[发明专利]一种近岸海域水质采样点优化装置及优化方法

说明书

技术领域

本发明涉及海洋环境保护和水质监测技术领域，尤其涉及一种近岸海域 水质采样点优化装置及优化方法。

背景技术

近岸海域是人类居住的陆地环境与海洋环境的交接地带。近岸海域蕴藏 着丰富的矿产、海水养殖、旅游景观、港口以及岸线等资源，是人类海洋活 动十分频繁的地区，也是海洋生产力最为发达的地区。近年来，来自陆域、 大气沉降以及海水养殖等的污染物排放量急剧增加，导致我国近岸海域的环 境质量严重恶化。

根据海洋环境质量公报，2007年我国近岸海域局部水质略有好转，但污 染形势依然严峻；近海绝大部分区域水质达清洁和较清洁标准；远海海域水 质继续保持良好。全海域未达到清洁海域水质标准的面积约14.5万平方公 里。较清洁海域、轻度污染海域、中度污染海域和严重污染海域面积分别约 为5.1、4.8、1.7和2.9万平方公里。严重污染海域主要分布在辽东湾、渤 海湾、黄河口、莱州湾、长江口、杭州湾、珠江口和部分大中城市近岸局部 水域。

加强近岸海域的保护是我国环境保护的重要内容。水质监测是掌握近岸 海域环境质量状况和演变趋势、制定环境管理方案的重要依据。采样点、监 测指标和采样频率是环境水质监测的三要素，其中采样点的选取决定着采样 数据能否有效地反映研究区域的环境质量状况，因此是近岸海域水质监测十 分重要的一环。

理论上，采样点越多越能代表目标海域的水质特征。但事实上，受人力、 物力和财力的约束，所能够进行水质分析的采样点是十分有限的，并且采样 点采集的水样可能存在相似的情况，会减少有效的采样点。

发明内容

为了解决上述的技术问题，提供了一种近岸海域水质采样点优化装置及 优化方法，其目的在于，优化近岸海域水质采样点，以便获取更有代表性的 采样数据。

本发明提供了一种近岸海域水质采样点优化装置，包括：

近岸海域水质数据采集系统，用于采集进行近岸海域水质数据；

近岸海域水质抽样分析系统，用于基于距离的聚类分析方法对采样点的 水质数据进行聚类；对聚类结果进行分析，以确定最终采样点。

近岸海域水质数据采集系统采用现场实测或数值仿真方法进行近岸海域 水质数据采集。

还包括近岸海域水质采样点空间抽样数据库系统，用于存储近岸海域水 质抽样分析系统所需的数据。

还包括近岸海域水质插值分析系统，用于采用空间插值技术对近岸海域 水质数据进行插值，以全面反映近岸海域的水质特征。

采样点之间的水质距离定义为：其中采样点i的水 质浓度为C_i＝(c_i1，c_i2，…，c_in)，w_k为水质指标的权重，i、j、k均为自然数；

近岸海域水质抽样分析系统在对采样点的水质数据进行聚类时：对单个 采样点之间的水质距离，直接采用采样点之间的水质距离；对单个采样点和 已经聚为一类的水质采样点之间的水质距离，采用该单个采样点和该类中每 一个采样点的最小水质距离表征它们之间的距离；对已经聚类的两个采样点 集之间的水质距离，采用分别属于两个采样点集的任意两个采样点之间水质 距离的最小值。

还包括近岸海域水质空间抽样专家人机交互系统，用于实时地更新分析 结果，反映专家的意图。

还包括近岸海域水质空间抽样评估系统，用于依据设定的评估指标，对 空间抽样分析结果进行评估。

还包括近岸海域水质抽样分析显示系统，用于基于GIS的空间分析技术 对水质抽样分析的过程和结果进行动态显示。

本发明提供了一种近岸海域水质采样点优化方法，包括：

步骤1，采集进行近岸海域水质数据；

步骤2，基于距离的聚类分析方法对采样点的水质数据进行聚类；对聚 类结果进行分析，以确定最终采样点。

步骤1中，采用现场实测或数值仿真方法进行近岸海域水质数据采集。

在步骤1和步骤2之间还包括：存储用于步骤2所需的数据。

步骤2后还包括：步骤21，采用空间插值技术对近岸海域水质数据进行 插值，以全面反映近岸海域的水质特征。