基于物元模型的广西省水质评价

　　摘要：基于2015年3月至2016年2月广西省环保厅水质监测数据和广西省水质标准，运用物元分析理论，将评价标准、评价因子及其特征值作为物元，构建广西省水环境质量评价的物元模型。对评价标准和水质指标实测值进行归一化处理后，得到模型的经典域、节域、权系数及关联度。计算结果表明，全省14个地市整体水环境质量较好，符合Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类水质的地市分别为9、4、1个，计算结果符合广西省实际，说明物元模型用于水质评价是合理可行的，且评价结果具有更高的分辨率，能全面分析判别待评价对象属于某一级别的程度，为水质评价提供了新的思路和方法。

　　关键词：广西；物元模型；水质评价

　　中图分类号：X824 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2016）16-4154-04

　　DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2016.16.020

　　随着社会的发展、经济的增长及人民生活水平的提高，人民对水资源的要求也越来越高，科学地评价水质显得尤为重要，常用的水质评价方法有综合指数法、因子分析法、层次分析法、人工神经网络法、污染损失率法、集对分析法、模糊综合评判法以及物元分析法等。水环境质量的好坏是一个模糊概念，各水质等级是模糊集合，评价标准界限的明显量化将会遗漏一些有用信息，甚至会导致错误的结论，若以单项指标对水质进行评价，其评价结果常常具有矛盾性、不确定性和不相容性。物元分析理论是一种主要研究和处理不相容问题的方法，它可以将复杂的问题抽象为形象化的模型，并应用这些模型研究基本理论，提出相应的应用方法。本研究以广西省水质评价为例，说明物元模型理论在水环境质量评价中的应用。

　　1 物元模型理论

　　1.1 物元的定义

　　物元理论是在20世纪80年代由中国的蔡文教授创立，是主要研究和处理不相容问题的方法，贯穿自然科学和社会科学的横断学科，将物元分析与可拓集合相结合，广泛应用于新产品构思与设计、优化决策、控制、识别与评价等领域，在理论和实践方面发挥了重要作用。物元可拓法将评价指标体系及其特征值作为物元，通过评价级别和实测数据，得到经典域、节域及关联度，从而建立定量综合评价方法。以有序三元组R=（Q，c，v）作为描述事物的基本单元，称为物元。其中，Q表示事物；c表示Q的特征；v表示Q关于c所取得的量值。假设水质R有多个特征，以n个特征c1，c2，…cn和相应的量值v1，v2，…vn描述，则表示为：

　　3 讨论

　　在运用物元分析方法进行水质评价过程中，物元理论通俗易懂，计算方法简便。物元模型中，关联函数可取负值，分辨能力强，能全面分析判别待评价对象属于某一级别的程度，从而提供更为丰富的信息，使判断更加准确，为环境决策提供较为可靠的科学依据，并为该领域的评价方法提供了新的思路。但在应用该方法时，经典域、节域量值范围的确定、关联函数的选取等问题都有待进一步研究探讨。

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