一种基于多级灰关联的水环境风险评价方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及水环境风险评价技术领域，具体涉及一种基于多级灰关联的水环境风险评价方法及系统，所述方法包括：获取对区域水环境进行监测得到的水质数据，提取所述水质数据所包含的指标；构建区域水环境风险评价的指标体系，从所述水质数据中筛选用于所述指标体系的关键指标，所述指标体系包括关键指标、要素层和目标层；通过因子分析法确定用于所述指标体系的关键因子，基于所述关键因子确定所述指标体系的要素层，确定要素层中各个关键因子的权重；采用多级灰关联风险评价法确定区域水环境的风险等级，本发明专利技术进行水环境风险评价的结果具有良好的准确度，而且本发明专利技术计算量小,更加方便快捷。

【技术实现步骤摘要】
一种基于多级灰关联的水环境风险评价方法及系统
本专利技术涉及水环境风险评价
，具体涉及一种基于多级灰关联的水环境风险评价方法及系统。
技术介绍
当前，国家出台了一系列水质标准和水污染防治法律法规，但水污染的发展趋势尚未得到有效控制。大多数城市河流中存在严重的有机污染，这导致城市水源质量下降和处理成本增加，严重威胁了城市居民的饮水安全和人民的健康。为提前预防水污染，需要对水环境进行风险评估，常用的水环境风险评估方法有图形叠加方法、信息扩散方法、指标体系方法、模糊数学综合等，然而，采用传统的数理统计方法进行水环境风险评价时，需要采集大量的样本，才能根据不同水体的水质指标的污染特性建立特性指标体系，只适用于典型的分布规律；在进行水环境风险评价时，往往计算量大,效率不高。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种基于多级灰关联的水环境风险评价方法及系统，以解决现有技术中所存在的一个或多个技术问题，至少提供一种有益的选择或创造条件。为了实现上述目的，本专利技术提供以下技术方案：一种基于多级灰关联的水环境风险评价方法，所述方法包括以下步骤：步骤S100、获取对区域水环境进行监测得到的水质数据，提取所述水质数据所包含的指标；步骤S200、构建区域水环境风险评价的指标体系，从所述水质数据中筛选用于所述指标体系的关键指标，所述指标体系包括关键指标、要素层和目标层；步骤S300、通过因子分析法确定用于所述指标体系的关键因子，基于所述关键因子确定所述指标体系的要素层，确定要素层中各个关键因子的权重；其中，所述要素层包含多个关键因子，每个所述关键因子均根据多个关键指标确定得出；步骤S400、采用多级灰关联风险评价法确定区域水环境的风险等级。进一步地，所述从所述水质数据中筛选用于所述指标体系的关键指标包括：分别对所述水质数据中所包含的指标进行水质单因子评价，根据各指标的危害程度，确定各指标对区域水环境风险的权重，基于所述权重筛选用于区域水环境风险评价的关键指标。进一步地，所述步骤S400包括：步骤S410、利用层次分析法确定各关键指标的权重，根据各关键指标的权重和从属关系构建所述指标体系的层次结构模型；步骤S420、对所述指标体系的关键指标进行无量纲化处理，得到无量纲序列；步骤S430、获取目标序列，所述目标序列包含与所述无量纲序列的每一关键指标对应的标准指标，确定所述无量纲序列的每一关键指标相对目标序列中对应的标准指标的关联系数；步骤S440、对得到的关联系数依次进行加权逐层关联度计算，得到关联向量；步骤S450、确定分级标准下各级关键指标与标准指标的灰色从属度，基于所述灰色从属度确定环境风险评价的灰色综合指数，根据所述灰色综合指数确定区域水环境的风险等级。进一步地，所述无量纲序列的计算公式为：Yj(k)＝(xj(k)-Tmax)/(Tmax-Tmin)；其中：xj(k)为关键指标的序列值，j为关键指标的，k为关键指标的，所述无量纲序列为Yj(k)。进一步地，第j个关键指标相对标准指标的关联系数计算公式为：其中：ζj(k)即为第j个关键指标相对标准指标的关联系数，ρ为分辨系数，Δt(j)为表示目标序列与无量纲序列的绝对差值，表示目标序列中的每个标准指标与无量纲序列中对应的关键指标得到的绝对差值中的最小值，表示目标序列中的每个标准指标与无量纲序列中对应的关键指标得到的绝对差值中的最大值。进一步地，所述步骤S450包括：步骤S451、采用所述灰色从属度对所述关联向量进行加权，得到关键指标和标准指标之间的差异程度；步骤S452、基于所述差异程度构造风险级别的标准向量，基于所述标准向量和所述灰色从属度得到对区域水环境进行风险评价的灰色综合指数。一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有基于多级灰关联的水环境风险评价程序，所述基于多级灰关联的水环境风险评价程序被处理器执行时实现如上述任意一项所述的基于多级灰关联的水环境风险评价方法的步骤。一种基于多级灰关联的水环境风险评价系统，所述系统包括：至少一个处理器；至少一个存储器，用于存储至少一个程序；当所述至少一个程序被所述至少一个处理器执行，使得所述至少一个处理器实现上述任一项所述的基于多级灰关联的水环境风险评价方法。本专利技术的有益效果是：本专利技术提出的一种基于多级灰关联的水环境风险评价方法，在水质现状评价的基础上筛选水质指标，利用因子分析模型分析指标体系的层次结构，构建多级灰色关联度模型，实现水环境风险等级与水质指标的具体关联度。与现有技术相比，本专利技术能够根据不同水体的水质指标的污染特性建立特性指标体系；对样本量要求较小,也不需要典型的分布规律，具有良好的准确度，而且本专利技术计算量小,更加方便快捷。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术实施例中基于多级灰关联的水环境风险评价方法的流程示意图；图2是本专利技术实施例中水环境风险评价步骤的整体结构示意图。具体实施方式以下将结合实施例和附图对本申请的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整的描述，以充分地理解本申请的目的、方案和效果。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。参阅图1和图2，图1是本申请提供的一种基于多级灰关联的水环境风险评价方法的流程示意图，所述方法包括以下步骤：步骤S100、获取对区域水环境进行监测得到的水质数据，提取所述水质数据所包含的指标；步骤S200、构建区域水环境风险评价的指标体系，从所述水质数据中筛选用于所述指标体系的关键指标，所述指标体系包括关键指标、要素层和目标层；步骤S300、通过因子分析法确定用于所述指标体系的关键因子，基于所述关键因子确定所述指标体系的要素层，确定要素层中各个关键因子的权重；其中，所述要素层包含多个关键因子，每个所述关键因子均根据多个关键指标确定得出；所述关键因子包括：溶解氧、氨氮、总磷和镉。步骤S400、采用多级灰关联风险评价法确定区域水环境的风险等级。本专利技术提供的实施例中，结合大数据方法进行指标体系构建，采用多级灰关联的风险评价方法，对水环境水生态进行风险评价技术方法。由于关联分析是对发展趋势作分析,因而它对样本量的多少没有太高要求,也不需要典型的分布规律,能够根据不同水体的水质指标的污染特性建立特性指标体系，对样本量要求较小,也不需要典型的分布规律；采用本专利技术实施例得出的结果与定性分析相吻合，具有良好的准确度，而且本专利技术计算量小,更加方便快捷，也非常适合动态历程分析。同时通过对随机序列资料进行本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于多级灰关联的水环境风险评价方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：/n步骤S100、获取对区域水环境进行监测得到的水质数据，提取所述水质数据所包含的指标；/n步骤S200、构建区域水环境风险评价的指标体系，从所述水质数据中筛选用于所述指标体系的关键指标，所述指标体系包括关键指标、要素层和目标层；/n步骤S300、通过因子分析法确定用于所述指标体系的关键因子，基于所述关键因子确定所述指标体系的要素层，确定要素层中各个关键因子的权重；其中，所述要素层包含多个关键因子，每个所述关键因子均根据多个关键指标确定得出；/n步骤S400、采用多级灰关联风险评价法确定区域水环境的风险等级。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于多级灰关联的水环境风险评价方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
步骤S100、获取对区域水环境进行监测得到的水质数据，提取所述水质数据所包含的指标；
步骤S200、构建区域水环境风险评价的指标体系，从所述水质数据中筛选用于所述指标体系的关键指标，所述指标体系包括关键指标、要素层和目标层；
步骤S300、通过因子分析法确定用于所述指标体系的关键因子，基于所述关键因子确定所述指标体系的要素层，确定要素层中各个关键因子的权重；其中，所述要素层包含多个关键因子，每个所述关键因子均根据多个关键指标确定得出；
步骤S400、采用多级灰关联风险评价法确定区域水环境的风险等级。


2.根据权利要求1所述的一种基于多级灰关联的水环境风险评价方法，其特征在于，所述从所述水质数据中筛选用于所述指标体系的关键指标包括：
分别对所述水质数据中所包含的指标进行水质单因子评价，根据各指标的危害程度，确定各指标对区域水环境风险的权重，基于所述权重筛选用于区域水环境风险评价的关键指标。


3.根据权利要求2所述的一种基于多级灰关联的水环境风险评价方法，其特征在于，所述步骤S400包括：
步骤S410、利用层次分析法确定各关键指标的权重，根据各关键指标的权重和从属关系构建所述指标体系的层次结构模型；
步骤S420、对所述指标体系的关键指标进行无量纲化处理，得到无量纲序列；
步骤S430、获取目标序列，所述目标序列包含与所述无量纲序列的每一关键指标对应的标准指标，确定所述无量纲序列的每一关键指标相对目标序列中对应的标准指标的关联系数；
步骤S440、对得到的关联系数依次进行加权逐层关联度计算，得到关联向量；
步骤S450、确定分级标准下各级关键指标与标准指标的灰色从属度，基于所述灰色从属度确定环境风险评价的灰色综合指数，根据所述灰色综合指数确定区域水环境的风险等级。
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【专利技术属性】
技术研发人员：杨大勇，姜国强，黄文俊，罗云，谢植宇，
申请(专利权)人：佛山市奥博环保技术有限公司，中煜生态环境科技广州有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44