杭州市农田土壤重金属污染预警仿真研究

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1、硕士学位论文题目:杭州市农田土壤重金属污染预警仿真研究研究生丁淑芳专业管理科学与工程指导教师谢正苗教授吴卫红教授完成日期2013年12月杭州电子科技大学学位论文原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品或成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。论文作者签名：日期

2、：年月日学位论文使用授权说明本人完全了解杭州电子科技大学关于保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属杭州电子科技大学。本人保证毕业离校后，发表论文或使用论文工作成果时署名单位仍然为杭州电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件，允许查阅和借阅论文；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。（保密论文在解密后遵守此规定）论文作者签名：日期：年月日指导教师签名：日期：年月日杭州电子科技大学硕士学位论文杭州市农田土壤重金属污染预

3、警仿真研究研究生：丁淑芳指导教师：谢正苗教授吴卫红教授、2013年12月DissertationSubmittedtoHangzhouDianziUniversityfortheDegreeofMasterTheSimulationStudyofHeavyMetalPollutioninFarmlandsinHangzhouCandidate:DingShufangSupervisor:Prof.XieZhengmiaoProf.WeihongWuDec,2013杭州电子科技大学硕士学位论文摘要

4、随着工业化和城市化进程加快，土壤重金属污染给环境和人类的健康带来了严重的威胁，开展土壤重金属污染方面的工作已经迫在眉睫。土壤重金属污染预测、预警可以起到防患于未然的作用。如何建立一个适用性强、精确度高的土壤重金属预测预警模型，是我们未来研究的方向。土壤重金属污染系统是一个巨大的非线性系统，其浓度受多种因素影响，找出影响因素和浓度数据之间的函数关系，把握规律进行预测预警。BP神经网络具有广泛的非线性影射能力、适应能力和学习能力，通过已有影响因素和浓度数据之间关系的学习，用于土壤重金属污染预测预警具

5、有一定的优势。本文借鉴相关预警指标体系和对土壤重金属污染预测方法进行比较，以此选择BP神经网络对土壤重金属污染变化趋势进行预测。BP算法具有学习速度慢、容易陷入局部极小值、预测精度不高等问题，采用比较普遍的自适应学习速率调整法和附加动量法对其进行改进。以此建立基于BP神经网络的土壤重金属污染预测预警模型，在MATLAB环境下对预测过程进行仿真实验。通过对杭州市农田土壤重金属污染实证研究，结果发现BP神经网络的拟合精度达到98%以上，运用BP网络模型对农田土壤重金属污染进行预测，改进后的预测精度分

6、别在82%以上，明显高于未改进的BP网络模型70%的预测精度。这证明了本文所构建的指标及构建的预测模型是实用有效的。研究结果还表明未来杭州市农田平均处于安全水平，对人体和环境不会造成威胁，但是Pb和Cr积累将会较严重。关键词:重金属；农田；预警；BPI杭州电子科技大学硕士学位论文ABSTRACTWiththeaccelerationofindustrializationandurbanization,heavymetalpollutionposesaseriousthreattohuman'sh

7、ealthandtheenvironment.Predictionandearly-warningofheavymetalpollutioncanplayaproactiverolepreventingandcontrollingsoilcontamination.Howtobuildapredictionandearlywarningmodelisanareathatwouldbefurtherinvestigated.Heavymetalpollutionsystemisahugenonli

8、nearsystemandisinfluencedbymanyfactors.DuetothetheBPneuralnetworkhasgoodnon-linearmapping,adaptionandlearningability,itnotonlycanlearnthethelawofrelationshipbetweenfactorsandcontentofheavymetal,butalsopredictandwarnheavymetalpollution.Theclassificati