[发明专利]基于支持向量机技术的大气颗粒物重金属磁学评估方法

摘要

本发明公开了一种基于支持向量机技术的大气颗粒物重金属磁学评估方法，包括以下步骤S1、大气颗粒物样品采集；S2、大气颗粒物磁学参数测试；S3、重金属提取及检测；S4、支持向量机模型构建；S5、模型误差评估；本发明使用磁学参数和气象数据作为输入因子，将大气颗粒物重金属浓度作为输出目标，构建大气重金属污染的磁学快速评估模型，未来可结合方便、快速的磁学测试方法，使用上述模型对城市区域内大气颗粒物重金属浓度进行较高精度的模拟和预测，避免了对颗粒物中重金属进行提取和检测等一系列复杂、耗时的操作过程。为环境磁学应用于城市大气颗粒物及重金属污染模拟提供了一个综合、创新的实践方向，也为我国城市大气重金属的监测和管理提供了重要参考。

主权项

基于支持向量机技术的大气颗粒物重金属磁学评估方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、大气颗粒物样品采集：使用大气颗粒物采样设备，结合不同级别粒径切割器采集大气颗粒物；在研究区域，按季节采样，每个季节晴朗天气连续采样10‑20天，避免大风和雨雪等极端天气；采样介质使用高纯石英滤膜，采样前后滤膜恒温恒湿48h后称重；每张滤膜的1/4用于分析重金属总量，3/4用于进行常温磁学参数的测试；S2、大气颗粒物磁学参数测试：称重后将样品填充在非磁性塑料盒中进行测试；测试参数包括：低频磁化率χlf、非磁滞剩磁(ARM)、饱和等温剩磁(SIRM)；根据等温剩磁及饱和等温剩磁测量结果计算硬剩磁HIRM、软剩磁SOFT；计算比值参数S‑ratio以及χARM/χlf、χARM/SIRM和SIRM/χlf；S3、重金属提取及检测：将大气颗粒物样品滤膜用陶瓷剪刀剪成细条状置于消解管中进行提取，使用电感耦合等离子体发射光谱仪和电感耦合等离子体质谱测定消解液中重金属浓度；S4、支持向量机模型构建：通过相关性分析和主成分分析方法筛选不同季节、不同地点所有磁学参数及其比值与重金属的相关性，选择具有显著相关性的磁学参数以及气象数据作为输入因子，以重金属浓度作为输出层，随机选择80％的数据作为训练样本，剩下的20％的数据作为测试样本，训练样本包含每个采样区域、每个季节大气重金属浓度的极大和极小值，建立大气重金属磁学模拟预测模型；S5、模型误差评估：使用相关性系数(Correlation coefficient,R)、平均绝对误差(Mean absolute error,MAE)、均方根误差(Root mean squared error,RMSE)以及一致性指数(Index of agreement,IA)来计算和评价模型模拟的精度。