Формирование информационной модели - Диагностирование экологического состояния природно-технической гидрогеологической системы

В этом разделе необходимо выполнить ранжирование имеющихся показателей. При ранжировании показателей, границы рангов отмечены в таблице № 2. Значения всех исходных показателей, в ранжированном виде, заполнены в таблице № 3.

Таблица №2. Границы рангов по показателям

Показатель

Значения по рангам

1

2

3

Защищенность

<7

7-15

>15

Суммарная защищенность

<44

44-54

>54

Уровень C3Ksm

<33

33-39

>39

Уровень C2Pd-mи

<35

35-42

>42

Водопроводимость

<100

100-200

>200

Тип территории

Индустриальная

Селитебная

С/х

Содержание хлоридов в C2pd-mи

<1 ПДК

1-3 ПДК

>3 ПДК

На основе ранжированных данных производится расчет информативности показателей и сложных признаков, образованных из наиболее информативных показателей. Для этого используем формулы:

    1) 2)

1-ая формула используется для расчета условной информации, здесь:

- сумма интервалов квантования Y

- число переходов номера интервала квантования показателя х в номер интервала квантования показателя y

- число переходов номера интервала квантования показателя n в номер интервала квантования показателя y

2-ая формула используется для расчета полной информации.

- сумма суммы интервалов квантования Y

- сумма переходов номера интервала квантования показателя x в номер интервала квантования показателя Y

- сумма суммы интервалов квантования х

- сумма числа переходов номера интервала квантования показателя x в номер интервала квантования показателя Y

Расчет взаимной информативности производится по формуле:

,

где - полная информативность, которая содержится в выходном признаке Y; - условная информативность, которая остается в Y после получения сообщения xI

Таблица № 3. Значения исходных показателей в ранжированном виде.

№ блока

Значения показателей

№ блока

Значения показателей

X1

X2

X3

X4

X5

X6

Y

X1

X2

X3

X4

X5

X6

Y

1

3

3

1

1

2

1

1

49

3

2

1

2

2

2

2

2

3

3

2

1

2

1

1

50

2

1

1

2

2

2

2

3

3

2

2

1

3

1

2

51

2

1

1

2

2

2

1

4

2

2

2

1

3

1

2

52

3

2

1

2

2

2

1

5

2

3

2

1

3

1

3

53

2

3

2

1

2

1

3

6

2

3

2

1

3

1

2

54

1

3

2

1

2

1

3

7

2

2

2

1

3

1

1

55

3

1

2

2

1

1

1

8

3

2

3

1

3

1

1

56

3

2

2

2

2

1

1

9

3

2

3

2

3

2

1

57

1

1

2

2

2

2

2

10

3

1

2

2

3

1

1

58

1

2

2

2

2

2

3

11

2

2

2

2

2

1

2

59

2

3

1

2

2

2

2

12

1

3

2

2

2

1

3

60

2

3

1

2

2

1

1

13

3

3

1

1

2

2

1

61

3

2

2

2

3

2

2

14

3

3

2

1

2

1

1

62

2

1

2

2

3

2

2

15

3

2

2

1

2

1

2

63

2

1

2

2

2

2

1

16

2

2

2

1

2

1

2

64

3

2

2

2

2

2

1

17

2

3

2

1

2

1

3

65

2

3

2

1

2

1

3

18

2

3

2

1

2

1

2

66

1

3

2

1

2

1

3

19

2

2

2

1

2

1

1

67

3

1

2

2

1

1

1

20

3

2

2

2

2

2

1

68

3

2

2

1

1

1

1

21

3

2

2

2

2

2

1

69

1

1

2

1

1

1

2

22

3

1

2

2

2

2

1

70

1

2

2

1

1

1

3

23

2

2

2

2

2

1

2

71

2

3

2

1

2

1

2

24

1

3

2

2

2

1

3

72

2

3

1

2

2

1

1

25

3

2

1

2

2

2

2

73

3

2

3

2

3

2

2

26

3

3

1

1

2

2

1

74

2

1

3

2

3

2

1

27

3

3

2

1

2

2

1

75

2

1

3

3

3

2

1

28

2

2

2

1

2

1

2

76

3

2

2

3

2

2

2

29

2

3

2

1

2

1

3

77

2

3

2

2

2

2

3

30

2

3

2

1

2

1

2

78

1

3

2

1

2

1

2

31

2

2

2

1

2

1

1

79

3

1

2

1

2

1

1

32

3

2

2

2

2

2

2

80

3

2

2

1

2

1

2

33

3

2

2

2

2

2

1

81

1

1

1

1

1

1

2

34

3

2

1

2

2

2

2

82

3

2

2

1

1

1

3

35

2

2

1

2

2

2

2

83

2

3

2

1

2

1

2

36

1

3

1

2

2

1

3

84

2

3

1

1

2

1

1

37

3

3

1

2

1

3

1

85

3

2

3

2

3

2

2

38

3

2

1

2

2

2

2

86

2

1

3

2

3

2

2

39

3

2

1

2

2

2

2

87

2

1

3

3

3

3

1

40

2

2

1

1

2

2

2

88

3

2

3

3

3

3

1

41

2

3

2

1

2

1

3

89

2

3

2

2

2

2

3

42

2

3

2

1

2

1

2

90

1

3

2

2

2

2

3

43

2

2

2

1

2

1

1

91

3

1

2

1

2

2

1

44

3

2

2

2

2

2

2

92

3

2

1

1

2

2

1

45

3

2

3

3

2

3

1

93

1

1

1

1

2

2

2

46

3

1

1

3

2

2

1

94

1

2

2

1

2

1

2

47

2

2

1

2

2

2

2

95

2

3

2

1

2

1

3

48

1

3

1

2

2

1

3

96

2

3

1

1

2

1

1

(х1) - водопроводимость подольско-мячковского водоносною горизонта (х2) - функциональный тип территории; (х3) - положение пьезометрического уровня касимовского водоносного горизонта; (х4) - суммарная защищенность подольско-мячковского водоносного горизонта (суммарная мощность вышележащих водоупорных и относительно водоупорных слоев); (х5) - положение пьезометрического уровня подольско-мячковского водоносного горизонта (х6) - защищенность подольско-мячковского водоносного горизонта (мощность кревякинского водоупора); (Y) - уровень концентрации хлоридов

Расчет взаимной информативности показателей состояния ПТГГС и оценки Y.

На примере показателя водопроводимости, проведем подробный расчет. Далее все результаты будут записаны в обычную таблицу (Таблица 4).

Таблица 4. Расчет взаимной информативности простых показателей

Водопроводимость

1

2

3

У

1

0

6

9

15

2

13

18

9

40

3

26

14

1

41

У

39

38

19

96

Водопроводимость

Тип территории

1

2

3

У

1

2

3

У

1

0

6

9

15

14,56

1

12

7

0

19

18,04

2

13

18

9

40

61,18

2

16

23

3

42

53,68

3

26

14

1

41

44,15

3

11

8

16

35

53,47

У

39

38

19

96

145,89

У

39

38

19

96

145,89

Уровень C3ksm

Суммарная защищенность

1

2

3

У

1

2

3

У

1

12

12

2

26

34,17

1

17

18

11

46

71,48

2

20

23

17

60

94,45

2

17

19

8

44

66,02

3

7

3

0

10

8,81

3

5

1

0

6

3,90

У

39

38

19

96

145,89

У

39

38

19

96

145,89

Уровень C2pd-mи

Защищенность C2pd-mи

1

2

3

У

1

2

3

У

1

4

2

2

8

12,00

1

18

18

15

51

80,57

2

27

28

16

71

109,64

2

17

20

4

41

55,73

3

8

8

1

17

21,49

3

4

0

0

4

0,00

У

39

38

19

96

145,89

У

39

38

19

96

145,89

В таблице 5 записана информативность по всем показателям. Из них выбираем 4 наиболее информативных признака. Этими признаками являются: водопроводимость, тип территории, уровень C3ksm, Защищенность C2pd-mи.

Таблица 5. Информативность показателей

Водопроводимость (X1)

26,00

17,82%

Тип территории (X2)

20,70

14,19%

Уровень C3ksm (X3)

8,46

5,80%

Суммарная защищенность (X4)

4,49

3,08%

Уровень C2pd-mи (X5)

2,76

1,89%

Защищенность C2pd-mи (X6)

9,59

6,57%

Следующим этапом будет составление сложных признаков. Для расчета их взаимных информативностей с выходным признаком Y составляется матрица взаимных переходов, в который в первой столбец включены все возможные сочетания значений показателей состояния ПТГГС из таблицы 3 (без повторений), а во второй третий и четвертый столбцы - числа переходов этих сочетаний в 1-ый, 2-ой и 3-ий интервалы показателя Y. Все последующие расчеты выполняются по формулам, представленным на странице 13. Расчеты будут выполнены для двойных, тройных и четверных сложных признаков. Результаты расчетов занесены в таблицы № 6 - 10.

Таблица 6. Расчет сложных двойных признаков

Водопроводимость + Тип территории

Водопроводимость + уровень C3ksm

1

2

3

У

1

2

3

У

11

0

4

0

4

0,00

11

0

2

2

4

0,00

12

0

1

2

3

0,00

12

0

4

7

11

0,00

13

0

1

7

8

0,00

13

0

0

0

0

0,00

21

5

3

0

8

0,00

21

5

5

0

10

0,00

22

4

8

0

12

0,00

22

5

12

9

26

39,05

23

4

7

9

20

30,26

23

3

1

0

4

0,00

31

7

0

0

7

0,00

31

7

5

0

12

0,00

32

12

14

1

27

32,06

32

15

7

1

23

25,79

33

7

0

0

7

0,00

33

4

2

0

6

0,00

У

39

38

19

96

145,89

У

39

38

19

96

145,89

Водопроводимость + Защищенность C2pd-mи

Тип территории + Защищенность C2pd-mи

1

2

3

У

1

2

3

У

11

0

4

7

11

0,00

11

4

2

0

6

0,00

12

0

2

2

4

0,00

12

7

5

0

12

0,00

13

0

0

0

0

0,00

13

1

0

0

1

0,00

21

8

11

7

26

40,51

21

7

9

2

18

24,88

22

4

7

2

13

18,45

22

7

14

1

22

25,15

23

1

0

0

1

0,00

23

2

0

0

2

0,00

31

10

3

1

14

15,33

31

7

7

13

27

40,97

32

13

11

0

24

0,00

32

3

1

3

7

10,14

33

3

0

0

3

0,00

33

1

0

0

1

0,00

У

39

38

19

96

145,89

У

39

38

19

96

145,89

Тип территории + уровень C3ksm

Уровень C3ksm+Защищенность

1

2

3

У

1

2

3

У

11

2

3

0

5

0,00

11

5

1

2

8

10,39

12

7

3

0

10

0,00

12

6

11

0

17

0,00

13

3

1

0

4

0,00

13

1

0

0

1

0,00

21

2

8

0

10

0,00

21

12

17

13

42

65,87

22

10

13

3

26

36,13

22

8

6

4

18

27,55

23

4

2

0

6

0,00

23

0

0

0

0

0,00

31

8

1

2

11

12,05

31

1

0

0

1

0,00

32

3

7

14

24

32,33

32

3

3

0

6

0,00

33

0

0

0

0

0,00

33

3

0

0

3

0,00

У

39

38

19

96

145,89

У

39

38

19

96

145,89

Водопроводимость + Тип территории

57,81822

39,63%

Водопроводимость + уровень C3ksm

36,13827

24,77%

Водопроводимость + Защищенность C2pd-mи

33,32271

22,84%

Тип территории + уровень C3ksm

35,73696

24,50%

Тип территории + Защищенность C2pd-mи

27,47978

18,84%

Уровень C3ksm+Защищенность

20,16607

13,82%

Таблица 7. Информативность показателей для двойных признаков

Водопроводимость, Тип территории, Уровень C3ksm

Водопроводимость, Тип территории, Защищенность

1

2

3

У

1

2

3

У

111

0

2

0

2

0

111

0

2

0

2

0

112

0

2

0

2

0

112

0

2

0

2

0

113

0

0

0

0

0

113

0

0

0

0

0

121

0

0

0

0

0

121

0

1

1

2

2

122

0

1

2

3

2,75

122

0

0

1

1

0

123

0

0

0

0

0

123

0

0

0

0

0

131

0

0

2

2

0

131

0

1

6

7

4,14

132

0

1

5

6

3,9

132

0

0

1

1

0

133

0

0

0

0

0

133

0

0

0

0

0

211

1

1

0

2

2

211

0

0

0

0

0

212

1

1

0

2

2

212

4

3

0

7

6,9

213

3

1

0

4

3,245

213

1

0

0

1

0

221

0

3

0

3

0

221

4

5

0

9

8,92

222

4

5

0

9

8,91

222

0

3

0

3

0

223

0

0

0

0

0

223

0

0

0

0

0

231

4

1

0

5

3,60

231

4

6

7

17

26,32

232

0

6

9

15

14,56

232

0

1

2

3

2,754

233

0

0

0

0

0

233

0

0

0

0

0

311

1

0

0

1

0

311

4

0

0

4

0

312

6

0

0

6

0

312

3

0

0

3

0

313

0

0

0

0

0

313

0

0

0

0

0

321

2

5

0

7

6,041

321

3

3

1

7

10,14

322

6

7

1

14

18,14

322

7

11

0

18

17,35

323

4

2

0

6

5,51

323

2

0

0

2

0

331

4

0

0

4

0

331

3

0

0

3

0

332

3

0

0

3

0

332

3

0

0

3

0

333

0

0

0

0

0

333

1

0

0

1

0

У

39

38

19

96

145,89

У

39

38

19

96

145,89

Таблица 8а. Расчет сложных тройных признаков

Водопроводимость, Уровень C3ksm, Защищенность

Тип территории, Уровень C3ksm, Защищенность

1

2

3

У

1

2

3

У

111

0

1

2

3

2,75

111

0

1

0

1

0

112

0

1

0

1

0

112

2

2

0

4

4

113

0

0

0

0

0

113

0

0

0

0

0

121

0

3

5

8

7,63

121

4

1

0

5

3,60

122

0

1

2

3

2,75

122

3

2

0

5

4,85

123

0

0

0

0

0

123

0

0

0

0

0

131

0

0

0

0

0

131

0

0

0

0

0

132

0

0

0

0

0

132

2

1

0

3

2,75

133

0

0

0

0

0

133

1

0

0

1

0

211

4

0

0

4

0

211

0

0

0

0

0

212

1

5

0

6

3,90

212

2

8

0

10

7,21

213

0

0

0

0

0

213

0

0

0

0

0

221

4

11

7

22

32,40

221

6

9

2

17

23,44

222

1

1

2

4

6

222

4

4

1

9

12,52

223

0

0

0

0

0

223

0

0

0

0

0

231

0

0

0

0

0

231

1

0

0

1

0

232

2

1

0

3

2,75

232

1

2

0

3

2,75

233

1

0

0

1

0

233

2

0

0

2

0

311

1

0

0

1

0

311

5

0

2

7

6,042

312

5

5

0

10

10

312

2

1

0

3

2,75

313

1

0

0

1

0

313

1

0

0

1

0

321

8

3

1

12

14,26

321

2

7

11

20

26,73

322

7

4

0

11

10,40

322

1

0

3

4

3,245

323

0

0

0

0

0

323

0

0

0

0

0

331

1

0

0

1

0

331

0

0

0

0

0

332

1

2

0

3

2,75

332

0

0

0

0

0

333

2

0

0

2

0

333

0

0

0

0

0

У

39

38

19

96

145,89

У

39

38

19

96

145,89

Таблица 8б. Расчет сложных тройных признаков

Водопроводимость, Тип территории, Уровень C3ksm

75,20

51,55%

Водопроводимость, Тип территории, Защищенность

67,36

46,17%

Водопроводимость, Уровень C3ksm, Защищенность

50,27

34,46%

Тип территории, Уровень C3ksm, Защищенность

45,95

31,49%

Таблица 9. Информативность показателей для двойных признаков

Водопроводимость, Тип территории, Уровень C3ksm, Защищенность

1

2

3

У

1

2

3

У

1111

0

1

0

1

0

2231

0

0

0

0

0

1112

0

1

0

1

0

2232

0

0

0

0

0

1113

0

0

0

0

0

2233

0

0

0

0

0

1121

0

1

0

1

0

2311

4

0

0

4

0

1122

0

1

0

1

0

2312

0

1

0

1

0

1123

0

0

0

0

0

2313

0

0

0

0

0

1131

0

0

0

0

0

2321

0

6

7

13

12,94

1132

0

0

0

0

0

2322

0

0

2

2

0

1133

0

0

0

0

0

2323

0

0

0

0

0

1211

0

0

0

0

0

2331

0

0

0

0

0

1212

0

0

0

0

0

2332

0

0

0

0

0

1213

0

0

0

0

0

2333

0

0

0

0

0

1221

0

1

1

2

2

3111

0

0

0

0

0

1222

0

0

1

1

0

3112

1

0

0

1

0

1223

0

0

0

0

0

3113

0

0

0

0

0

1231

0

0

0

0

0

3121

4

0

0

4

0

1232

0

0

0

0

0

3122

2

0

0

2

0

1233

0

0

0

0

0

3123

0

0

0

0

0

1311

0

0

2

2

0

3131

0

0

0

0

0

1312

0

0

0

0

0

3132

0

0

0

0

0

1313

0

0

0

0

0

3133

0

0

0

0

0

1321

0

1

4

5

3,60

3211

0

0

0

0

0

1322

0

0

1

1

0

3212

2

5

0

7

6,041

1323

0

0

0

0

0

3213

0

0

0

0

0

1331

0

0

0

0

0

3221

2

3

1

6

8,754

1332

0

0

0

0

0

3222

4

4

0

8

8

1333

0

0

0

0

0

3223

0

0

0

0

0

2111

0

0

0

0

0

3231

1

0

0

1

0

2112

1

1

0

2

2

3232

1

2

0

3

2,75

2113

0

0

0

0

0

3233

2

0

0

2

0

2121

0

0

0

0

0

3311

1

0

0

1

0

2122

1

1

0

2

2

3312

2

0

0

2

0

2123

0

0

0

0

0

3313

1

0

0

1

0

2131

0

0

0

0

0

3321

2

0

0

2

0

2132

2

1

0

3

2,75

3322

1

0

0

1

0

2133

1

0

0

1

0

3323

0

0

0

0

0

2211

0

0

0

0

0

3331

0

0

0

0

0

2212

0

3

0

3

0

3332

0

0

0

0

0

2213

0

0

0

0

0

3333

0

0

0

0

0

2221

4

5

0

9

8,92

У

39

38

19

96

145,89

2222

0

0

0

0

0

Информативность

2223

0

0

0

0

0

86,11

59,02%

Похожие статьи




Формирование информационной модели - Диагностирование экологического состояния природно-технической гидрогеологической системы

Предыдущая | Следующая