VC水质污染级别判定系统设计与实现

摘要 随着现代工业的不断发展，城市环境问题日趋严重，直接影响到人们的生存环境，影响到经济、社会、环境的协调发展。河流水质污染，已经成为备受人们关注的城市环境污染问题之一。为了有效地治理河流水质污染，首先须对河流水质做出评价。这对客观认识城市河流水质现状，预测其发展趋势，并有效地进行河流水质污染控制，实施可持续发展战略具有重要意义。本文在分析研究河流水质预测方法的基础上，针对河流水质的多耦合性与复杂动态性，并考虑到环境质量评价中评价主体、监测资料、评价标准及环境要素的不确定性，提出运用模糊聚类法进行河流水质预测。本办法通过河流水质评价因子和其评价等级的界定，建立各污染物关于各级别的倍斜率隶属函数值模糊矩阵，运用模糊综合评判的加权方法计算权重，并进行归一化处理，建立起河流水质预测模型。又进一步引入了数据库和C++语言计算机程序便于数据接口,避免了繁琐的人工计算。结果表明：此模型不仅注意到分级界限的模糊性,而且在信息利用率和判别精度上和别的预测方法相比有很大优势。该方法科学、简便、精确，所得结果与城市大气环境质量现状相符合。关键词：河流水质预测 模糊聚类法隶属函数加权方法数据库设计第一章 概述1.1 河流水质预测的目的和意义几千年的文明史使人们认识到人体的健康，人群的生活，人类社会的发展以及生态系统的维持都与地球的环境质量密切相关。人类的行为，特别是人类社会的经济发展行为必然会引起环境的状态与结构发生不同的变化。有的行为有利于人类的生存与发展，有的行为则危害人类的生存与发展。近代人类的生产和生活活动在创造伟大的物质文明和精神文明的同时，对自然环境造成的后果是环境污染和生态破坏。进入20世纪，特别是二战以后，随着世界范围工业化和城市化的速度的加快，西方发达国家不断发生大规模的河流污染时间。在公众的强烈要求下，各个工业发达国家强化以法制手段控制污染物向空气、水体、土壤中排放。这对于保护环境起到了重要作用。与此同时，用以监督执法的环境监测和环境保护工作也普通开展起来。从50年代起，许多环境科学家研究和编制出各种环境指数，如最早的格林大气污染综合指数。为了改变被动的防治局面，实施以预防为主的综合防治方针，在治理污染和认识环境中有共同语言、共同标准、共同方法。河流水质预测便应用而生。河流水质预测是多个环境要素优劣的综合概念，是一个多因素多水平耦合作用的复杂系统。从功能上看，河流水质预测是一种辅助和改善各种社会经济、环境等决策过程的有利工具，其目标是分析人类拟议行动对各种潜在的和显著的环境影响的后果，为确立行动方案的可行性，减轻和消除任何不利影响的对策，使得全球的、国家的、区域的发明和项目的开发建立在环境协调和可持续发展的基础上。我国是发展中的国家，实现社会主义现代化必须坚持经济发展、人口增长和环境保护协调发展的方针、走可持续发展的道路。随着现代工业的发展，城市环境问题日趋严重，直接影响着人们的生存环境和经济、社会、环境的协调发展，引起了人们的普遍关注。1.2河流水质预测的方法1.3环境质量评价的本质和特点环境质量评价的本质在于环境质量评价是环境质量价值的反映。首先，它是环境质量这一客观存在的反映；其次，它是人对环境质量的需要和追求的反映；再次，它是环境质量和人类社会对环境需要之间关系的反映。环境质量的价值是客观的，而人对这一价值的反映则是主观的，价值评价要以科学认识为前提和基础，但不能用科学认识来代替价值评价。环境质量评价是一个过程。在这个过程中作为环境质量评价的主题----人类社会认识到自己的需要和环境在现有条件下对这需要的满足程度，同时还对满足自己需要的理想环境质量形成了概念。在评价的进程中，不仅要确知客观存在的环境质量，而且要判断这种环境质量对自己需要来说有什么问题。同时，评价主题也不能停留在对环境质量与自己的需要之间现有关系的确认上，而且要进一步研究这些关系的重要性，就是说要从评价主体需要的角度来思考这些已被认识的环境质量意味着什么。第三章 环境质量的模糊综合评判法环境质量的现状评价是进行环境规划和管理的基础，由于环境系统的各要素之间关系错综复杂，具有很大的随机性和不确定性。因此模糊数学方法很自然地被用在了环境综合评价方面。模糊综合评价的一般方法是，用隶属函数刻划单个因子的级别，根据评价集计算各因子的权重，进行模糊矩阵的复合运算，取隶属度最大者对应的所属类别，作为该综合评价结果。具体操作过程中，关键的一步是用线性函数代替传统的二值逻辑，客观地反映环境质量渐变的过程以及与之相对应的隶属度的线性递增。3.1模糊综合评判法的基本原理环境是一个多耦合的复杂动态系统。“当这个系统的复杂性日益增长时，我们做出系统特性的精确而有意义的描述能力将相应降低，直到达到某一阈值。一旦超越它，精确性和有意义性就变成量个相互排斥的特性”。随着环境质量评价工作的不断深入，需要研究的变量关系也愈来愈多，愈来愈复杂，其中既有确定的可循的变化规律，又有不确定的随机变化规律。另外，人们对环境质量的认识既有精确的一面，又有模糊的一面。环境质量同时具有的这种精确与模糊、确定与不确定的特性都具有量的特性。有时候可以用精确的语言来表述，有时候则需要用模糊的语言来表述。目前环境质量的综合评价方法通常采用的是简单指数评分法，该法由于运用系统的二值逻辑，忽视环境质量级别之间的模糊性，使评价往往出现一些与实际不相符合的结果。模糊数学则承认在命题的假与真之间存在模糊性，提出以隶属度择近原则进行分类划分。此外，由于大气环境污染程度由轻到重是逐渐过渡的，没有明确的界限，因此，对大气环境质量进行综合评价时宜采用模糊集理论方法。模糊综合评判法就是基于上述理论得出的产物，能更客观地反映事物所处的状态。

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