一种基于可解释机器学习的水污染溯源方法技术

技术编号:44699272 阅读:54 留言:0更新日期:2025-03-19 20:50
本发明专利技术属于环境保护领域,公开一种基于可解释机器学习的水污染溯源方法。将可解释的机器学习技术与PMF模型结合,解决了PMF模型在输入指标选择上存在的不足,构建出了“区域水质评价‑污染重点区域识别‑水质指标确定‑污染溯源解析”的工作系统,更科学地评估各污染源对水质的影响,提高解析结果的准确性。本发明专利技术通过可解释的机器学习技术优化了PMF模型的指标选择过程,将各指标的拟合系数由0.40提升至0.65,将残差绝对值大于3的样本数量由40个降低至8个,同时对不同污染源进行识别和量化,大幅提高了模型的源解析精度和效率,促进PMF模型在更多地区的推广和应用,有助于地方环保部门制定针对性更强的污染治理方案。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于环境保护领域,涉及一种基于可解释机器学习的水污染溯源方法


技术介绍

1、随着工业化和城市化的加速推进,人类活动对自然环境的影响日益加剧,尤其是河流等地表水体的污染问题,已成为制约社会经济可持续发展的关键因素。居民生活和工农业生产带来的污水排放,不仅影响了水生态系统的平衡,还威胁到人类饮用水安全和公共健康。因此,科学有效地识别并定量分析主要污染源,已成为推进水环境治理的重要前提和基础保障。

2、在污染源解析领域,清单分析、扩散模型和受体模型是最常用的三种技术。其中,清单分析法通过观测和模拟污染源排放量、排放特征及其地理分布等因素,构建污染源信息列表,虽能获取大范围、长时间跨度的信息,但其数据滞后性显著,计算结果的不确定性较大。扩散模型技术则通过模拟污染物从源到汇的水文过程,但由于需要详尽的污染源、环境资料及迁移扩散特征参数,且模型校正需要大量实测数据,一定程度上限制了该方法的推广。在此背景下,受体模型技术近年来在污染源解析领域得到了更多应用。

3、在各种受体模型技术中,正定矩阵因子分解(pmf)模型表现尤为突出。pmf本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于可解释机器学习的水污染溯源方法,其特征在于,步骤如下:

2.根据权利要求1所述的基于可解释机器学习方法的水污染溯源方法,其特征在于,所述的水质参数包括水温WT、溶解氧DO、高锰酸盐指数CODMn、五日生化需氧量BOD5、氨氮NH4+-N、化学需氧量CODCr、挥发酚VP、氰化物CN-、砷As、石油类TPH、总磷TP、铜Cu、锌Zn、粪大肠杆菌E.coil、电导率EC和总氮TN。

3.根据权利要求1所述的基于可解释机器学习方法的水污染溯源方法,其特征在于,所述的描述统计分析包括获得水质参数的最小值、最大值、平均值、标准差。

>4.根据权利要求1...

【技术特征摘要】

1.一种基于可解释机器学习的水污染溯源方法,其特征在于,步骤如下:

2.根据权利要求1所述的基于可解释机器学习方法的水污染溯源方法,其特征在于,所述的水质参数包括水温wt、溶解氧do、高锰酸盐指数codmn、五日生化需氧量bod5、氨氮nh4+-n、化学需氧量codcr、挥发酚vp、氰化物cn-、砷as、石油类tph、总磷tp、铜cu、锌zn、粪大肠杆菌e.coil、电导率ec和总氮tn。

3.根据权利要求1所述的基于可解释机器学习方法的水污染溯源方法,其特征在于,所述的描述统计分析包括获得水质参数的最小值、最大值、平均值、标准差。

4.根据权利要求1所述的基于可解释机器学习方法的水污染溯源方法,其特征在于,所述的wqi水质评价方法是根据专家打分确定水质参数权重及归一化得分,依据公式为:

5.根据权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员:张涵任兴念张殷豪陈俊敏张军科
申请(专利权)人:西南交通大学
类型:发明
国别省市:

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