一种海洋环境重金属污染评价方法技术

本发明专利技术公开了一种海洋环境重金属污染评价方法，包括：获取历史监测数据集，建立历史监测数据的分布特征函数；获取海洋测试点的重金属的含量监测值与历史监测数据的协方差矩阵；建立海洋测试点与历史数据集的初始的联合分布函数；基于海洋测试点的海洋污染值的真实值，确定海洋测试点的重金属的含量监测值与的协方差矩阵中的关联性测定值、用于控制关联程度的参数和干扰数据差，进而获取海洋测试点与历史数据集的最终的联合分布函数，以获得待评估海洋监测点的海洋污染值，对海洋环境进行评价。本发明专利技术的一种海洋环境重金属污染评价方法计算速度更快，评价结果的代表性更好。评价结果的代表性更好。评价结果的代表性更好。

【技术实现步骤摘要】
一种海洋环境重金属污染评价方法


[0001]本专利技术涉及海洋环境评价
，尤其涉及一种海洋环境重金属污染评价方法。

技术介绍

[0002]海洋重金属污染程度的评价是多因素共同作用结果，当前的评价方法多是根据各类重金属含量人为评价污染程度，存在严重的主观影响。实际上，镉(Cd)、铜(Cu)、铅(Pd)、锌(Zn)、汞(Hg)等重金属含量与海洋污染值之间是存在一定的映射关系的，在外界复杂因素影响下，这种映射关系表现为复杂的多维非线性特征，难以采用一般的显式方程进行表达，因此当前海洋环境重金属污染评价存在困难。

技术实现思路

[0003]本专利技术提供一种海洋环境重金属污染评价方法，以克服上述技术问题。
[0004]为了实现上述目的，本专利技术的技术方案是：
[0005]一种海洋环境重金属污染评价方法，包括如下步骤：
[0006]S1：获取历史监测数据集，以建立历史监测数据的分布特征函数；
[0007]所述历史监测数据集包括历史上C天的重金属的含量监测值以及对应的历史上C天的海洋污染值，所述重金属包括镉、铜、铅、锌、汞；
[0008]S2：获取任一海洋测试点的重金属的含量监测值x
*
，以获取海洋测试点的重金属的含量监测值x
*
与历史监测数据X的协方差矩阵D(X,x
*
)；
[0009]S3：根据所述历史监测数据的分布特征函数，海洋测试点的重金属的含量监测值x
*
与历史监测数据X的协方差矩阵，建立海洋测试点与历史数据集的初始的联合分布函数；以获取海洋测试点的海洋污染值的预测值y
*
，并基于海洋测试点的海洋污染值的真实值，确定海洋测试点的重金属的含量监测值x
*
与X的协方差矩阵D(X,x
*
)中的关联性测定值l、用于控制关联程度的参数σ
f
和干扰数据差σ
n
，进而获取海洋测试点与历史数据集的最终的联合分布函数；
[0010]S4：获取待评估海洋监测点的监测数据，并基于海洋测试点与历史数据集的最终的联合分布函数，获取待评估海洋监测点的海洋污染值，以对海洋环境进行评价。
[0011]进一步的，所述S1中，建立历史监测数据的分布特征函数如下：
[0012]构建历史上C天的历史监测数据集D＝(X,y)；
[0013]其中：X＝(x1,x2,...,x
c
,...,x
C
)
T
表示的是历史上C天的重金属的含量监测值向量，x
c
代表历史上第c天的重金属的含量监测值，y代表与X对应的历史上C天的海洋污染值；
[0014][0015][0016]…
[0017][0018]…
[0019][0020]其中：分别代表历史上第c天的镉、铜、铅、锌、汞的含量监测值；
[0021]根据历史监测数据集，统计历史监测数据的分布特征函数如下：
[0022][0023]式中，μ为历史监测数据集的样本均值，为历史监测数据集的样本方差，I为单位矩阵；～表示服从于运算符号；为历史监测数据的分布特征函数；D(X,X)为与重金属的含量监测值向量X有关的协方差矩阵。
[0024]进一步的，所述S2中，所述海洋测试点的重金属的含量监测值x
*
与X的协方差矩阵D(X,x
*
)获取如下：
[0025][0026]式中：l为关联性测定值；σ
f
为用于控制关联程度的参数；σ
n
为干扰数据差；δ
pq
为克洛内克尔(Kronecker)符号；x
i
为协方差矩阵的第i行；x
j
为协方差矩阵的第j列。
[0027]进一步的，所述S3中，海洋测试点与历史数据集的初始的联合分布函数J(y
*
|x
*
,X,y)表示如下：
[0028][0029]式中，D(X,x
*
)为海洋测试点的重金属的含量监测值x
*
与X的C
×
1维的协方差矩阵；D(x
*
,x
*
)为海洋测试点的重金属的含量监测值x
*
自身的协方差矩阵；μ
*
为海洋测试点的重金属的含量监测值的均值；
[0030]为历史监测数据与海洋测试点的分布特征函数；y
*
为海洋测试点的海洋污染值的预测值；
[0031]其中，其中，分别表示海洋测试点镉、铜、铅、锌、汞的含量监测值。
[0032]进一步的，所述S4中，海洋测试点的海洋污染值的预测值y*的方法如下：
[0033]根据历史监测数据集(X,y)的历史监测数据的分布特征函数和所述初始的联合分布函数，获取y
*
的分布特征：
[0034][0035]式中：J(y
*
|x
*
,X,y)为海洋测试点与历史数据集的联合分布函数；
[0036]为测试点分布特征函数；为y
*
的均值；为y
*
的方差；
[0037]其中，y
*
的均值和方差分别如下：
[0038][0039][0040]进而得：
[0041]式中，α
c
表示正则向量；D(x
c
,x
*
)表示历史上第c天的重金属的含量监测值x
c
与x
*
的协方差矩阵。
[0042]有益效果：本专利技术提出了一种海洋环境重金属污染评价方法，根据历史监测数据集的分布特征，建立了海洋测试点与历史数据集的联合分布函数，获取海洋测试点的海洋污染值的预测值y
*
，进而确定海洋测试点的重金属的含量监测值x
*
与X的协方差矩阵D(X,x
*
)中的关联性测定值l、用于控制关联程度的参数σ
f
和干扰数据差σ
n
，从而得到了海洋测试点与历史数据集的联合分布函数，进而基于海洋测试点与历史数据集的联合分布函数，获取待评估海洋监测点的重金属污染值，以对海洋环境进行评价，计算速度更快，评价结果的代表性更好。
附图说明
[0043]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，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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。
[0044]图1为本专利技术的海洋环境重金属污染评价方法流程图；
[0045]图2为本专利技术的实施例中的计算流程示意图。
具体实施方式
[0046]为使本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种海洋环境重金属污染评价方法，其特征在于，包括如下步骤：S1：获取历史监测数据集，以建立历史监测数据的分布特征函数；所述历史监测数据集包括历史上C天的重金属的含量监测值以及对应的历史上C天的海洋污染值，所述重金属包括镉、铜、铅、锌、汞；S2：获取任一海洋测试点的重金属的含量监测值x
*
，以获取海洋测试点的重金属的含量监测值x
*
与历史监测数据X的协方差矩阵D(X,x
*
)；S3：根据所述历史监测数据的分布特征函数，海洋测试点的重金属的含量监测值x
*
与历史监测数据X的协方差矩阵，建立海洋测试点与历史数据集的初始的联合分布函数；以获取海洋测试点的海洋污染值的预测值y
*
，并基于海洋测试点的海洋污染值的真实值，确定海洋测试点的重金属的含量监测值x
*
与X的协方差矩阵D(X,x
*
)中的关联性测定值l、用于控制关联程度的参数σ
f
和干扰数据差σ
n
，进而获取海洋测试点与历史数据集的最终的联合分布函数；S4：获取待评估海洋监测点的监测数据，并基于海洋测试点与历史数据集的最终的联合分布函数，获取待评估海洋监测点的海洋污染值，以对海洋环境进行评价。2.根据权利要求1所述的一种海洋环境重金属污染评价方法，其特征在于，所述S1中，建立历史监测数据的分布特征函数如下：构建历史上C天的历史监测数据集D＝(X,y)；其中：X＝(x1,x2,...,x
c
,...,x
C
)
T
表示的是历史上C天的重金属的含量监测值向量，x
c
代表历史上第c天的重金属的含量监测值，y代表与X对应的历史上C天的海洋污染值；y代表与X对应的历史上C天的海洋污染值；......其中：分别代表历史上第c天的镉、铜、铅、锌、汞的含量监测值；根据历史监测数据集，统计历史监测数据的分布特征函数如下：式中，μ为历史监测数据集的样本均值，为历史监测数据集的样本方差，I为单位矩阵；～表示服从于运算符号；为历史监测数据的分布特征函数；D(X,X)为与重金属的含量监测值向量X有关的协方差矩阵。3.根据权利要求1所述的一种海洋环境重金属污染评价方法，其特征在于，所述S2中，所述海...

【专利技术属性】
技术研发人员：于大涛，姜恒志，嵇囡囡，
申请(专利权)人：国家海洋环境监测中心，
类型：发明
国别省市：