基于因子分析法原理的水环境模糊评价模型

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1、第26卷第2期吉林化丁学院学报V01．26No．22009年4月JOURNALOFJILININSTITUTE0FCHEM1CALTECHNOL0GYApr．2009文章编号：1007·2853(2009)02-0040-03基于因子分析法原理的水环境模糊评价模型田海龙，李岩，高维春(1．吉林化T学院环境与生物T程学院，吉林吉林132022；2．沈阳建筑大学市政与环境T程学院，辽宁沈阳l10168)摘要：利用主成分分析法确定模糊评价法中评价指标的权重，克服了由于只考虑评价指标本身的权重而忽略指标的超标权重而对模糊评价的影响，

2、使利用模糊综合评价进行水质评价更简单、实用，在浑河水质评价分析显示，该方法合理、可行，有一定的参考价值．关键词：浑河；主成分分析法；模糊评价法；隶属度；隶属函数中图分类号：X11文献标识码：A当今水环境污染相当严重，已经成为世界进若有t个评价标准的分级数，评价指标设为一步发展迫切需要解决的一个重大问题，必须对m项，则有m×t阶的标准矩阵S：水环境质量进行科学的管理．水质评价是环境管理和决策的重要组成部分，评价理论与方法是现代环境科学基础理论研究的重要内容．模糊综合S=评价法避免了以往人们处理污染问题时通常按预先规定的一个临界

3、指标作为判据，使一些本来模糊的信息人为地清晰化，从而丢失模糊信息，不能将矩阵(1)按隶属函数⋯(3)建立单因素评～准确、客观地认识污染的真相的弊端，但在评价指价的模糊关系矩阵F，设sss分别为第个标权重确定过程中没有实际考虑各个评价指标的评价标准的I级、h级和t级标准值，则：超标权重对模糊评价的影响．为了客观的反映各1≥n(溶解氧≤sl)指标在监测断面中的超标程度不同，用主成分分析法确定各指标的权重比传统的获取方式更符合fo-=“>>(溶解氧<

4、、可行．(3)1模糊集理论与模式如果评价指标选取溶解氧，因它的值越小水质越差，故采用括号内的划分方式，则矩阵(1)转1．1指标值的规范化处理化为：设有n个评价样本，每一个样本有m个评价⋯。：指标的实测值，则有mxn实测指标矩阵：⋯。厂2F=●●●●●-厂m。：⋯fX=将矩阵(2)按线性式elk：转化为浓S“一st度隶属度矩阵：收稿日期：2009—03～17作者简介：田海龙(1978一)，男，山东高唐人，吉林化上学院助教，硕士，主要从事水污染修复方面的研究第2期田海龙，等：基于因子分析法原理的水环境模糊评价模型4IeIIWi：

5、『L-一(L1I0U)，Ef：。2l∑A●●●所以评价指标的权重组成权重矩阵：emIem2⋯emf1．2指标权重矩阵由于各个评～价对象超标情况不同，对评价模117：nn．一n糊子集的影响也不相同，因此评价过程中需要考虑各评价对象的权重，采用主成分分析法确定．1．2模糊识别模型1．2．1数据标准化处理由于具有不同的量纲必须进行标准化：根据水质特点，采用文献[1]建立的模型为：0c=xo．／s~(=1，2，3⋯，md=1，2，3，⋯，n)l(6)式中：C代表第个样本第种参数的标准化Jf∑【WI一sI】值；是第i个样本第种参数的r

6、l,个点位的监测，1至【WI一sI】值的平均值；s代表第．『种参数的最高容许值；mf=l代表样本的个数；n代表参数总数．对于反向指l标，应用下式：h<或h>b，l≤h≤bi(12)ci，=——(7)x／sJh=aj=bi1．1．2主分量分析此即模糊评价模式．式中：“坷为样本_『对模糊根据以(6)，(7)式将n个样本的m个指标数子集级别h的隶属度，h=1，2，⋯，／7,．ai，bi为样本据进行标准化：的m项指标的级别下限值和上限值．P为取1时为海明距离系数，2时为欧式距离系数，本文P=1．C=(8)2应廊用实例式中：m为评价指

7、标的个数；17,为样本数．本次评价的样品采用浑河的东陵大桥和浑河c的协方差阵：H=!co用雅克比方法⋯大闸监测断面和实际监测的水质资料，参评要素m选取氨氮、化学需氧量、五日生化学氧量、氟化物．求的协方差矩阵的特征值A(i=1，2，⋯，n)及分别以2006年监测断面的水质监测资料进行评相应的特征向量“’(=1，2，⋯，m)，由特征向量价．各断面实测元素浓度的年平均值见下列矩阵“’可组成正交方阵，对c作变换：(单位mg／L)：)，=VC(9)NI-I；CODBOD5Fu使新变量Y。，Y，⋯，Y互不相关．特征值A，『3．01546

8、．625．73330．56661东陵大桥就是变量Y的方差．方差大的新变量对模型的贡【9．19339．254．53330．5166J浑河大闸献大，归一化处理，∑Ai=1，通过公式：各指标隶属矩阵：东陵大桥，浑河大闸：Ⅳ级V级I级Ⅱ级Ⅲ级Ⅳ级V级0．86670000．73330．266700l