專利名稱：一種活魚養(yǎng)殖水質(zhì)等級(jí)的評(píng)價(jià)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及水產(chǎn)養(yǎng)殖領(lǐng)域，具體涉及一種智能的活魚養(yǎng)殖水質(zhì)等級(jí)的評(píng)價(jià)方法。
背景技術(shù)：
我國(guó)是一個(gè)水產(chǎn)大國(guó)，水產(chǎn)養(yǎng)殖技術(shù)水平基本代表了發(fā)展中國(guó)家的水平和發(fā)展方向，主要特點(diǎn)是，規(guī)模大，但仍以池塘自然生態(tài)條件下的養(yǎng)殖方式居多。在池塘自然生態(tài)條件下進(jìn)行魚類養(yǎng)殖，池塘水質(zhì)的質(zhì)量成了制約魚類生存，養(yǎng)殖產(chǎn)量的重要因素。近幾年來，我國(guó)正在不斷地加強(qiáng)對(duì)池塘養(yǎng)殖水質(zhì)質(zhì)量的監(jiān)控，以保證魚類能夠在一個(gè)適合的水質(zhì)條件下生存，從而能夠提高我國(guó)水產(chǎn)品養(yǎng)殖質(zhì)量。為了能夠?qū)Τ靥了|(zhì)進(jìn)行很好的監(jiān)控，需要對(duì)池塘水質(zhì)做出明確的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，然而在現(xiàn)實(shí)生活和生產(chǎn)之中，我國(guó)只對(duì)地下飲用水和工業(yè)污水有著明確的劃分等級(jí)，同時(shí)在池塘養(yǎng)殖過程之中，水質(zhì)的好壞和很多因素相關(guān)，其中包括了不同魚類自身的體質(zhì)因子，季節(jié)，地理位置，周圍環(huán)境等等因素的影響，要對(duì)池塘養(yǎng)殖水質(zhì)做出明確的等級(jí)劃分是非常困難，而且是很不現(xiàn)實(shí)的，從而也給池塘水質(zhì)質(zhì)量監(jiān)控帶了一定的困難。隨著近幾年我國(guó)對(duì)水產(chǎn)品養(yǎng)殖重視度加大之后，國(guó)內(nèi)很多學(xué)者針對(duì)這個(gè)問題做出了很多研究。文獻(xiàn)I (水質(zhì)評(píng)價(jià)中的指標(biāo)權(quán)重與隸屬度轉(zhuǎn)換算法，Journal of LanzhouUniversity of Technology, Vol.35N0.1, Feb.2009)分析現(xiàn)有評(píng)價(jià)方法中最優(yōu)權(quán)、超標(biāo)權(quán)及專家權(quán)用于水質(zhì)評(píng)價(jià)的缺陷，從目標(biāo)分類角度出發(fā)，提取指標(biāo)對(duì)樣本分類所作貢獻(xiàn)的量化值，定義指標(biāo)區(qū)分權(quán)，給出指標(biāo)隸屬度到樣本隸屬度的轉(zhuǎn)換算法，但是此類算法主要針對(duì)從目標(biāo)分類的角度出發(fā)進(jìn)行的等級(jí)評(píng)判，然而要在評(píng)判之前得到水質(zhì)的目標(biāo)分類，也就是水質(zhì)的具體劃分等級(jí)是很不現(xiàn)實(shí)，這種方法往往只適合那些已經(jīng)有了明確的等級(jí)目標(biāo)分類的水質(zhì)才能進(jìn)行評(píng)判。文獻(xiàn)2 (基于LM-BP算法的綜合水質(zhì)評(píng)價(jià)研究，水資源研究，Vol.25N0.1，March2004)提出了一種基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的評(píng)價(jià)方法，以分類好的等級(jí)數(shù)據(jù)作為訓(xùn)練樣本，通過訓(xùn)練好的網(wǎng)絡(luò)去評(píng)價(jià)水質(zhì)的具體等級(jí)，這類方法和文獻(xiàn)I都有一樣的弊端，就是做出評(píng)價(jià)之前都要得到具體的評(píng)價(jià)等級(jí)劃分，所以文獻(xiàn)2也不適用。文獻(xiàn)3 (池塘水質(zhì)智能決策支持系統(tǒng)研究，王瑞梅，學(xué)位論文，Jun2003)提出了一種專家意見評(píng)價(jià)方法，通過不斷地咨詢專家們的意見得到不同水質(zhì)因子的不同分類等級(jí)，從而構(gòu)成了一個(gè)詳細(xì)的分類等級(jí)表，再通過這個(gè)分類等級(jí)表對(duì)池塘水質(zhì)進(jìn)行等級(jí)評(píng)判。文獻(xiàn)3中提出的方法確實(shí)能夠解決池塘水質(zhì)等級(jí)分類表難生成的困難，但是也給專家們帶來很重的負(fù)擔(dān)，同時(shí)也給水質(zhì)分類等級(jí)加上了很多主觀因素，水質(zhì)等級(jí)評(píng)價(jià)的過程也變得越來越臃腫，這時(shí)候需要一種更加智能的解決方案。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種智能的活魚養(yǎng)殖水質(zhì)評(píng)價(jià)方法。通過該方法，不但解決了等級(jí)分類困難，等級(jí)分類數(shù)量多的情況，而且能夠智能地得到同意等級(jí)下不同水質(zhì)因子的優(yōu)劣性，從而能夠很好地對(duì)池塘水質(zhì)進(jìn)行綜合地評(píng)價(jià)。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的:1、針對(duì)不同的池塘養(yǎng)殖特點(diǎn)，把池塘養(yǎng)殖劃分為三中類型，分別是溫水魚養(yǎng)殖，凍水魚養(yǎng)殖，混水魚養(yǎng)殖。2、在進(jìn)行評(píng)價(jià)之前，如圖1、2、3所示，通過專家意見得到三種類型魚在養(yǎng)殖過程之中6項(xiàng)水質(zhì)因子(水溫,PH值，溶解氧，氨氮，亞硫酸鹽氮，硫化物)的最佳范圍和合適范圍。3、由于6項(xiàng)水因子的評(píng)價(jià)都采用區(qū)間表示，用區(qū)間數(shù)表征事物特征更符合科學(xué)的嚴(yán)謹(jǐn)性，模糊理論在研究和解決模糊性問題方面有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。同時(shí)由于不同的區(qū)間之間存在一個(gè)偏移中心和區(qū)間之間不是呈現(xiàn)基本的線性關(guān)系，所以其不能直接使用傳統(tǒng)的梯形隸屬函數(shù)構(gòu)建評(píng)價(jià)模型，同時(shí)調(diào)查，水因子越接近某個(gè)區(qū)間的，其對(duì)整個(gè)水質(zhì)因子的綜合影響越為重要，那么其得到的其值越趨近，所以根據(jù)這一特點(diǎn)，本文提出復(fù)合高斯梯形隸屬函數(shù)構(gòu)建活魚水質(zhì)評(píng)價(jià)模型。根據(jù)復(fù)合高斯梯形隸屬函數(shù)計(jì)算得到每條水質(zhì)信息之中6個(gè)水質(zhì)因子的隸屬值，也可稱評(píng)分值。4、由于隸屬值是在區(qū)間O到I之間，把區(qū)間分成五個(gè)等級(jí)，分別是優(yōu)，良，中，中下和差，根據(jù)隸屬值越靠近中心值，其對(duì)評(píng)價(jià)因子的貢獻(xiàn)值就越大，這也和水質(zhì)因子中評(píng)價(jià)性質(zhì)一樣，水質(zhì)因子值越接近最佳區(qū)間，其代表著水質(zhì)越好，越接近于合適區(qū)間的邊緣，其水質(zhì)越不好，所以按照上述原因，把五個(gè)等級(jí)區(qū)間分別對(duì)應(yīng)到不同的隸屬度上。如圖4所示，當(dāng)水質(zhì)因子的值屬于最佳區(qū)間范圍時(shí)，得到的隸屬值為1，為了能夠很好地用區(qū)間表示等級(jí)，把最佳區(qū)間范圍的最大和最小邊界值設(shè)置為1，所以優(yōu)的區(qū)間為[1，1]，同樣當(dāng)當(dāng)水質(zhì)因子的值屬于合適區(qū)間范圍外時(shí)，得到的隸屬值為0，為了能夠很好地用區(qū)間表示等級(jí)，把最佳區(qū)間范圍的最大和最小邊 界值設(shè)置為0，所以差的區(qū)間為
，其他區(qū)間分別表示是良
，中
，中下
。這樣就把隸屬度和區(qū)間等級(jí)聯(lián)系起來了。6項(xiàng)水質(zhì)因子通過復(fù)合高斯梯形隸屬函數(shù)計(jì)算后，分別得到了 6項(xiàng)評(píng)分值，6項(xiàng)評(píng)分值相加可以得到池塘水質(zhì)的一個(gè)綜合分?jǐn)?shù)，以用來做同一等級(jí)下的優(yōu)劣劃分。同時(shí)由于溶解氧有單邊極限性，即溶解氧小于合適范圍左值時(shí)才會(huì)造成水質(zhì)污染，溶解氧越大對(duì)水質(zhì)影響越小，所以當(dāng)溶解氧的取值大于最適右值時(shí)，溶解氧不會(huì)造成水質(zhì)污染，這時(shí)候把溶解氧值大于最適右值的隸屬等級(jí)統(tǒng)統(tǒng)劃分為良。同理氨氮，亞硝酸鹽氮和硫化物也即有單邊極限性，但是其值確是大于合適范圍右值時(shí)才會(huì)造成水質(zhì)污染，其值越小對(duì)水質(zhì)影響越小，所以當(dāng)這三項(xiàng)取值小于最適左值時(shí)，溶解氧不會(huì)造成水質(zhì)污染，這時(shí)候也把這三項(xiàng)小于最適左值的隸屬等級(jí)統(tǒng)統(tǒng)劃分為良。5、由于把每個(gè)因子都化為5個(gè)等級(jí)，這時(shí)綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)就有了 5的六次方中等級(jí)劃分可能，給綜合等級(jí)評(píng)價(jià)造成了困難，同時(shí)又不能簡(jiǎn)單地從綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)的總體隸屬度值上得到總體的評(píng)價(jià)等級(jí)，這時(shí)候我們需要采取一些方法對(duì)等級(jí)進(jìn)行進(jìn)一步劃分。如果我們把六個(gè)水質(zhì)因子分別拆開看的話，確實(shí)很難確定其評(píng)價(jià)等級(jí)，因?yàn)槠浣M合數(shù)據(jù)很多，但是從調(diào)研的過程之中，發(fā)現(xiàn)選取的6項(xiàng)水質(zhì)因子是在池塘養(yǎng)殖過程中必不可少的水質(zhì)因子，也成六合一多項(xiàng)水質(zhì)因子，這時(shí)候我們發(fā)現(xiàn)其實(shí)這六項(xiàng)因子都是對(duì)水質(zhì)評(píng)判之中必不可少的，其之間的關(guān)系也是很微妙的，而且重要程度也差不多一致，這時(shí)候我們?nèi)绻麖目傮w上看的六項(xiàng)因子也就可以模糊的可以看成一項(xiàng)整體的因子，簡(jiǎn)稱μ，但是其這時(shí)其表現(xiàn)形式為六項(xiàng)因子出現(xiàn)在五個(gè)等級(jí)μ = (μ P μ 2 …μ J μ P μ 2，…μ J Sy1U2,…μ 彡5次數(shù)了，并且為優(yōu)，良，中，中下，差在出現(xiàn)在綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)k中的個(gè)數(shù)。根據(jù)調(diào)查和一般性等級(jí)分類形式，我們可以根據(jù)等級(jí)數(shù)目得到最終的等級(jí)值。如圖5所示，轉(zhuǎn)換原則如下:當(dāng)各項(xiàng)水質(zhì)因子之中，優(yōu)的個(gè)數(shù)達(dá)到6個(gè)的時(shí)候，由于其在此時(shí)各項(xiàng)因子都達(dá)到了最佳狀態(tài)，所以可以把這種情況劃分為優(yōu)；當(dāng)各項(xiàng)水質(zhì)因子之中有I項(xiàng)出現(xiàn)了差，也就是差項(xiàng)的個(gè)數(shù)大于或等于I的時(shí)候，這時(shí)候表明其中有一項(xiàng)或幾項(xiàng)已經(jīng)對(duì)整體的水質(zhì)造成了嚴(yán)重的污染和影響，所以把這種情況歸為差；當(dāng)各項(xiàng)水質(zhì)因子之中良和優(yōu)的數(shù)目達(dá)到了大于或等于5個(gè)的時(shí)候，并且屬于中項(xiàng)的個(gè)數(shù)小于或等于1，同時(shí)中下和差項(xiàng)個(gè)數(shù)為零，表明水質(zhì)整體處于良性狀態(tài)，所以把此種情況歸為良。當(dāng)各項(xiàng)水質(zhì)因子之中，中項(xiàng)或在其上等價(jià)數(shù)目加起來大于或等于5個(gè)，同時(shí)中下的數(shù)目小于等于1，差項(xiàng)數(shù)目為零時(shí)，表明水質(zhì)狀況一般，剩余的一種情況則為中下，也就是中下或在其上等級(jí)的數(shù)目加起來等于6個(gè)時(shí)，表明水質(zhì)已經(jīng)快接近污染狀態(tài)，此時(shí)期水質(zhì)狀態(tài)對(duì)應(yīng)為中下。6、根據(jù)綜合水質(zhì)評(píng)價(jià)值劃分同一等級(jí)下的水質(zhì)因子優(yōu)劣。


圖1為溫水魚最佳和合適范圍示意2為凍水魚最佳和合適范圍示意3為混水魚最佳和合適范圍不意4為隸屬值和等級(jí)轉(zhuǎn)化關(guān)系5為等級(jí)評(píng)價(jià)數(shù)目和等級(jí)轉(zhuǎn)化關(guān)系6為自動(dòng)化活魚水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)圖
具體實(shí)施例方式本發(fā)明提供了一種智能的活魚水質(zhì)等級(jí)的評(píng)價(jià)方法，其基本基本思想是:通過池塘水質(zhì)評(píng)價(jià)模型實(shí)時(shí)地對(duì)獲取到的池塘水質(zhì)信息進(jìn)行等級(jí)評(píng)測(cè)，以給池塘工作者提供一個(gè)有利的參考，已達(dá)到實(shí)時(shí)監(jiān)控池塘水質(zhì)的目的。具體步驟如如圖6所示:1.通過把水質(zhì)檢測(cè)儀置于養(yǎng)殖池塘之中，用來獲得水質(zhì)中六項(xiàng)水質(zhì)因子的值，分別是水溫，酸堿度，溶解氧，氨氮，亞硝酸鹽氮和硫化物，假設(shè)分別獲得的六項(xiàng)因子的值是sw—value、ph_value、dod—value、nh_value、nah_value、hso_value。2.通過無線傳輸協(xié)議，諸如3G，WIFI進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，把數(shù)據(jù)傳輸?shù)椒?wù)器上的數(shù)據(jù)庫(kù)。3.啟動(dòng)在服務(wù)器上的智能活魚水質(zhì)監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)時(shí)處理放置在數(shù)據(jù)庫(kù)中的池塘水質(zhì)信息。4.智能活魚水質(zhì)監(jiān)控系統(tǒng)通過專家調(diào)查表信息生成專家知識(shí)庫(kù)，如果專家知識(shí)庫(kù)已經(jīng)建立，則根據(jù)新增的專家調(diào)查表信息重新生成知識(shí)庫(kù)，假如生成的專家知識(shí)庫(kù)信息中，水溫的最佳范圍是[sw_best_min, sw_best_max],合適范圍是[sw_min, sw_max];酸堿度的最佳范圍是[ph_best_min, ph_best_max],合適范圍是[ph_min, ph_max];溶解氧的最佳范圍是[dod_best_min, dod_best_max],合適范圍是[dod_min, dod_max];氨氮的最佳范圍是[nh_best_min, nh_best_max],合適范圍是[nh_min, nh_max];亞硝酸鹽氮的最佳范圍是[nah_best_min, nah_best_max],合適范圍是[nah_min, nah_max];硫化物的最佳范圍是[hso_best_min，hso_best_max]，合適范圍是[hso_min, hso_max]；5.通過專家知識(shí)庫(kù)信息和復(fù)合高斯梯度隸屬模型構(gòu)建池塘水質(zhì)中各項(xiàng)因子的評(píng)價(jià)模型，復(fù)合高斯梯度隸屬度模型的基本理論和模型原理如下:(I)基本理論定義I設(shè)[互，a]，_°o彡互彡a彡+ ο ;[么習(xí)，-oo S々S孑幺+oo為區(qū)間數(shù)。則它們的
加法、乘法運(yùn)算分別定義如下[α,α\ + [ Γ ]^[α+ ,α + ~ ](I) U [a, a] = [ U a, U a], U 為大于零的吊數(shù) (2)[a, a] X [ , ~b\ = [min {ad, ab, ab, ab)，max {ab, ab, qb, ab) ](3)定義2設(shè)[這，a], -< a < + 00 ;[么石]oo<衫孑<+oo為區(qū)間數(shù)。稱a Sb
可能度為ρ([α, a] < \b, ^]) = max {1- max {{a- ) I {{a-α)Λ-{ - )), \, 0}(4)孫越大，[么習(xí)大于[旦，a]的可能性越大；當(dāng)/<[公^1< [么習(xí))=1時(shí)，[么習(xí)完全大于[a, a] ;^ρ([￡,α]<[ , >]) =0，[么習(xí)完全小于[a, a]。(2)模型原理

設(shè)有A1, A2,..，Anl等m個(gè)因子，每個(gè)因子的值Xi (I彡i彡m)都有一個(gè)合適Rimin ki maJ區(qū)間和最適合[K best>，ki best_maJ區(qū)間,根據(jù)合適區(qū)間和最適合區(qū)間構(gòu)建復(fù)合高斯梯形隸屬函數(shù):
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max.(5)由此池塘水質(zhì)的六項(xiàng)因子可以分別構(gòu)成六組復(fù)合高斯梯度隸屬模型，每組模型的構(gòu)建如公式5所示，當(dāng)水質(zhì)因子的值處于最適合范圍的時(shí)候，得到的隸屬值為I ;當(dāng)水質(zhì)因子的值處于合適范圍外時(shí)，得到的隸屬值為O ;當(dāng)水質(zhì)因子的值處于最適左值與合適左值范圍之間時(shí)，構(gòu)造一個(gè)高斯函數(shù)，函數(shù)的中心為最適左值，函數(shù)的方差為最適左值減去合適左值的差。通過高斯隸屬函數(shù)算出處于這中間的隸屬值；當(dāng)水質(zhì)因子的值處于最適右值與合適右值范圍之間時(shí)，構(gòu)造一個(gè)高斯函數(shù)，函數(shù)的中心為最適右值，函數(shù)的方差為合適右值減去最適右值的差。通過高斯隸屬函數(shù)算出處于這中間的隸屬值；把經(jīng)過各自復(fù)合高斯梯度隸屬模型得到的隸屬值相加可以得到六項(xiàng)水質(zhì)因子的一個(gè)綜合隸屬值。6.得到六項(xiàng)水質(zhì)因子的隸屬值和一個(gè)綜合隸屬值之后，按區(qū)間將隸屬值分成五個(gè)等級(jí)，分別是優(yōu)，良，中，中下和差，當(dāng)隸屬值等于I時(shí)，屬于區(qū)間[1，I]，處于優(yōu)等級(jí)范圍，當(dāng)隸屬值屬于
之間時(shí)，處于良等級(jí)范圍，當(dāng)隸屬值屬于
之間時(shí)，處于中等級(jí)范圍，當(dāng)隸屬值屬于
之間時(shí)，處于中下等級(jí)范圍，當(dāng)隸屬值等于O時(shí)，屬于區(qū)間
，處于差等級(jí)范圍同時(shí)由于溶解氧有單邊極限性，即溶解氧小于合適范圍左值時(shí)才會(huì)造成水質(zhì)污染，溶解氧越大對(duì)水質(zhì)影響越小，所以當(dāng)溶解氧的取值大于最適右值時(shí)，溶解氧不會(huì)造成水質(zhì)污染，這時(shí)候把溶解氧值大于最適右值的隸屬等級(jí)統(tǒng)統(tǒng)劃分為良。同理氨氮，亞硝酸鹽氮和硫化物也即有單邊極限性，但是其值確是大于合適范圍右值時(shí)才會(huì)造成水質(zhì)污染，其值越小對(duì)水質(zhì)影響越小，所以當(dāng)這三項(xiàng)取值小于最適左值時(shí)，溶解氧不會(huì)造成水質(zhì)污染，這時(shí)候也把這三項(xiàng)小于最適左值的隸屬等級(jí)統(tǒng)統(tǒng)劃分為良。7.六項(xiàng)水質(zhì)因子經(jīng)過隸屬值和等級(jí)之間轉(zhuǎn)換關(guān)系處理之后，得到了六項(xiàng)水質(zhì)因子的具體等級(jí)值。根據(jù)等級(jí)數(shù)目與等級(jí)之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系:當(dāng)各項(xiàng)水質(zhì)因子之中，優(yōu)的個(gè)數(shù)達(dá)到6個(gè)的時(shí)候，由于其在此時(shí)各項(xiàng)因子都達(dá)到了最佳狀態(tài)，把這種情況劃分為優(yōu)；當(dāng)各項(xiàng)水質(zhì)因子之中有I項(xiàng)出現(xiàn)了差，也就是差項(xiàng)的個(gè)數(shù)大于或等于I的時(shí)候，這時(shí)候表明其中有一項(xiàng)或幾項(xiàng)已經(jīng)對(duì)整體的水質(zhì)造成了嚴(yán)重的污染和影響，把這種情況歸為差；當(dāng)各項(xiàng)水質(zhì)因子之中良和優(yōu)的數(shù)目達(dá)到了大于或等于5個(gè)的時(shí)候，并且屬于中項(xiàng)的個(gè)數(shù)小于或等于1，同時(shí)中下和差項(xiàng)個(gè)數(shù)為零，表明水質(zhì)整體處于良性狀態(tài)，把此種情況歸為良。當(dāng)各項(xiàng)水質(zhì)因子之中，中項(xiàng)或在其上等價(jià)數(shù)目加起來大于或等于5個(gè)，同時(shí)中下的數(shù)目小于等于1，差項(xiàng)數(shù)目為零時(shí)，表明水質(zhì)狀況一般，剩余的一種情況則為中下，也就是中下或在其上等級(jí)的數(shù)目加起來等于6個(gè)時(shí)，表明水質(zhì)已經(jīng)快接近污染狀態(tài)，把此時(shí)期水質(zhì)狀態(tài)對(duì)應(yīng)為中下。這樣就可以得到池塘水質(zhì)最終的具體綜合等級(jí)。8.得到池塘水質(zhì)的具體綜合等級(jí)和池塘水質(zhì)的具體綜合評(píng)價(jià)值之后，可以根據(jù)具體綜合評(píng)價(jià)值來評(píng)判處于同一具體綜合等級(jí)下的池塘水質(zhì)的優(yōu)劣，當(dāng)池塘水質(zhì)的具體綜合等級(jí)相同時(shí)，具體綜合評(píng)價(jià)值越高代表池塘水質(zhì)越好，具體綜合評(píng)價(jià)值越低代表池塘水質(zhì)越差。9.通過智能活魚水質(zhì)測(cè)控系統(tǒng)分析處理后，把得到的池塘水質(zhì)綜合等級(jí)和相應(yīng)的六項(xiàng)水質(zhì)因子的值以及具體等級(jí)值顯示在池塘養(yǎng)殖工作者的客戶機(jī)屏幕上，以供池塘養(yǎng)殖工作者對(duì)池塘水質(zhì)環(huán)境進(jìn)一步操作提供參考價(jià)值。
權(quán)利要求
1.一種活魚養(yǎng)殖水質(zhì)等級(jí)的評(píng)價(jià)方法，其特征在于: A、采用專家意見的方法，獲得6項(xiàng)水質(zhì)因子的最佳范圍和合適范圍； B、通過6項(xiàng)水質(zhì)因子的最佳范圍和合適范圍構(gòu)建復(fù)合高斯梯度隸屬模型，經(jīng)過模型的分析與計(jì)算，得到每項(xiàng)水質(zhì)因子的隸屬值和一項(xiàng)綜合隸屬值，也稱評(píng)價(jià)值； C、通過隸屬值與等級(jí)劃分轉(zhuǎn)換關(guān)系，得到六項(xiàng)水質(zhì)因子的具體等級(jí)； D、通過等級(jí)數(shù)目與等級(jí)劃分轉(zhuǎn)換關(guān)系，得到整體評(píng)價(jià)等級(jí)值； E、通過綜合隸屬值區(qū)別處于同一整體評(píng)價(jià)等級(jí)下水質(zhì)的優(yōu)劣。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述步驟B具體包括: B1、復(fù)合高斯梯度隸屬模型根據(jù)水質(zhì)因子的最佳范圍和合適范圍來構(gòu)造的，其模型的包括三部分，左邊一部分為高斯模型，模型的中心為最佳左值，方差為最佳左值與合適左值的差；中間一部分為恒定的值1，取值范圍在合適范圍內(nèi)；右邊一部分也為高斯模型，模型的中心為最佳右值，方差為合適右值與最佳右值的差。
B2、當(dāng)水質(zhì)因子的值處于最適合范圍的時(shí)候，得到的隸屬值為I ;當(dāng)水質(zhì)因子的值處于合適范圍外時(shí)，得到的隸屬值為O ; B3、當(dāng)水質(zhì)因子的值處于最適左值與合適左值范圍之間時(shí)，構(gòu)造一個(gè)高斯函數(shù)，函數(shù)的中心為最適左值，函數(shù)的方差為最適左值減去合適左值的差，通過高斯隸屬函數(shù)算出處于這中間的隸屬值； B4、當(dāng)水質(zhì)因子的值處于最適右值與合適右值范圍之間時(shí)，構(gòu)造一個(gè)高斯函數(shù)，函數(shù)的中心為最適右值，函數(shù)的方差為合適右值減去最適右值的差。通過高斯隸屬函數(shù)算出處于這中間的隸屬值； B5、六項(xiàng)池塘水質(zhì)因子經(jīng)過各自的復(fù)合高斯梯度隸屬模型分析計(jì)算后，得到各自的隸屬值，然后六項(xiàng)水質(zhì)因子的隸屬值相加得到一個(gè)綜合隸屬值。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述步驟C具體包括: Cl、得到六項(xiàng)池塘水質(zhì)因子的隸屬值后，按區(qū)間將隸屬值分成五個(gè)等級(jí)，分別是優(yōu)，良，中，中下和差；當(dāng)隸屬值等于I時(shí)，屬于區(qū)間[1，1]，處于優(yōu)等級(jí)范圍；當(dāng)隸屬值屬于
之間時(shí)，處于良等級(jí)范圍，當(dāng)隸屬值屬于
之間時(shí)，處于中等級(jí)范圍;當(dāng)隸屬值屬于
之間時(shí)，處于中下等級(jí)范圍；當(dāng)隸屬值等于O時(shí)，屬于區(qū)間
，處于差等級(jí)范圍； C2、同時(shí)由于溶解氧有單邊極限性，即溶解氧小于合適范圍左值時(shí)才會(huì)造成水質(zhì)污染，溶解氧越大對(duì)水質(zhì)影響越小，所以當(dāng)溶解氧的取值大于最適右值時(shí)，溶解氧不會(huì)造成水質(zhì)污染，這時(shí)候把溶解氧值大于最適右值的隸屬等級(jí)統(tǒng)統(tǒng)劃分為良； C3、同理氨氮，亞硝酸鹽氮和硫化物也即有單邊極限性，但是其值確是大于合適范圍右值時(shí)才會(huì)造成水質(zhì)污染，其值越小對(duì)水質(zhì)影響越小，所以當(dāng)這三項(xiàng)取值小于最適左值時(shí)，溶解氧不會(huì)造成水質(zhì)污染，這時(shí)候也把這三項(xiàng)小于最適左值的隸屬等級(jí)統(tǒng)統(tǒng)劃分為良。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述步驟D具體包括: D1、當(dāng)各項(xiàng)水質(zhì)因子之中，優(yōu)的個(gè)數(shù)達(dá)到6個(gè)的時(shí)候，由于其在此時(shí)各項(xiàng)因子都達(dá)到了最佳狀態(tài)，所以可以把這種情況劃分為優(yōu)； D2、當(dāng)各項(xiàng)水質(zhì)因子之中有I項(xiàng)出現(xiàn)了差，也就是差項(xiàng)的個(gè)數(shù)大于或等于I的時(shí)候，這時(shí)候表明其中有一項(xiàng)或幾項(xiàng)已經(jīng)對(duì)整體的水質(zhì)造成了嚴(yán)重的污染和影響，所以把這種情況歸為差； D3、當(dāng)各項(xiàng)水質(zhì)因子之中良和優(yōu)的數(shù)目達(dá)到了大于或等于5個(gè)的時(shí)候，并且屬于中項(xiàng)的個(gè)數(shù)小于或等于1，同時(shí)中下和差項(xiàng)個(gè)數(shù)為零，表明水質(zhì)整體處于良性狀態(tài)，把此種情況歸為良； D4、當(dāng)各項(xiàng)水質(zhì)因子之中，中項(xiàng)或在其上等價(jià)數(shù)目加起來大于或等于5個(gè)，同時(shí)中下的數(shù)目小于等于1，差項(xiàng)數(shù)目為零時(shí)，表明水質(zhì)狀況一般，把此種情況歸為中； D5、當(dāng)各項(xiàng)水質(zhì)因子之中，中下或在其上等級(jí)的數(shù)目加起來等于6個(gè)時(shí)，表明水質(zhì)已經(jīng)快接近污染狀態(tài)，把此時(shí)期水質(zhì)狀態(tài)對(duì)應(yīng)為中下。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述步驟E具體包括:得到池塘水質(zhì)的具體綜合等級(jí)和池塘水質(zhì)的具體綜合評(píng)價(jià)值之后，可以根據(jù)具體綜合評(píng)價(jià)值來評(píng)判處于同一具體綜合等級(jí)下的池塘水質(zhì)的優(yōu)劣，當(dāng)池塘水質(zhì)的具體綜合等級(jí)相同時(shí)，具體綜合評(píng)價(jià)值越高代表池塘水質(zhì)越好，具 體綜合評(píng)價(jià)值越低代表池塘水質(zhì)越差。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種活魚養(yǎng)殖水質(zhì)等級(jí)的評(píng)價(jià)方法，其基本思想是針對(duì)不同的池塘養(yǎng)殖特點(diǎn)，把池塘養(yǎng)殖劃分為三中類型，分別是溫水魚養(yǎng)殖，凍水魚養(yǎng)殖，混水魚養(yǎng)殖。通過專家意見得到三種類型魚在養(yǎng)殖過程之中6項(xiàng)水質(zhì)因子(水溫，PH值，溶解氧，氨氮，亞硫酸鹽氮，硫化物)的最佳范圍和合適范圍。采用復(fù)合高斯梯形隸屬函數(shù)構(gòu)建活魚水質(zhì)評(píng)價(jià)模型，通過模型的分析得到水質(zhì)各項(xiàng)因子的值，同時(shí)通過隸屬值與等級(jí)轉(zhuǎn)化關(guān)系表，得到各項(xiàng)水質(zhì)因子的具體等級(jí)，接著通過等級(jí)評(píng)價(jià)數(shù)目和等級(jí)轉(zhuǎn)換關(guān)系表，最后通過對(duì)等級(jí)數(shù)目表進(jìn)行分析，得到最終的池塘水質(zhì)綜合等級(jí)評(píng)價(jià)值。本發(fā)明克服了水質(zhì)等級(jí)劃分種類繁多，分類困難的問題，從整體的角度看待6個(gè)水質(zhì)因子，通過等級(jí)數(shù)目與等級(jí)之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系巧妙地減低了水質(zhì)等級(jí)劃分的困難性，實(shí)現(xiàn)了等級(jí)劃分與等級(jí)評(píng)價(jià)的智能性，提高了池塘養(yǎng)殖的效益。
文檔編號(hào)G01N33/18GK103217508SQ20131008820
公開日2013年7月24日 申請(qǐng)日期2013年3月19日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月19日
發(fā)明者常會(huì)友, 林海, 馬爭(zhēng)鳴, 路永和, 胡勇軍 申請(qǐng)人:中山大學(xué)