基于GIS、ANN的水环境评价及评价系统构建研究——以南四湖流域为例

摘要

本论文研究为导师参与的中—俄(白俄)合作项目“山东省济宁市水资源管理决策支持系统构建”研究中的一个关键环节，笔者采用LMBP神经网络算法对南四湖流域的水环境评价系统进行构建、对水环境进行总体评价及对比计算分析，在前人研究的基础上，运用GIS先进技术构建一套完整的评价系统，通过GIS的空间表达能力和分析功能，使管理层对流域水体水质总体情况及变化趋势一目了然，对于不同年份和不同的监测断面，只要通过菜单操作，即可从后台数据库中获取监测水质值，通过模型库中的模型自动计算得出评价值，并在电子地图上直接显示出来，实现了水质评价与GIS的可视化、空间分析、自动计算等功能的无缝融合，大大提高了整个流域水质评价工作的效率，极大的方便了部门的辅助决策，使水资源与水环境管理达到一个更高的水平。

目录

文摘

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1综述

1.1研究的背景、目的与意义

1.2主要研究内容与研究方法

1.3国内外流域传统水质评价方法研究评述

1.4人工神经网络(ANN)在水质评价中的应用及发展

1.5 GIS在水质综合评价中的应用现状

2流域概况及水环境现状

2.1自然地理特征

2.2经济与社会发展概况

2.3流域环境污染状况及管理中存在的问题

3水质评价BP神经网络计算方法及应用

3.1BP神经网络基本原理

3.1.1 BP神经网络

3.1.2BP神经网络的数学模型

3.1.3BP算法的实现

3.2BP网络的优势、缺点及改进

3.2.1 Levenberg-Marquardt算法

3.2.2基于Levenberg-Marquardt最优化方法的BP算法

4基于GIS的南四湖流域水质综合动态评价系统构建

4.1 GIS开发简介

4.2系统后台数据库的组织与构建

4.2.1数据库技术概述

4.2.2空间数据库构建(包括电子地图的制作)

4.2.3属性数据库构建

4.2.4水质评价样本库构建

4.2.5空间数据库与属性数据库的关联

4.3系统开发及功能设计

4.3.1软件选择及硬件配置

4.3.2功能开发

5本系统在南四湖流域水环境管理中的应用及评价结论分析

5.1系统应用评价及预测

5.1.1模型建立

5.1.2维护专家样本表

5.1.3节点配置

5.1.4网络训练

5.1.5网络测试

5.1.6数据预测

5.2评价结果的GIS分析

5.2.1河流水质分析

5.2.2湖泊、水库水质概况

5.2.3系统的综合评价

6结论及探讨

6.1系统构建研究意义及改进

6.2评价结论及对策

参考文献

致 谢

攻读学位期间发表的学术论文