一种水质综合评估方法

本发明属于水质评估，具体设计一种基于水质指标多维高斯分布和贝叶斯方法的水质综合评估方法。

背景技术：

1、水环境是指自然界中水的形成、分布和转化所处空间的环境，直接或间接影响人类生活和发展。作为水环境治理的基础性工作，水质评价的准确性对制定科学整治规划至关重要。现有的水质评估方法中，单因子评价法最为简单易行，但是无法科学有效地评估水体综合水质，也无法在各类水体之间进行有效比较。因此，有的方法将ds证据理论应用于水质评价中，这种方法能够在一定程度上综合评估水质数据，以提高评价的准确性和客观性。但是，ds证据理论的基本信度的分配通常由专家或检测人员的经验得到，处理多个指标的权重多采用等权法、超标法等，使得结果相对主观；并且对区域水质或时间段内的水质数据的融合方法采用均值法，存在信息丢失的问题；因此存在着评价结果差异大，综合能力不足等问题。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中水质综合评估方法的水质指标处理相对主观并且水质数据的融合存在信息丢失导致水质评估结果不够准确的技术问题，从而提供一种水质综合评估方法。

2、一种水质综合评估方法，包括以下步骤：

3、步骤s1：建立多个水质指标的多维高斯分布模型；

4、步骤s2：为每个水质指标确定权重和先验概率；

5、步骤s3：基于先验概率和权重，以水质指标作为节点构建贝叶斯网络；

6、步骤s4：获取水质检测数据，利用贝叶斯网络，得到水质的综合评估结果。

7、进一步的，所述步骤s1包括以下步骤：

8、步骤s1.1：获取原始数据，所述原始数据包括多个断面，每个断面包括多条水质数据，每条水质数据包括多个水质指标；

9、步骤s1.2：定义所述水质指标的联合分布服从多维高斯分布，建立水质指标的多维高斯分布模型；

10、步骤s1.3：计算每个水质指标的平均值，计算每个水质指标之间的协方差矩阵；

11、步骤s1.4：根据协方差矩阵计算每个水质指标对于水质评估等级的信度支持。

12、进一步的，所述步骤s2中，通过主成分分析法得到贡献率和载荷系数，从而确定各个水质指标的权重。

13、进一步的，所述步骤s3包括以下步骤：

14、步骤s3.1：根据多维高斯分布模型中的均值向量，确定每个节点的均值向量；

15、步骤s3.2：根据多维高斯分布模型中的协方差矩阵，确定每个节点之间的协方差矩阵；

16、步骤s3.3：定义每个节点的概率分布为高斯分布。完成贝叶斯网络的构建。

17、进一步的，所述步骤s4包括以下步骤：

18、步骤s4.1：基于贝叶斯网络，计算水质检测数据中的每个水质指标的后验概率；

19、步骤s4.2：综合每个水质指标的后验概率，计算水质检测数据的水质综合评估结果。

20、进一步的，所述步骤s4.2中，使用加权平均法，基于每个水质指标的后验概率计算综合评价得分，作为水质综合评估结果。

21、进一步的，所述步骤s4.2中，使用期望效用理论，基于每个水质指标的后验概率计算综合评价得分，作为水质综合评估结果。

22、有益效果：本发明提供了一种水质综合评估方法，通过建立多个水质指标的多维高斯分布模型有效量化不同水质指标之间的关系；通过主成分分析法帮助确定各水质指标的权重，确保了整体评价的客观性和准确性；并且通过贝叶斯网络模型捕捉水质指标之间的因果关系和依赖关系，同时有效地处理不确定性，通过概率推断提供了对评价结果的置信度估计，使得评价结果更具有更高的可信度，为水环境治理规划提供了有效参考。

1.一种水质综合评估方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种水质综合评估方法，其特征在于，所述步骤s1包括以下步骤：

3.根据权利要求1所述的一种水质综合评估方法，其特征在于，所述步骤s2中，通过主成分分析法得到贡献率和载荷系数，从而确定各个水质指标的权重。

4.根据权利要求1所述的一种水质综合评估方法，其特征在于，所述步骤s3包括以下步骤：

5.根据权利要求1所述的一种水质综合评估方法，其特征在于，所述步骤s4包括以下步骤：

6.根据权利要求5所述的一种水质综合评估方法，其特征在于，所述步骤s4.2中，使用加权平均法，基于每个水质指标的后验概率计算综合评价得分，作为水质综合评估结果。

7.根据权利要求5所述的一种水质综合评估方法，其特征在于，所述步骤s4.2中，使用期望效用理论，基于每个水质指标的后验概率计算综合评价得分，作为水质综合评估结果。