資源描述:
《數(shù)學(xué)建模論文-城市表層土壤重金屬污染分析模型》由會員上傳分享,免費在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、2011高教社杯全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽承諾書我們仔細(xì)閱讀了中國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽的競賽規(guī)則.我們完全明白,在競賽開始后參賽隊員不能以任何方式(包括電話、電子郵件、網(wǎng)上咨詢等)與隊外的任何人(包括指導(dǎo)教師)研究、討論與賽題有關(guān)的問題。我們知道,抄襲別人的成果是違反競賽規(guī)則的,如果引用別人的成果或其他公開的資料(包括網(wǎng)上查到的資料),必須按照規(guī)定的參考文獻(xiàn)的表述方式在正文引用處和參考文獻(xiàn)中明確列出。我們鄭重承諾,嚴(yán)格遵守競賽規(guī)則,以保證競賽的公正、公平性。如有違反競賽規(guī)則的行為,我們將受到嚴(yán)肅處理。我們參賽選擇的題號是:A我們
2、的參賽報名號為(如果賽區(qū)設(shè)置報名號的話):所屬學(xué)校:昆明理工大學(xué)參賽隊員(打印并簽名):1.2.3.指導(dǎo)教師或指導(dǎo)教師組負(fù)責(zé)人(打印并簽名):日期:2011年9月12日2011高教社杯全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽編號專用頁賽區(qū)評閱編號(由賽區(qū)組委會評閱前進行編號):賽區(qū)評閱記錄(可供賽區(qū)評閱時使用):評閱人評分備注全國統(tǒng)一編號(由賽區(qū)組委會送交全國前編號):全國評閱編號(由全國組委會評閱前進行編號):目錄一: 問題重述4二:基本假設(shè)4三: 定義符號說明4四:問題一的分析5五:模型一的建立和求解11六:問題二的分析13七:模型二的
3、建立和求解14八: 問題三的分析19九: 模型三的建立和求解20十:問題四的分析23十一:模型四的建立和求解24十二:結(jié)果評價24參考文獻(xiàn)24附錄25城市表層土壤重金屬污染分析模型摘要隨著人類經(jīng)濟的發(fā)展,人類在生產(chǎn)生活過程中會排放大量的有害重金屬物質(zhì),這些重金屬元素不僅是破壞土壤環(huán)境的重要殺手,并且也是威海人類健康的重要隱患。對此研究重金屬的污染狀況以及傳播情況是具有深遠(yuǎn)意義的。本文主要在三個方面對重金屬污染情況進行分析。第一是對金屬在城區(qū)的分布及污染程度情況進行剖析,第二是重金屬的污染原因的探討,第三是重金屬傳播特性的研
4、究。對于問題一,我們首先利用matlab進行二維等高線的繪制,將各種重金屬的濃度直觀的反映在二維等高線圖上面,通過對圖形的觀察我們即可以找到重金屬元素的分布情況。對于城市污染程度的判斷,我們采用的是污染負(fù)載指數(shù)法,首先我們將重金屬元素相對于某一點的污染指數(shù)求出來,再將該城區(qū)內(nèi)的所有點進行整體的分析,從而看出重金屬元素對于城區(qū)的污染程度,通過這種方法能夠?qū)Τ菂^(qū)各個點位進行定量的評價。對于問題二,我們首先進行相關(guān)性分析和聚類分析,經(jīng)過分析之后將關(guān)系最為密切的元素進行歸類,然后再通過分析整體,答到分析污染原因的目的。對于這個問題
5、,我們還采用了主成分分析的方法來求解。在多變量研究中,由于變量的個數(shù)很多,并且彼此往往存在一定的相關(guān)性,因此使觀察的數(shù)據(jù)反映的信息在一定程度上重疊。因子分析則是通過一種降維方法進行簡化得到綜合指標(biāo)。綜合指標(biāo)之問既互不相關(guān),又能反映原來的觀察指標(biāo)的信息。本題采用主成份分析法來解析污染原因。對于問題三,我們采用的是繪制重金屬的濃度的三維圖,圖形中的最高位置即該點處該種金屬的污染濃度最高,污染濃度最高的點很有可能是污染源,但是不一定。我們利用最高點處對周邊的點求方向?qū)?shù),方向?qū)?shù)最大處我們就認(rèn)為該點是污染源。我們這樣理解:方向?qū)?/p>
6、數(shù)最大的點,即是從該點向周邊擴散的速度最快(變化最快)的點,這符合污染源的傳播特性,所以我們有理由認(rèn)為這個點是污染源。對于問題四,為了研究地質(zhì)環(huán)境的演變模式,我們需要對土壤重金屬累積效應(yīng)建立模型進行預(yù)測,通過土壤中重金屬的變化情況達(dá)到預(yù)測地質(zhì)環(huán)境的變化的目的。為此,我們建立了一個簡單的重金屬累計預(yù)測模型。通過該模型不需要區(qū)分各個具體輸出項(如重金屬隨作物帶出土壤、重金屬在土壤中向下層遷移等)與土壤中重金屬含量的數(shù)學(xué)關(guān)系,僅用年殘留率K來計算土壤中重金屬的殘留與講解。這種估算不考慮各輸入輸出項相互之間動態(tài)平衡的數(shù)學(xué)關(guān)系,適用
7、于估算在較長時間后土壤中重金屬的含量。關(guān)鍵字:MATLABSPSS相關(guān)性分析法樣條函數(shù)插值主成分分析一: 問題重述隨著城市經(jīng)濟的快速發(fā)展和城市人口的不斷增加,人類活動對城市環(huán)境質(zhì)量的影響日顯突出。對城市土壤地質(zhì)環(huán)境異常的查證,以及如何應(yīng)用查證獲得的海量數(shù)據(jù)資料開展城市環(huán)境質(zhì)量評價,研究人類活動影響下城市地質(zhì)環(huán)境的演變模式,日益成為人們關(guān)注的焦點。按照功能劃分,城區(qū)一般可分為生活區(qū)、工業(yè)區(qū)、山區(qū)、主干道路區(qū)及公園綠地區(qū)等,分別記為1類區(qū)、2類區(qū)、……、5類區(qū),不同的區(qū)域環(huán)境受人類活動影響的程度不同?,F(xiàn)對某城市城區(qū)土壤地質(zhì)環(huán)境
8、進行調(diào)查。為此,將所考察的城區(qū)劃分為間距1公里左右的網(wǎng)格子區(qū)域,按照每平方公里1個采樣點對表層土(0~10厘米深度)進行取樣、編號,并用GPS記錄采樣點的位置。應(yīng)用專門儀器測試分析,獲得了每個樣本所含的多種化學(xué)元素的濃度數(shù)據(jù)。另一方面,按照2公里的間距在那些遠(yuǎn)離人群及工業(yè)活動的自然區(qū)取樣,將其作為該城區(qū)