基于粒子群優(yōu)化算法的投影尋蹤水質(zhì)評(píng)價(jià)模型

摘要：利用投影尋蹤法來評(píng)價(jià)水質(zhì)，利用粒子群優(yōu)化算法來求解最優(yōu)函數(shù)問題，計(jì)算速度快，精度高。實(shí)例計(jì)算表明，基于粒子群優(yōu)化算法尋找最優(yōu)投影方向，方法簡單，計(jì)算效率較高，收斂速度快，解決了投影尋蹤過程中最優(yōu)化問題，是解決復(fù)雜水質(zhì)綜合評(píng)價(jià)的有效途徑。

關(guān)鍵詞：粒子群優(yōu)化算法；投影尋蹤；水質(zhì)評(píng)價(jià)

中圖分類號(hào)：X824 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：0439-8114（2013）19-4627-02

水質(zhì)評(píng)價(jià)是根據(jù)某些水質(zhì)指標(biāo)值通過建立數(shù)學(xué)模型，對某水體的等級(jí)進(jìn)行綜合評(píng)判，為水體的科學(xué)管理和污染防治提供決策依據(jù)[1-3]。由于水質(zhì)類型往往由多個(gè)非線性指標(biāo)來決定，采用傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)分析方法建立水質(zhì)評(píng)價(jià)模型時(shí)由于受到過于數(shù)字化的限制，難以找到數(shù)據(jù)的內(nèi)在規(guī)律，因此需要建立多因子評(píng)價(jià)體系的水質(zhì)評(píng)價(jià)模型[4-6]。研究選取溶解氧、高錳酸鹽指數(shù)、五日生化需氧量、氨氮、總磷、總氮6個(gè)指標(biāo)作為評(píng)價(jià)因子，建立投影尋蹤法的水質(zhì)評(píng)價(jià)模型，借助粒子群算法確定投影過程中最佳投影方向，從而確定各評(píng)價(jià)因子權(quán)重，將高維數(shù)據(jù)投影到一維空間上進(jìn)行水質(zhì)綜合評(píng)價(jià)。

1 材料與方法

此次研究的數(shù)據(jù)來源于潘家口水庫1996-2005年的水質(zhì)監(jiān)測年平均值。根據(jù)實(shí)際情況選取溶解氧、高錳酸鹽指數(shù)、五日生化需氧量、氨氮、總磷、總氮6個(gè)指標(biāo)作為潘家口水庫水質(zhì)的評(píng)價(jià)因子。

投影尋蹤水質(zhì)評(píng)價(jià)模型的建立步驟如下：

1）評(píng)價(jià)指標(biāo)集的歸一化處理；

2）線性投影；

3）建立投影目標(biāo)函數(shù)；

4）優(yōu)化投影方向；……