預(yù)測(cè)模型研究[D]. 呂蘇娜.上海海洋大學(xué) 2017
[5]基于時(shí)間序列分析的松花江流域水質(zhì)預(yù)測(cè)[D]. 石月.哈爾濱師范大學(xué) 2015
[6]鄱陽(yáng)湖區(qū)富營(yíng)養(yǎng)化時(shí)空分布特征分析及WASP模型水質(zhì)預(yù)測(cè)[D]. 張玲霞.南昌大學(xué) 2015
[7]基于LOADEST和PAG/RNN模型的非點(diǎn)源污染河流營(yíng)養(yǎng)物負(fù)荷量模擬與預(yù)測(cè)研究[D]. 張柏發(fā).浙江大學(xué) 2015
[8]基于支持向量回歸的水質(zhì)預(yù)測(cè)研究[D]. 梁勇.武漢理工大學(xué) 2012
[9]基于時(shí)序神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的藻類水華預(yù)測(cè)模型研究[D]. 黃浙豐.浙江大學(xué) 2011
[10]基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的水質(zhì)預(yù)測(cè)及MATLAB實(shí)現(xiàn)[D]. 梁楠.長(zhǎng)安大學(xué) 2007
本文編號(hào):2998117
【文章來(lái)源】:山東大學(xué)山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:77 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖1-1本文研宄的三類模型??
2.1水質(zhì)數(shù)據(jù)來(lái)源??本文所用的水質(zhì)數(shù)據(jù)來(lái)源于威海市海洋與漁業(yè)監(jiān)測(cè)減災(zāi)中心。威海近岸??海域監(jiān)測(cè)點(diǎn)位置在圖2-1中用紅色點(diǎn)標(biāo)出,水質(zhì)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目主要包括以下部分:??(1)
由拉依達(dá)法則[55]要求,假定輸入數(shù)據(jù)具有正態(tài)分布的特性,就可以通過(guò)??計(jì)算均值和均方差來(lái)對(duì)每個(gè)輸入樣本在正態(tài)分布下的概率進(jìn)行估計(jì)。正態(tài)分??布概率如圖2-2所示,即99.74%的數(shù)據(jù)應(yīng)該滿足式(2-3)條件。??f.i?-?3rj?-?2a?pi-a?ft?fi?+?a?#十?蘆十3c??68.26%????>????95.44%????<?99.74%??>??圖2-2拉依達(dá)法則正態(tài)分布概率圖??將每種原始水質(zhì)監(jiān)因子的值與式(2-3)計(jì)算所得標(biāo)準(zhǔn)閾值范圍相比較,計(jì)??算結(jié)果不符合條件的數(shù)據(jù)予以刪除。??/u-3a<Xj<fi+3(r?(2-3)??圖2-3為威海市近岸海域的硝酸鹽2008年3月至2018年10月的采樣??監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)值。??12??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于灰色預(yù)測(cè)和ARIMA模型的疾病分析與預(yù)測(cè)[J]. 魏杰,張璇,王柳,汪麗萍. 數(shù)理醫(yī)藥學(xué)雜志. 2018(12)
[2]沈陽(yáng)市PM2.5濃度ARIMA-SVM組合預(yù)測(cè)研究[J]. 宋國(guó)君,國(guó)瀟丹,楊嘯,劉帥. 中國(guó)環(huán)境科學(xué). 2018(11)
[3]基于偏最小二乘方法的ARIMA模型在股票指數(shù)預(yù)測(cè)中的應(yīng)用[J]. 方坷昊,趙凌. 四川文理學(xué)院學(xué)報(bào). 2018(05)
[4]基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的五大連池重碳酸礦泉水水質(zhì)預(yù)測(cè)研究[J]. 曾穎,楊臣,王希英,方振興. 黑龍江科學(xué). 2018(16)
[5]雙隱含層BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型在老哈河水質(zhì)預(yù)測(cè)中的應(yīng)用[J]. 查木哈,盧志宏,翟繼武,張福順. 水資源與水工程學(xué)報(bào). 2018(02)
[6]時(shí)間序列模型在水源水化學(xué)耗氧量預(yù)測(cè)中的應(yīng)用[J]. 董國(guó)慶,孫伯寅,李崢,張榮. 環(huán)境與健康雜志. 2018(03)
[7]融合ARIMA模型和GAWNN的溶解氧含量預(yù)測(cè)方法[J]. 吳靜,李振波,朱玲,李晨. 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào). 2017(S1)
[8]海洋水質(zhì)模型研究進(jìn)展及發(fā)展趨勢(shì)[J]. 于寒,楊靜,劉桂梅. 海洋預(yù)報(bào). 2017(02)
[9]改進(jìn)的QGA-BP模型在彌苴河總氮量預(yù)測(cè)中的應(yīng)用[J]. 龍華,趙繼東,王曉東,杜慶治,胡婷,邵玉斌. 環(huán)境工程學(xué)報(bào). 2016(11)
[10]拉依達(dá)準(zhǔn)則在處理區(qū)域水文數(shù)據(jù)異常值中的應(yīng)用[J]. 侍建國(guó),張亦飛. 海河水利. 2016(05)
博士論文
[1]富營(yíng)養(yǎng)化初期湖泊(洱海)的環(huán)境演變及營(yíng)養(yǎng)物基準(zhǔn)/標(biāo)準(zhǔn)研究[D]. 陳小華.華東師范大學(xué) 2015
[2]基于計(jì)算智能的水產(chǎn)養(yǎng)殖水質(zhì)預(yù)測(cè)預(yù)警方法研究[D]. 劉雙印.中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué) 2014
[3]我國(guó)典型海域富營(yíng)養(yǎng)化特征、評(píng)價(jià)方法及其應(yīng)用[D]. 吳在興.中國(guó)科學(xué)院研究生院(海洋研究所) 2013
[4]湖泊三維水動(dòng)力水質(zhì)模型研究與應(yīng)用[D]. 田勇.華中科技大學(xué) 2012
[5]EMD算法研究及其在信號(hào)去噪中的應(yīng)用[D]. 王婷.哈爾濱工程大學(xué) 2010
[6]支持向量機(jī)在湖泊富營(yíng)養(yǎng)化評(píng)價(jià)及水質(zhì)預(yù)測(cè)中的應(yīng)用研究[D]. 武國(guó)正.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué) 2008
[7]河口富營(yíng)養(yǎng)化及其與赤潮生態(tài)關(guān)系的研究[D]. 姜海萍.河海大學(xué) 2002
[8]淺海與湖泊三維環(huán)流及水質(zhì)數(shù)值模擬研究和應(yīng)用[D]. 王惠中.河海大學(xué) 2001
碩士論文
[1]基于決策樹和相關(guān)權(quán)重的水質(zhì)評(píng)價(jià)與時(shí)序預(yù)測(cè)研究[D]. 王盼盼.河北大學(xué) 2018
[2]基于支持向量機(jī)的漁業(yè)養(yǎng)殖水質(zhì)預(yù)測(cè)與預(yù)警[D]. 孟連子.天津理工大學(xué) 2018
[3]長(zhǎng)春市典型水庫(kù)水質(zhì)綜合評(píng)價(jià)及預(yù)測(cè)研究[D]. 王兆波.長(zhǎng)春工程學(xué)院 2018
[4]基于ARIMA-DBN的水質(zhì)參數(shù)預(yù)測(cè)模型研究[D]. 呂蘇娜.上海海洋大學(xué) 2017
[5]基于時(shí)間序列分析的松花江流域水質(zhì)預(yù)測(cè)[D]. 石月.哈爾濱師范大學(xué) 2015
[6]鄱陽(yáng)湖區(qū)富營(yíng)養(yǎng)化時(shí)空分布特征分析及WASP模型水質(zhì)預(yù)測(cè)[D]. 張玲霞.南昌大學(xué) 2015
[7]基于LOADEST和PAG/RNN模型的非點(diǎn)源污染河流營(yíng)養(yǎng)物負(fù)荷量模擬與預(yù)測(cè)研究[D]. 張柏發(fā).浙江大學(xué) 2015
[8]基于支持向量回歸的水質(zhì)預(yù)測(cè)研究[D]. 梁勇.武漢理工大學(xué) 2012
[9]基于時(shí)序神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的藻類水華預(yù)測(cè)模型研究[D]. 黃浙豐.浙江大學(xué) 2011
[10]基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的水質(zhì)預(yù)測(cè)及MATLAB實(shí)現(xiàn)[D]. 梁楠.長(zhǎng)安大學(xué) 2007
本文編號(hào):2998117
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