基于MATLAB實現(xiàn)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型在地下水水質(zhì)評價中的應(yīng)用_圖文

1、 139基于MATLAB實現(xiàn)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型在地下水水質(zhì)評價中的應(yīng)用ApplicationofANNRealizedbyMATLABtoUndergroundWaterQualityAssessment 譚璇羅定貴TanXuan LuoDinggui (東華理工學(xué)院,撫州344000(EastChinaInstituteofTechnology,Fuzhou 344000摘要:本文運用BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論和方法,使用MATLAB 工具箱函數(shù)編程,建立了地下水水質(zhì)評價模型,對撫州市臨川區(qū)5個地下水水質(zhì)監(jiān)測點進(jìn)行水質(zhì)評價。將評價結(jié)果與模糊綜合評價法的評價結(jié)果進(jìn)行對比,結(jié)果表明,BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對地下水

2、水質(zhì)評價是可行的,能夠很好地解決評價因子與水質(zhì)等級間復(fù)雜的非線形關(guān)系,評價結(jié)果的精度也得以大大提高。關(guān)鍵詞:BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò);MATLAB;地下水水質(zhì);水質(zhì)評價中圖分類號:TP311.13文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1671-4792-(20071-0106-02Abstract:ByBPneuralnetworktheoryandmethod,therealizingfunctionisprovidedinthetoolboxof MATLAB7.0,andmakesBPneuralnetworkmodelingroundwaterqualityassessment.Groundwaterqual

3、ityoffive plotsinthecityofFuZhou-LinCHuanisevaluatedandcomparedwiththeassessmentresultsofaggregativeindex numbermethodingroundwaterqualityevaluation.Itisfeasibleandimprovestheaccuracyofgroundwaterqualityevaluation.Keywords:NeuralNetwork;MATLAB;UndergroundWaterQuality;QualityAssessment 0引言地下水水質(zhì)評價是水資源

4、評價管理的重要組成部分,它為地下水資源的開發(fā)利用、規(guī)劃管理提供科學(xué)依據(jù)。在實際工作中,由于參與的評價因子眾多,并且與水質(zhì)等級之間存在的是非常復(fù)雜的非線形關(guān)系,所以至今都沒有形成統(tǒng)一的方法。常規(guī)的地下水水質(zhì)評價方法有綜合指數(shù)法、模糊綜合評價法、灰色聚類法等等1,這些方法都存在著一些不足。近年來,隨著人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展,國內(nèi)外很多從事地下水研究的學(xué)者將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)引入水質(zhì)評價中,取得了較好的評價效果,表明研究神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理水質(zhì)評價具有非?，F(xiàn)實的意義。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是以人腦的生理研究成果為基礎(chǔ),模擬人腦的結(jié)構(gòu)與機理,最終實現(xiàn)人腦某些功能的一種動態(tài)信息處理系統(tǒng)。近些年來該技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域日益擴大,本文研究的就是它

5、在環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域中的環(huán)境質(zhì)量評價中的發(fā)展?，F(xiàn)有的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法多達(dá)上百種,其中使用最多的是B P (B a c kPropagation網(wǎng)絡(luò)。本文將使用這種網(wǎng)絡(luò),并且在實現(xiàn)方法上稍做優(yōu)化。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的實現(xiàn)基于計算機軟件和直接硬件兩種方式2,本文采用MATLAB 編程實現(xiàn)。MATLAB 避免了繁雜的數(shù)學(xué)運算,其工具箱函數(shù)提供了BP網(wǎng)絡(luò)的實現(xiàn)函數(shù),從而避免煩瑣的代碼編輯。文中將該方法應(yīng)用于撫州市臨川區(qū)地下水環(huán)境質(zhì)量評價中,并嘗試使用MATLAB的PREMNMX函數(shù)進(jìn)行原始數(shù)據(jù)的預(yù)處理、歸一化,取得了預(yù)期的評價結(jié)果。1神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)原理和算法BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是多層前向網(wǎng)絡(luò),是1974年P(guān).Werbos(哈佛大學(xué)提出來的。BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型由輸入層、輸出層和隱含層組成(如圖一所示;相鄰層之間的神經(jīng)元由權(quán)重系數(shù)互相連接;同一層內(nèi)的神經(jīng)元之間是平行、無連接的關(guān)系3。除了輸入層外,每個神經(jīng)元的輸入