没有合适的资源?快使用搜索试试~ 我知道了~
mathorcup数学建模挑战赛获奖论文-第6届_武汉大学一等奖A.pdf
1.该资源内容由用户上传,如若侵权请联系客服进行举报
2.虚拟产品一经售出概不退款(资源遇到问题,请及时私信上传者)
2.虚拟产品一经售出概不退款(资源遇到问题,请及时私信上传者)
版权申诉
0 下载量 43 浏览量
2024-03-14
22:07:10
上传
评论
收藏 1.31MB PDF 举报
温馨提示
![preview](https://dl-preview.csdnimg.cn/88965800/0001-947853c6b75d80498814107d8099b326_thumbnail.jpeg)
![preview-icon](https://csdnimg.cn/release/downloadcmsfe/public/img/scale.ab9e0183.png)
试读
51页
mathorcup数学建模挑战赛获奖论文,历届,单项文件,内容丰富,大学生数学,数学竞赛,参考资料
资源推荐
资源详情
资源评论
![docx](https://img-home.csdnimg.cn/images/20210720083331.png)
![docx](https://img-home.csdnimg.cn/images/20210720083331.png)
![zip](https://img-home.csdnimg.cn/images/20210720083736.png)
![pdf](https://img-home.csdnimg.cn/images/20210720083512.png)
![pdf](https://img-home.csdnimg.cn/images/20210720083512.png)
![](https://csdnimg.cn/release/download_crawler_static/88965800/bg1.jpg)
1
水
产
养
殖
池
塘
综
合
研
究
摘
要
:
本文基于 SPSS、Matlab 和 Lingo 软件,综合利用相关性分析、主成分分析、因子分析、
拟
合
、
聚
类
分
析
等
方
法
进
行
数
据
分
析
,
建
立
了
B
P
神
经
网
络
、
N
A
R
神
经
网
络
及
线
性
规
划
等
模
型
,
全
面
探
讨
了
水
产
养
殖
池
塘
的
5
个
问
题
。
问题 1 中,将问题划分成两个维度,横向探究各种理化因子自身间的相互影响转换关系。
纵
向
探
究
各
种
理
化
因
子
在
沉
积
物
、
间
隙
水
、
水
体
间
的
扩
散
转
移
。
首
先
利
用
主
成
分
分
析
法
求
出
横
向
探
究
时
的
各
理
化
因
子
的
理
化
因
子
综
合
指
标
和
纵
向
探
究
时
各
环
境
的
池
塘
环
境
综
合
指
标
,
而
后
分
别
对
两
种
综
合
指
标
做
相
关
性
分
析
,
判
别
各
因
子
间
的
相
关
性
关
系
。
在
此
基
础
上
,
进
一
步
利
用
m
a
t
l
a
b
拟
合
工
具
箱
对
各
因
子
两
两
拟
合
,
深
入
探
究
其
关
系
。
最
终
发
现
,
总
磷
与
总
氮
同
步
变
化
;
总
磷
与
磷
酸
盐
同
步
变
化
,
且
总
磷
占
据
主
导
地
位
,
随
着
总
磷
的
增
多
,
磷
酸
盐
增
多
的
速
率
逐
渐
增
大
,
其
主
要
原
因
是
水
体
中
磷
酸
盐
是
磷
的
主
要
存
在
形
式
;
硝
态
氮
与
亚
硝
态
氮
具
有
“
此
消
彼
长
“
的
关
系
,
其
主
要
原
因
是
因
为
在
底
泥
和
上
层
水
体
间
不
断
发
生
硝
化
与
反
硝
化
作
用
;
底
泥
是
各
种理化因子的源,底泥中各种含氮有机物不断分解,含磷物质不断溶解是影响水体理化因子
含量的主要原因,从底泥到间隙水、从间隙水到池水存在理化因子的扩散转移。
问
题
2
首
先
利
用
S
P
S
S
进
行
因
子
分
析
,
进
一
步
确
定
综
合
评
价
函
数
求
出
水
质
综
合
评
价
值
,
发
现
1
、
2
池
水
质
有
差
转
好
趋
于
稳
定
,
3
号
池
水
质
稳
定
,
4
号
池
水
质
由
差
转
好
并
趋
于
稳
定
。
对
水
质
综
合
评
价
值
进
行
系
统
聚
类
对
水
质
进
行
分
类
,
判
定
4
号
池
水
质
为
优
,
1
号
和
3
号
池
水
质
为
良
,
2
号
池
水
质
为
差
。
对
附
件
2
中
各
项
指
标
进
行
逐
一
比
对
,
认
为
鱼
池
对
水
体
的
影
响
是
减
小
水
体
轮
虫
密
度
,
并
且
以
较
大
幅
度
扰
动
水
体
溶
氧
;
认
为
虾
池
对
水
体
的
主
要
影
响
是
增
大
水
体
总
碱
度
,
并
使
轮
虫
密
度
增
大
。
问
题
3
中
,
通
过
相
关
性
分
析
得
出
池
水
中
亚
硝
态
氮
氮
、
溶
氧
和
P
H
是
浮
游
植
物
密
度
总
量
的
主
要
影
响
因
子
。
以
3
个
主
要
因
子
为
输
入
,
以
浮
游
植
物
总
密
度
为
输
出
,
建
立
单
隐
含
层
B
P
神
经
网
络
,
发
现
当
隐
含
层
节
点
数
为
1
0
时
预
测
误
差
最
小
,
因
此
以
该
神
经
网
络
为
主
要
理
化
因
子
-
浮
游
生
物
密
度
关
系
模
型
。
接
着
以
主
要
理
化
因
子
和
浮
游
生
物
密
度
的
相
关
关
系
为
切
入
点
,
利
用
B
P
神
经
网
络
,
以
发
生
水
华
为
条
件
,
在
限
定
两
个
理
化
因
子
取
实
际
情
况
中
的
最
值
的
情
况
下
,
求
得
另
一
个
理
化
因
子
的
范
围
。
最
终
结
果
为
发
生
水
华
时
,
溶
氧
1
4
.
9
7
0
9
m
g
L
,
亚
硝
态
氮
1
0
.
0
7
5
1
m
g
L
,
P
H
9
.
2
4
8
2
。
最
后
利
用
N
A
R
神
经
网
络
,
建
立
水
华
预
测
模
型
,
预
测
1
到
4
号
池
第
1
6
周
蓝
藻
密
度
分
别
为
5
3
0
.
2
6
4
4
、
3
0
0
.
9
6
9
4
、
9
2
6
.
0
6
6
9
、
2
9
1
.
4
3
6
7
*
1
0
^
6
个
/
L
。
即
1
、
3
号
池
塘
发
生
水
华
,
2
、
4
号
池
塘
不
发
生
水
华
。
问
题
4
,
通
过
m
a
t
l
a
b
拟
合
工
具
箱
,
对
附
录
6
中
的
数
据
进
行
拟
合
,
最
终
得
到
两
种
鱼
类
,
时
间
、
体
长
、
体
重
两
两
组
合
的
共
6
个
生
长
相
关
模
型
。
以
此
为
基
础
,
从
鱼
类
增
长
与
藻
类
消
耗
角
度
入
手
,
建
立
线
性
规
划
模
型
,
并
利
用
L
i
n
g
o
求
解
。
知
在
净
化
池
中
放
养
4
4
7
0
条
鲢
鱼
和
6
3
6
条
鳙鱼,即鲢鱼的密度为 1.5 条/立方米,鳙鱼的密度为 0.2 条/立方米是一种可行的净化池方
案
,
该
方
案
对
1
号
池
具
有
较
好
的
净
化
效
果
。
问
题
5
,
在
总
结
前
4
问
的
探
究
成
果
基
础
上
,
学
习
其
他
学
者
的
相
关
见
解
,
最
后
提
出
一
种
主
要
包
括
菜
地
、
养
殖
区
、
生
态
沟
渠
、
排
水
渠
四
个
部
分
的
生
态
养
殖
模
式
。
该
模
式
下
水
体
具
备
较
好
的
自
净
化
能
力
,
且
能
量
可
以
被
循
环
利
用
以
提
高
利
用
率
,
同
时
为
不
明
原
因
的
水
质
持
续
恶
化
提
供
了
备
用
方
案
。
总
体
上
讲
,
该
生
态
养
殖
模
式
切
实
可
行
,
具
备
一
定
的
科
学
性
。
关键词: 水产养殖;水质;主成分分析;神经网络;Matlab
更多数模资讯和学习资料,请关注b站/公众号:数学建模BOOM
精品课程:https://k.weidian.com/z=camKMb
![](https://csdnimg.cn/release/download_crawler_static/88965800/bg2.jpg)
2
目录
一 问题重述 3
1.1 题目背景^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^3
1.2 题目核心问题^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^ 3
二 问题假设 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^4
三 符号说明 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^4
四 第一问 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^4
1 问题分析^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^ 4
2 数据处理与分析^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^5
3 结果分析 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^11
五 第二问 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^11
1 问题分析 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^11
2 水质评价与分类 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^12
3 鱼虾影响探究 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^15
4 结果分析 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^16
六 第三问 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^16
1 问题分析 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^16
2 主要理化因子与浮游生物密度相关模型 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^17
3 求解理化因子范围 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^18
4 水华预测模型 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^20
七 第四问 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^24
1 问题分析 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^24
2 鱼类生长与体重模型 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^24
3 构造净化池 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^27
八 第五问^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^ 28
1 问题分析 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^28
2 理论依据 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^28
3 生态养殖模式 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^29
九 总结评价 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^31
参考文献 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^32
附录 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^33
![](https://csdnimg.cn/release/download_crawler_static/88965800/bg3.jpg)
3
一 问题重述
1.1 题目背景
目前在我国水产养殖中,池塘养殖产量约占淡水养殖的 70%。近年来,
随着淡水生态系统水体污染和富营养化进程的加剧,经常导致有害蓝藻、轮
虫等常见的浮游生物高密度发生,很容易诱发大面积水华。水华造成严重的
环境污染及水体污染,对养殖业是一个严重的打击。
水华的发生不仅直接影响了养殖对象的正常生长发育,严重时大量排泄
废水造成淡水资源污染,还会破坏养殖生态系统的平衡,导致养殖对象的不
同程度死亡,造成巨大经济损失。为此我们通过研究淡水养殖池塘相关主要
理化因子,主要浮游生物数据及鱼虾生成等数据分析水华发生的原因,控制
并预测水华的发生,从而提高养殖产量,减小环境污染等。通过对水华发生
的了解,加强大家环保意识。
1.2 题目核心问题
①探究水体、底泥与间隙水三种环境中,包括总磷、总氮在内的 6 种理化因
子间的关系,并给出解释。
②通过 7 周的理化性质指标,对四个养殖池水体质量进行评估,分析虾池与
鱼池对水体的影响。
③建立基于主要理化因子,并以浮游生物的量为评判标准的水华预测模型,
并给出水华发生时,主要理化因子的范围值。
④建立鱼类生长与体重的相关模型,构造净化池模型并对进化池做评价。
⑤构建一种水体自进化养殖模式。
![](https://csdnimg.cn/release/download_crawler_static/88965800/bg4.jpg)
4
二 问题假设
①附件中的数据真实可靠,可以作为分析依据
②理化因子间的转化关系在各环境下一致
③营养级间能量传递效率为 10%
④池塘处于较为理想状态,无特别扰动
三 符号说明
j
:进行主成分分析时的特征根
F:因子分析后提取的主要因子
:累积方差贡献率
n:BP 神经网络输入层节点数
m: BP 神经网络输出层节点数
l: BP 神经网络隐含层节点数
a: 单个硅藻质量
b: 单个绿藻质量
c: 单个蓝藻质量
d: 单个裸藻质量
e: 单个隐藻质量
x:净化池中鲢鱼数量
y: 净化池中鳙鱼数量
四 第一问
1 问题分析
氮在水中主要以离子形态存在,主要包括硝态氮、铵态氮和亚硝态氮,也有相当部分的
氮以有机质的形式存储在水体有机物中。水中的各种含氮物质通过氨化、硝化、反消化和同
化作用等进行相互转换。水体中的磷则以活性磷酸盐为主体,存在部分有机磷和无机磷颗粒。
在沉积物中,氮主要以含氮有机物形式存在,并通过微生物作用转变为无机氮向水体扩散。
而磷则无机与有机参半,其中能溶解并与水体交换的磷是各种评价的主要研究对象。
[1]
在了解水体氮磷基本情况的前提下,探究池塘中常见 N、P 理化因子的关系,应当包含
两个维度。一个维度是横向探究各种理化因子自身间的相互影响,相互转换关系。另一个维
度是纵向各种理化因子在沉积物、间隙水、水体间的扩散转移。对于各维度的关系,可以在
相对忽略另一维度关系影响的情况下,单独讨论。
附件一中包含的数据为“连续 15 周,对 1 到 4 号养殖池,分别在 A、B 两处采集底泥、
间隙水、池水三种环境中的样本,并检测包括总氮与总磷在内的 6 种理化指标的含量值”。
因为理化因子间的相互关系具有稳定性,因此抽取 1 号养殖池数据分析,其结果可以代表整
体。对于 A、B 两个采样点的数据取均值,作为被测理化因子的实际含量。
![](https://csdnimg.cn/release/download_crawler_static/88965800/bg5.jpg)
5
在横向探究理化因子间的自身影响时,采用主成分分析法求三种环境下各理化因子的综
合指标,以消除理化因子纵向扩散转移关系对横向关系探究的影响。然后对 6 项理化因子综
合指标做相关性分析,初步判别个理化因子间的相关关系。最后对,具有较强相关性的理化
因子做进一步函数拟合,解读其相关关系。纵向探究不同环境中理化因子的扩散转移关系的
思路与方法与横向探究一致。
2 数据处理与分析
2.1 综合指标提取
求综合指标时使用主成分分析法
[2]
,其基本步骤为“数据标准化”,”建立变量相关系数
矩阵R“,“求 R 的特征根1, 2, 3……及其对应的特征向量 T
1
*
, T
2
*
, T
3
*……
”,“由特征根及特征
向量求主成分表达式与综合评价函数”,“带入标准化的原始数据,求综合评价值”。值得注
意地是,从本质上讲,综合评价函数数对原始指标的线性综合。从计算主成分到对之加权,
经过两次线性运算后得到综合评价函数。求综合指标的 Matlab 代码在附录 1 中给出,这里
仅给出计算结果。表 1 为横向探究中的理化因子综合指标,表 2 为纵向探究中的池塘环境综
合指标。
表 1 理化因子综合指标
周数
总磷
磷酸盐磷
总氮
硝态氮
亚硝态氮
铵态氮
1
0.179
0.1601
0.1913
-0.0889
0.0724
-0.1744
2
0.1222
0.0566
0.1802
-0.1671
0.0825
-0.1445
3
0.1533
0.1032
0.1324
-0.1101
0.1266
-0.1904
4
0.1553
0.0871
0.1868
0.0071
0.1029
-0.2055
5
0.1617
0.1048
0.1828
-0.1187
0.0326
-0.1841
6
0.163
0.0945
0.1427
-0.2447
0.0622
-0.2622
7
0.1187
0.0924
0.0755
0.0062
0.0852
-0.0965
8
0.1617
0.1384
0.1457
-0.1542
0.3066
-0.1654
9
0.1839
0.2441
0.2173
-0.3453
0.8489
-0.2543
10
0.1621
0.1454
0.1619
-0.5243
0.3524
-0.1659
11
0.1749
0.1612
0.2281
-0.0898
0.0955
-0.1869
12
0.1775
0.1793
0.1827
-0.083
0.0446
-0.114
13
0.2079
0.2723
0.2446
-0.1135
0.0963
-0.2221
14
0.2153
0.3584
0.2596
-0.0164
0.0711
-0.1896
15
0.227
0.4416
0.2129
-0.0077
0.0752
-0.1764
表 2 池塘环境综合指标
周数
池水
间隙水
底泥
周数
池水
间隙水
底泥
1
0.2528
-0.2109
-0.3302
9
0.3534
-0.0819
-0.3638
2
0.0714
-0.2383
-0.3114
10
-0.002
-0.2551
-0.3609
剩余50页未读,继续阅读
资源评论
![avatar-default](https://csdnimg.cn/release/downloadcmsfe/public/img/lazyLogo2.1882d7f4.png)
![avatar](https://profile-avatar.csdnimg.cn/fcd62adb0120465d9af280215b0ff722_snowtshan.jpg!1)
阿拉伯梳子
- 粉丝: 1661
- 资源: 5735
上传资源 快速赚钱
我的内容管理 展开
我的资源 快来上传第一个资源
我的收益
登录查看自己的收益我的积分 登录查看自己的积分
我的C币 登录后查看C币余额
我的收藏
我的下载
下载帮助
![voice](https://csdnimg.cn/release/downloadcmsfe/public/img/voice.245cc511.png)
![center-task](https://csdnimg.cn/release/downloadcmsfe/public/img/center-task.c2eda91a.png)
安全验证
文档复制为VIP权益,开通VIP直接复制
![dialog-icon](https://csdnimg.cn/release/downloadcmsfe/public/img/green-success.6a4acb44.png)