基于物元模型的廣西省水質(zhì)評(píng)價(jià)

摘要：基于2015年3月至2016年2月廣西省環(huán)保廳水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和廣西省水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，運(yùn)用物元分析理論，將評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)、評(píng)價(jià)因子及其特征值作為物元，構(gòu)建廣西省水環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)的物元模型。對(duì)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)和水質(zhì)指標(biāo)實(shí)測(cè)值進(jìn)行歸一化處理后，得到模型的經(jīng)典域、節(jié)域、權(quán)系數(shù)及關(guān)聯(lián)度。計(jì)算結(jié)果表明，全省14個(gè)地市整體水環(huán)境質(zhì)量較好，符合Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ類水質(zhì)的地市分別為9、4、1個(gè)，計(jì)算結(jié)果符合廣西省實(shí)際，說明物元模型用于水質(zhì)評(píng)價(jià)是合理可行的，且評(píng)價(jià)結(jié)果具有更高的分辨率，能全面分析判別待評(píng)價(jià)對(duì)象屬于某一級(jí)別的程度，為水質(zhì)評(píng)價(jià)提供了新的思路和方法。

關(guān)鍵詞：廣西；物元模型；水質(zhì)評(píng)價(jià)

中圖分類號(hào)：X824 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：0439-8114（2016）16-4154-04

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2016.16.020

隨著社會(huì)的發(fā)展、經(jīng)濟(jì)的增長及人民生活水平的提高，人民對(duì)水資源的要求也越來越高，科學(xué)地評(píng)價(jià)水質(zhì)顯得尤為重要，常用的水質(zhì)評(píng)價(jià)方法有綜合指數(shù)法、因子分析法、層次分析法、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法、污染損失率法、集對(duì)分析法、模糊綜合評(píng)判法以及物元分析法等。水環(huán)境質(zhì)量的好壞是一個(gè)模糊概念，各水質(zhì)等級(jí)是模糊集合，評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)界限的明顯量化將會(huì)遺漏一些有用信息，甚至?xí)?dǎo)致錯(cuò)誤的結(jié)論，若以單項(xiàng)指標(biāo)對(duì)水質(zhì)進(jìn)行評(píng)價(jià)，其評(píng)價(jià)結(jié)果常常具有矛盾性、不確定性和不相容性。物元分析理論是一種主要研究和處理不相容問題的方法，它可以將復(fù)雜的問題抽象為形象化的模型，并應(yīng)用這些模型研究基本理論，提出相應(yīng)的應(yīng)用方法。本研究以廣西省水質(zhì)評(píng)價(jià)為例，說明物元模型理論在水環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)中的應(yīng)用。

1 物元模型理論

1.1 物元的定義

物元理論是在20世紀(jì)80年代由中國的蔡文教授創(chuàng)立，是主要研究和處理不相容問題的方法，貫穿自然科學(xué)和社會(huì)科學(xué)的橫斷學(xué)科，將物元分析與可拓集合相結(jié)合，廣泛應(yīng)用于新產(chǎn)品構(gòu)思與設(shè)計(jì)、優(yōu)化決策、控制、識(shí)別與評(píng)價(jià)等領(lǐng)域，在理論和實(shí)踐方面發(fā)揮了重要作用。物元可拓法將評(píng)價(jià)指標(biāo)體系及其特征值作為物元，通過評(píng)價(jià)級(jí)別和實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，得到經(jīng)典域、節(jié)域及關(guān)聯(lián)度，從而建立定量綜合評(píng)價(jià)方法。以有序三元組R=（Q，c，v）作為描述事物的基本單元，稱為物元。其中，Q表示事物；c表示Q的特征；v表示Q關(guān)于c所取得的量值。假設(shè)水質(zhì)R有多個(gè)特征，以n個(gè)特征c1，c2，…cn和相應(yīng)的量值v1，v2，…vn描述，則表示為：

3 討論

在運(yùn)用物元分析方法進(jìn)行水質(zhì)評(píng)價(jià)過程中，物元理論通俗易懂，計(jì)算方法簡便。物元模型中，關(guān)聯(lián)函數(shù)可取負(fù)值，分辨能力強(qiáng)，能全面分析判別待評(píng)價(jià)對(duì)象屬于某一級(jí)別的程度，從而提供更為豐富的信息，使判斷更加準(zhǔn)確，為環(huán)境決策提供較為可靠的科學(xué)依據(jù)，并為該領(lǐng)域的評(píng)價(jià)方法提供了新的思路。但在應(yīng)用該方法時(shí)，經(jīng)典域、節(jié)域量值范圍的確定、關(guān)聯(lián)函數(shù)的選取等問題都有待進(jìn)一步研究探討。

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