環(huán)境質(zhì)量評價與系統(tǒng)分析數(shù)學(xué)模型概述教學(xué)課件

環(huán)境質(zhì)量評價與系統(tǒng)分析環(huán)境質(zhì)量評價與系統(tǒng)分析數(shù)學(xué)模型概述2.1數(shù)學(xué)模型的定義和分類2.2數(shù)學(xué)模型的建立2.2.1建立數(shù)學(xué)模型的過程2.2.2對模型的基本要求2.2.3數(shù)學(xué)模型的驗證和誤差分析2.3Excel在建立數(shù)學(xué)模型的應(yīng)用2.3.1污水處理的線性回歸分析2.3.2結(jié)構(gòu)分析和曲線擬合2.3.3用Excel進行參數(shù)估計數(shù)學(xué)模型概述2.1數(shù)學(xué)模型的定義和分類1數(shù)學(xué)模型的定義和分類定義:如果一個事物M與另一個事物S之間，滿足兩個條件：M中包含有一些元素(分量)，每個元素(分量)分別對應(yīng)和代表S中的一個元素(分量)；M中的上述分量之間應(yīng)存在一定的關(guān)系，這種個關(guān)系可以用于與S的分量間關(guān)系進行類比。我們則將事物M稱為事物S的模型。滿足上述模型條件的具體數(shù)學(xué)表達式和算法叫做數(shù)學(xué)模型。1數(shù)學(xué)模型的定義和分類定義:如果一個事物M與另一個事物模型的形式模型抽象模型具體模型數(shù)學(xué)模型:方程式,函數(shù),邏輯式圖象模型:流程圖,方向圖,框圖；計算機程序:計算程序,模擬程序相似模型:(實物放大縮小)建筑模型，風(fēng)洞實驗?zāi)Ｐ湍M模型:電模擬模型模型的形式模型抽象模型數(shù)學(xué)模型:方程式,函數(shù),邏輯式相似模型討論題

用建立數(shù)學(xué)模型的方法討論，用一盆水清洗衣服和將該盆水分成兩個半盆水來洗衣服，哪個效果好。

定義：M中包含有一些元素(分量)，每個元素(分量)分別對應(yīng)和代表S中的一個元素(分量)；M中的上述分量之間應(yīng)存在一定的關(guān)系，這種個關(guān)系可以用于與S的分量間關(guān)系進行類比。

設(shè)，一盆水水量L，衣服中污染物質(zhì)量M，余水量L1，殘余物比較；物理簡化法；數(shù)學(xué)簡化法。討論題用建立數(shù)學(xué)模型的方法討論，用一盆水清洗衣服和2.2數(shù)學(xué)模型的建立2.2.1建立數(shù)學(xué)模型的過程2.2.2對模型的基本要求2.2.3數(shù)學(xué)模型的驗證和誤差分析2.2數(shù)學(xué)模型的建立建立數(shù)學(xué)模型的步驟觀測數(shù)據(jù)組Ⅰ模型結(jié)構(gòu)選擇模型應(yīng)用觀測數(shù)據(jù)組Ⅱ參數(shù)估計檢驗與驗證圖2-2建立數(shù)學(xué)模型的步驟觀測數(shù)模型結(jié)模型觀測數(shù)據(jù)組Ⅱ參數(shù)檢驗與驗證模型的結(jié)構(gòu)選擇(1)白箱模型根據(jù)對系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的了解,以客觀事物變化遵循的物理化學(xué)定律為基礎(chǔ)，經(jīng)邏輯演繹而建立起的模型是機理模型。這種建立模型的方法叫演繹法。機理模型具有唯一性。(2)灰箱模型即半機理模型。在建立環(huán)境數(shù)學(xué)模型的過程中,幾乎每個模型都包含一個或多個待定參數(shù),這些待定參數(shù)一般無法由過程機理來確定。通常要借助于觀測數(shù)據(jù)或?qū)嶒灲Y(jié)果。(3)黑箱模型即輸入-輸出模型。需要大量的輸入,輸出數(shù)據(jù)以獲得經(jīng)驗?zāi)Ｐ?。它們可在日常例行觀察中積累,也可由專門實驗獲得。根據(jù)對系統(tǒng)輸入輸出數(shù)據(jù)的觀測,在數(shù)理統(tǒng)計基礎(chǔ)上建立起經(jīng)驗?zāi)Ｐ偷姆椒ㄓ纸袣w納法。經(jīng)驗?zāi)Ｐ筒痪哂形ㄒ恍?。模型的結(jié)構(gòu)選擇2.3Excel在建立數(shù)學(xué)模型的應(yīng)用2.3.1污水處理的線性回歸分析2.3.2結(jié)構(gòu)分析和曲線擬合2.3.3用Excel進行參數(shù)估計2.3Excel在建立數(shù)學(xué)模型的應(yīng)用2.3.1污水處理污水處理的線性回歸分析例2-2某污水處理廠提供的3、4月份的日常監(jiān)測臺帳如表2-4所示，試根據(jù)3月份的數(shù)據(jù)建立其出水COD對應(yīng)入水COD的線性回歸模型，然后用4月份的數(shù)據(jù)進行驗證。

表2-5

出水COD對應(yīng)入水COD回歸統(tǒng)計結(jié)果MultipleR0.630237Intercept43.25682XVariable10.136996標準誤差26.22009觀測值24污水處理的線性回歸分析例2-2某污水處理廠提供的3、4月份結(jié)構(gòu)分析和曲線擬合例2-3

十二胺降解實驗數(shù)據(jù)如表2-7所示，使用Excel工作表進行曲線擬合。

表2-7

十二胺降解實驗數(shù)據(jù)解：在趨勢線命令中分別選擇模型結(jié)構(gòu)形式為線性和指數(shù)模型，擬合結(jié)果如圖2-8所示。指數(shù)模型又分別指定和不指定是否必須通過初始濃度2.3mg/L。注意在圖2-7中有個選項頁，如果需要在圖中顯示出模型的表達式、R2，或者需要限制趨勢線必須通過初始濃度標記的函數(shù)點，均在選項頁進行操作。結(jié)構(gòu)分析和曲線擬合例2-3十二胺降解實驗數(shù)據(jù)如表2-72.3.3用Excel進行參數(shù)估計用Copy計算式結(jié)合多元線性回歸進行復(fù)雜模型參數(shù)估值

例2-4

根據(jù)對某一種反應(yīng)的分析，獲得灰箱模型為：試根據(jù)表2-8所示的一組實驗觀測值，進行灰箱模型的參數(shù)估值，并討論其是否可信。解：首先建立Excel的工作表，輸入已知的實驗數(shù)據(jù)，在新的兩列中分別通過輸入計算式和用Copy命令求得對應(yīng)的x10.5和ln(x2)，該反應(yīng)測定的原始實驗數(shù)據(jù)和兩列中間計算結(jié)果均列入表2-8。

2.3.3用Excel進行參數(shù)估計用Copy計算式結(jié)合多元用最優(yōu)化方法進行復(fù)雜模型的參數(shù)估值使用Excel電子表格，對于因變量y相應(yīng)于自變量X（可以是包含多個元素的向量）的試驗或觀測數(shù)據(jù)，由經(jīng)驗給定參數(shù)的初值開始，計算計算值與觀測值之間的誤差，用最優(yōu)化方法進行參數(shù)估值，使該參數(shù)取值條件下誤差的平方和最小。

例2-5

已知河流平均流速為4.0km／h，飽和溶解氧(DO)為lO.Omg／L，河流起點的BOD(L0)濃度為20mg／L，沿程的溶解氧(ＤＯ)的測定數(shù)據(jù)如下：用最優(yōu)化方法進行復(fù)雜模型的參數(shù)估值使用Excel電子表格，環(huán)境質(zhì)量評價與系統(tǒng)分析數(shù)學(xué)模型概述教學(xué)課件第二章數(shù)學(xué)模型概述學(xué)習(xí)難點的闡述通過例題例2-2學(xué)習(xí)，進一步闡述該學(xué)習(xí)難點，用具體計算和圖形展示誤差的取值、累積頻率曲線；認識中值誤差(累積頻率為50％)的概念和采用來作為衡量模型精確度的度量。掌握數(shù)學(xué)建模方法。第二章數(shù)學(xué)模型概述學(xué)習(xí)難點的闡述通過例題例2-2學(xué)習(xí)，進環(huán)境質(zhì)量評價與系統(tǒng)分析數(shù)學(xué)模型概述教學(xué)課件誤差的累積頻率誤差mg/L誤差的累積頻率誤差mg/L第二章數(shù)學(xué)模型概述學(xué)習(xí)要點為：(1)

滿足模型條件的數(shù)學(xué)表達式和算法叫做數(shù)學(xué)模型，它具有高度的抽象性和經(jīng)濟性。環(huán)境系統(tǒng)工程中的數(shù)學(xué)模型是應(yīng)用數(shù)學(xué)語言和方法來描述環(huán)境污染過程中的物理、化學(xué)、生物化學(xué)、生物生態(tài)以及社會等方面的內(nèi)在規(guī)律和相互關(guān)系的數(shù)學(xué)方程。(2)

數(shù)學(xué)模型的建立過程包括：數(shù)據(jù)的搜集和初步分析、模型的結(jié)構(gòu)選擇、估計模型的參數(shù)以及模型的檢驗和修正等。(3)

MicrosoftExcel提供了一組數(shù)據(jù)分析工具，要使用分析工具庫進行數(shù)學(xué)模型的驗證和誤差分析，必須對所提供的分析函數(shù)定義和在統(tǒng)計、誤差分析中的作用有相應(yīng)的了解。(4)

練習(xí)掌握用Excel解決環(huán)境問題的線性回歸分析、曲線擬合及參數(shù)估計等數(shù)學(xué)建模問題。難點重點第二章數(shù)學(xué)模型概述學(xué)習(xí)要點為：難點重點

高中地理（必修）下冊7.3交通運輸網(wǎng)中的點高中地理（必修）下冊7.3交通運輸網(wǎng)中的點一、港口的建設(shè)港口是具有一定面積的水域和陸域，供船泊出入和停泊、貨物和旅客集散的場所。2.發(fā)展：公元前2700多年前產(chǎn)業(yè)革命目前中國：兩千年前——新中國成立——現(xiàn)在3.分類按照形成的方式可分為按照用途分天然港口人工港口商港軍港漁港避風(fēng)港1.概念：一、港口的建設(shè)港口是具有一定面積的水域和陸域，供船泊出入和停4.關(guān)于上海港(1)地理位置（見圖1

圖2

圖3）(2)地貌特征(3)區(qū)位因素①自然因素②經(jīng)濟腹地(見圖)③依托于城市自然因素決定點的位置；經(jīng)濟腹地影響點的興衰；城市促進點的發(fā)展。4.關(guān)于上海港(1)地理位置（見圖1圖2圖3區(qū)位名稱區(qū)位類型對上海港建設(shè)的影響陸域自然因素

長江三角洲地勢平坦，為港口、設(shè)備、建筑以及上海市合理布局提供了有利條件

上海港為我國第一大港，是多種因素綜合作用的結(jié)果水域

長江、黃浦江江寬水深，為船舶入口及航道和拋錨提供所需的水域空間，以及提供淡水腹地經(jīng)濟因素

中國經(jīng)濟最發(fā)達地區(qū)，這是上海港進一步發(fā)展的重要基礎(chǔ)城市

上海市雄厚的人、財、物優(yōu)勢對港口建設(shè)和發(fā)展具有重要作用區(qū)位名稱區(qū)位類型對上海港建設(shè)的影響長江三角洲（2）交通運輸網(wǎng)中的點，如港口、車站、航空站等是——的集散地，是完成————的重要環(huán)節(jié)。（3）簡述地勢平坦寬闊、坡度極緩的地形對港口建設(shè)的影響。有利方面——————————不利方面——————————（4）上海港發(fā)展成為我國第一大港的最重要的原因是————————————————————————（5）自然因素對港口區(qū)位選擇的影響是怎樣變化的？——————————————————————————————港口DCAFEB提供淡水提供空間人財物優(yōu)勢為港口建設(shè)提供用地港口興衰的重要條件讀影響港口的主要區(qū)位因素示意圖，回答：（1）填出圖中字母所代表的區(qū)位因素名稱：A——---B——--C——D———-E——--F——港口DCAFEB提供淡水人財物為港口建設(shè)港口興衰讀影響港口的（2）交通運輸網(wǎng)中的點，如港口、車站、航空站等是客貨流的集散地，是完成交通運輸過程的重要環(huán)節(jié)。（3）簡述地勢平坦寬闊、坡度極緩的地形對港口建設(shè)的影響。有利方面為港口設(shè)備、建筑、城市布局提供條件不利方面水流分叉多，導(dǎo)致泥沙淤塞河道（4）上海港發(fā)展成為我國第一大港的最重要的原因是經(jīng)濟腹地是中國經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)；上海市是我國最大的綜合性工業(yè)城市和外貿(mào)基地（5）自然因素對港口區(qū)位選擇的影響是怎樣變化的？隨著科技和經(jīng)濟發(fā)展，自然因素對港口區(qū)位選擇的影響越來越小，但仍是一個重要因素。港口DCAFEB提供淡水提供空間人財物優(yōu)勢為港口建設(shè)提供用地港口興衰的重要條件讀影響港口的主要區(qū)位因素示意圖，回答：（1）填出圖中字母所代表的區(qū)位因素名稱：A自然因素B經(jīng)濟因素C水域D域陸E城市依托F經(jīng)濟腹地港口DCAFEB提供淡水人財物為港口建設(shè)港口興衰讀影響港口的讀上海港位置示意圖，填空：1.

上海港是長江三角洲上的一個——港，即可以兼作——和——的港口，主要港區(qū)沿——分布；讀上海港位置示意圖，填空：1.

上海港是長江三角洲上的一個—讀上海港位置示意圖，填空：1.

上海港是長江三角洲上的一個河口港，即可以兼作客運和貨運的港口，主要港區(qū)沿黃浦江分布；讀上海港位置示意圖，填空：1.

上海港是長江三角洲上的一個河讀上海港位置示意圖，填空：1.

上海港是長江三角洲上的一個河口港，即可以兼作客運和貨運的港口，主要港區(qū)沿黃浦江分布；2.

上海港的經(jīng)濟腹地是中國的————地區(qū)，上海港通過————和鐵路、公路同全國各地相連；讀上海港位置示意圖，填空：1.

上海港是長江三角洲上的一個河讀上海港位置示意圖，填空：1.

上海港是長江三角洲上的一個河口港，即可以兼作客運和貨運的港口，主要港區(qū)沿黃浦江分布；2.

上海港的經(jīng)濟腹地是中國的經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)，上海港通過長江干支流和鐵路、公路同全國各地相連；讀上海港位置示意圖，填空：1.

上海港是長江三角洲上的一個河讀上海港位置示意圖，填空：1.

上海港是長江三角洲上的一個河口港，即可以兼作客運和貨運的港口，主要港區(qū)沿黃浦江分布；2.

上海港的經(jīng)濟腹地是中國的經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)，上海港通過長江干支流和鐵路、公路同全國各地相連；3.

從上海的區(qū)位可以看出，建設(shè)港口時要考慮其——、停泊、——等自然條件，以及——，——等社會經(jīng)濟條件。讀上海港位置示意圖，填空：1.

上海港是長江三角洲上的一個河讀上海港位置示意圖，填空：1.

上海港是長江三角洲上的一個河口港，即可以兼作客運和貨運的港口，主要港區(qū)沿黃浦江分布；2.

上海港的經(jīng)濟腹地是中國的經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)，上海港通過長江干支流和鐵路、公路同全國各地相連；3.

從上海的區(qū)位可以看出，建設(shè)港口時要考慮其航行、停泊、筑港等自然條件，以及腹地，城市等社會經(jīng)濟條件。讀上海港位置示意圖，填空：1.

上海港是長江三角洲上的一個河（滬江）1．圖中河流的干流名稱叫

，自南向北注入（或）。2．圖中表示

的分布，表示

的分布。3．從上海港的區(qū)位可看出，建設(shè)港口時要考慮其

、停泊、

、等自然條件，以及

、腹地等經(jīng)濟和社會條件。讀上海港位置圖，回答：（滬江）1．圖中河流的干流名稱叫，自南向北注小結(jié)前言:類型：_____,_____,_____影響因素：_____,_____,_____,____港口的建設(shè)概念：區(qū)位選擇：自然條件：___,___,___經(jīng)濟和社會條件：___,___小結(jié)前言:類型：_____,_____,_____港口的建前言:類型：港口,車站,航空港影響因素：經(jīng)濟,社會,技術(shù),自然港口的建設(shè)概念：具有一定面積的水域和陸域，供船舶出入和停泊、貨物和旅客集散的場所區(qū)位選擇：自然條件：航行,停泊,筑港經(jīng)濟和社會條件:腹地,城市小結(jié)前言:類型：港口,車站,航空港港口的建設(shè)概念：具有一定面積上海港的區(qū)位條件（1）是____上的港，兼作____港，主要港區(qū)沿_____分布。（2）_____是中國經(jīng)濟_____地區(qū)，包括_________________________等省市。（3）以_____為依托。上海港的區(qū)位條件（1）是____上的港，兼作____港，主上海港的區(qū)位條件（1）是河口上的港，兼作海港，主要港區(qū)沿黃浦江分布。（2）上海是中國經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)，包括川、云、鄂、湘、贛、皖、蘇滬等省市。（3）以上海市為依托。上海港的區(qū)位條件（1）是河口上的港，兼作海港，主要輕松一下

使用集裝箱裝運貨物，可直接在發(fā)貨人的倉庫裝貨，并運送到收貨人的倉庫卸貨。中途更換車船時，不必從箱內(nèi)取出換裝，節(jié)省包裝材料和費用，減少貨物搬運次數(shù)，有利于實現(xiàn)雜件貨物裝卸的機械化和自動化，提高裝卸效率，節(jié)約勞力，加速車船周轉(zhuǎn)，提高港口、車站的通過能力，并保證貨物的質(zhì)量。集裝箱--------是貨物運輸中一種專供周轉(zhuǎn)使用的大型金屬容器，有通用型和專用型兩種。通用型用于轉(zhuǎn)運一般包裝貨物，專用型用于裝運液體貨物、易腐貨物等。集裝箱碼頭輕松一下使用集裝箱裝運貨物，可直接在發(fā)貨人的倉庫裝貨，

上海港已有幾百年悠久歷史的上海港，位于中國大陸海岸線的中心，扼長江入海之咽喉，面對海浩瀚的太平洋，同時又處于長江東西運輸通道與海上運輸通道的交匯點。地址位置適中，腹地經(jīng)濟發(fā)達，集疏渠道暢通。有人曾這樣形象地比喻：中國大陸18000多公里的海岸線象一張弓，6300公里黃金水道的長江象一支箭。上海港，則正處在這張弓和箭的支點上，上海最優(yōu)越的地理條件是水上交通的便利，水陸相連，直通大海。上海典型的以港興商，以商而興市的城市。上海港是中國第一大港，也是世界上最大的港口之一。上海港的港政管轄范圍包括長江口、黃浦江水域和杭州灣北岸水域，岸線總長達240公里，港區(qū)總面積3600平方公里。上海港在上海乃至中國的經(jīng)濟發(fā)展中發(fā)揮著重要的作用。上海物資總量的60%和上?？诎锻赓Q(mào)進口物資的99%都通過上海港。你知道嗎？上海港你知道嗎？上海港的位置上海港的位置上海港的經(jīng)濟腹地請找出上海港的經(jīng)濟腹地所包括的主要省級行政單位？滬、蘇、皖、贛、鄂、湘、渝、川上海港的經(jīng)濟腹地請找出上海港的經(jīng)濟腹地所包括的主要省級行政單上海港的碼頭上海港的碼頭上海港的碼頭上海港的碼頭

再見！再見！環(huán)境質(zhì)量評價與系統(tǒng)分析環(huán)境質(zhì)量評價與系統(tǒng)分析數(shù)學(xué)模型概述2.1數(shù)學(xué)模型的定義和分類2.2數(shù)學(xué)模型的建立2.2.1建立數(shù)學(xué)模型的過程2.2.2對模型的基本要求2.2.3數(shù)學(xué)模型的驗證和誤差分析2.3Excel在建立數(shù)學(xué)模型的應(yīng)用2.3.1污水處理的線性回歸分析2.3.2結(jié)構(gòu)分析和曲線擬合2.3.3用Excel進行參數(shù)估計數(shù)學(xué)模型概述2.1數(shù)學(xué)模型的定義和分類1數(shù)學(xué)模型的定義和分類定義:如果一個事物M與另一個事物S之間，滿足兩個條件：M中包含有一些元素(分量)，每個元素(分量)分別對應(yīng)和代表S中的一個元素(分量)；M中的上述分量之間應(yīng)存在一定的關(guān)系，這種個關(guān)系可以用于與S的分量間關(guān)系進行類比。我們則將事物M稱為事物S的模型。滿足上述模型條件的具體數(shù)學(xué)表達式和算法叫做數(shù)學(xué)模型。1數(shù)學(xué)模型的定義和分類定義:如果一個事物M與另一個事物模型的形式模型抽象模型具體模型數(shù)學(xué)模型:方程式,函數(shù),邏輯式圖象模型:流程圖,方向圖,框圖；計算機程序:計算程序,模擬程序相似模型:(實物放大縮小)建筑模型，風(fēng)洞實驗?zāi)Ｐ湍M模型:電模擬模型模型的形式模型抽象模型數(shù)學(xué)模型:方程式,函數(shù),邏輯式相似模型討論題

用建立數(shù)學(xué)模型的方法討論，用一盆水清洗衣服和將該盆水分成兩個半盆水來洗衣服，哪個效果好。

定義：M中包含有一些元素(分量)，每個元素(分量)分別對應(yīng)和代表S中的一個元素(分量)；M中的上述分量之間應(yīng)存在一定的關(guān)系，這種個關(guān)系可以用于與S的分量間關(guān)系進行類比。

設(shè)，一盆水水量L，衣服中污染物質(zhì)量M，余水量L1，殘余物比較；物理簡化法；數(shù)學(xué)簡化法。討論題用建立數(shù)學(xué)模型的方法討論，用一盆水清洗衣服和2.2數(shù)學(xué)模型的建立2.2.1建立數(shù)學(xué)模型的過程2.2.2對模型的基本要求2.2.3數(shù)學(xué)模型的驗證和誤差分析2.2數(shù)學(xué)模型的建立建立數(shù)學(xué)模型的步驟觀測數(shù)據(jù)組Ⅰ模型結(jié)構(gòu)選擇模型應(yīng)用觀測數(shù)據(jù)組Ⅱ參數(shù)估計檢驗與驗證圖2-2建立數(shù)學(xué)模型的步驟觀測數(shù)模型結(jié)模型觀測數(shù)據(jù)組Ⅱ參數(shù)檢驗與驗證模型的結(jié)構(gòu)選擇(1)白箱模型根據(jù)對系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的了解,以客觀事物變化遵循的物理化學(xué)定律為基礎(chǔ)，經(jīng)邏輯演繹而建立起的模型是機理模型。這種建立模型的方法叫演繹法。機理模型具有唯一性。(2)灰箱模型即半機理模型。在建立環(huán)境數(shù)學(xué)模型的過程中,幾乎每個模型都包含一個或多個待定參數(shù),這些待定參數(shù)一般無法由過程機理來確定。通常要借助于觀測數(shù)據(jù)或?qū)嶒灲Y(jié)果。(3)黑箱模型即輸入-輸出模型。需要大量的輸入,輸出數(shù)據(jù)以獲得經(jīng)驗?zāi)Ｐ?。它們可在日常例行觀察中積累,也可由專門實驗獲得。根據(jù)對系統(tǒng)輸入輸出數(shù)據(jù)的觀測,在數(shù)理統(tǒng)計基礎(chǔ)上建立起經(jīng)驗?zāi)Ｐ偷姆椒ㄓ纸袣w納法。經(jīng)驗?zāi)Ｐ筒痪哂形ㄒ恍?。模型的結(jié)構(gòu)選擇2.3Excel在建立數(shù)學(xué)模型的應(yīng)用2.3.1污水處理的線性回歸分析2.3.2結(jié)構(gòu)分析和曲線擬合2.3.3用Excel進行參數(shù)估計2.3Excel在建立數(shù)學(xué)模型的應(yīng)用2.3.1污水處理污水處理的線性回歸分析例2-2某污水處理廠提供的3、4月份的日常監(jiān)測臺帳如表2-4所示，試根據(jù)3月份的數(shù)據(jù)建立其出水COD對應(yīng)入水COD的線性回歸模型，然后用4月份的數(shù)據(jù)進行驗證。

表2-5

出水COD對應(yīng)入水COD回歸統(tǒng)計結(jié)果MultipleR0.630237Intercept43.25682XVariable10.136996標準誤差26.22009觀測值24污水處理的線性回歸分析例2-2某污水處理廠提供的3、4月份結(jié)構(gòu)分析和曲線擬合例2-3

十二胺降解實驗數(shù)據(jù)如表2-7所示，使用Excel工作表進行曲線擬合。

表2-7

十二胺降解實驗數(shù)據(jù)解：在趨勢線命令中分別選擇模型結(jié)構(gòu)形式為線性和指數(shù)模型，擬合結(jié)果如圖2-8所示。指數(shù)模型又分別指定和不指定是否必須通過初始濃度2.3mg/L。注意在圖2-7中有個選項頁，如果需要在圖中顯示出模型的表達式、R2，或者需要限制趨勢線必須通過初始濃度標記的函數(shù)點，均在選項頁進行操作。結(jié)構(gòu)分析和曲線擬合例2-3十二胺降解實驗數(shù)據(jù)如表2-72.3.3用Excel進行參數(shù)估計用Copy計算式結(jié)合多元線性回歸進行復(fù)雜模型參數(shù)估值

例2-4

根據(jù)對某一種反應(yīng)的分析，獲得灰箱模型為：試根據(jù)表2-8所示的一組實驗觀測值，進行灰箱模型的參數(shù)估值，并討論其是否可信。解：首先建立Excel的工作表，輸入已知的實驗數(shù)據(jù)，在新的兩列中分別通過輸入計算式和用Copy命令求得對應(yīng)的x10.5和ln(x2)，該反應(yīng)測定的原始實驗數(shù)據(jù)和兩列中間計算結(jié)果均列入表2-8。

2.3.3用Excel進行參數(shù)估計用Copy計算式結(jié)合多元用最優(yōu)化方法進行復(fù)雜模型的參數(shù)估值使用Excel電子表格，對于因變量y相應(yīng)于自變量X（可以是包含多個元素的向量）的試驗或觀測數(shù)據(jù)，由經(jīng)驗給定參數(shù)的初值開始，計算計算值與觀測值之間的誤差，用最優(yōu)化方法進行參數(shù)估值，使該參數(shù)取值條件下誤差的平方和最小。

例2-5

已知河流平均流速為4.0km／h，飽和溶解氧(DO)為lO.Omg／L，河流起點的BOD(L0)濃度為20mg／L，沿程的溶解氧(ＤＯ)的測定數(shù)據(jù)如下：用最優(yōu)化方法進行復(fù)雜模型的參數(shù)估值使用Excel電子表格，環(huán)境質(zhì)量評價與系統(tǒng)分析數(shù)學(xué)模型概述教學(xué)課件第二章數(shù)學(xué)模型概述學(xué)習(xí)難點的闡述通過例題例2-2學(xué)習(xí)，進一步闡述該學(xué)習(xí)難點，用具體計算和圖形展示誤差的取值、累積頻率曲線；認識中值誤差(累積頻率為50％)的概念和采用來作為衡量模型精確度的度量。掌握數(shù)學(xué)建模方法。第二章數(shù)學(xué)模型概述學(xué)習(xí)難點的闡述通過例題例2-2學(xué)習(xí)，進環(huán)境質(zhì)量評價與系統(tǒng)分析數(shù)學(xué)模型概述教學(xué)課件誤差的累積頻率誤差mg/L誤差的累積頻率誤差mg/L第二章數(shù)學(xué)模型概述學(xué)習(xí)要點為：(1)

滿足模型條件的數(shù)學(xué)表達式和算法叫做數(shù)學(xué)模型，它具有高度的抽象性和經(jīng)濟性。環(huán)境系統(tǒng)工程中的數(shù)學(xué)模型是應(yīng)用數(shù)學(xué)語言和方法來描述環(huán)境污染過程中的物理、化學(xué)、生物化學(xué)、生物生態(tài)以及社會等方面的內(nèi)在規(guī)律和相互關(guān)系的數(shù)學(xué)方程。(2)

數(shù)學(xué)模型的建立過程包括：數(shù)據(jù)的搜集和初步分析、模型的結(jié)構(gòu)選擇、估計模型的參數(shù)以及模型的檢驗和修正等。(3)

MicrosoftExcel提供了一組數(shù)據(jù)分析工具，要使用分析工具庫進行數(shù)學(xué)模型的驗證和誤差分析，必須對所提供的分析函數(shù)定義和在統(tǒng)計、誤差分析中的作用有相應(yīng)的了解。(4)

練習(xí)掌握用Excel解決環(huán)境問題的線性回歸分析、曲線擬合及參數(shù)估計等數(shù)學(xué)建模問題。難點重點第二章數(shù)學(xué)模型概述學(xué)習(xí)要點為：難點重點

高中地理（必修）下冊7.3交通運輸網(wǎng)中的點高中地理（必修）下冊7.3交通運輸網(wǎng)中的點一、港口的建設(shè)港口是具有一定面積的水域和陸域，供船泊出入和停泊、貨物和旅客集散的場所。2.發(fā)展：公元前2700多年前產(chǎn)業(yè)革命目前中國：兩千年前——新中國成立——現(xiàn)在3.分類按照形成的方式可分為按照用途分天然港口人工港口商港軍港漁港避風(fēng)港1.概念：一、港口的建設(shè)港口是具有一定面積的水域和陸域，供船泊出入和停4.關(guān)于上海港(1)地理位置（見圖1

圖2

圖3）(2)地貌特征(3)區(qū)位因素①自然因素②經(jīng)濟腹地(見圖)③依托于城市自然因素決定點的位置；經(jīng)濟腹地影響點的興衰；城市促進點的發(fā)展。4.關(guān)于上海港(1)地理位置（見圖1圖2圖3區(qū)位名稱區(qū)位類型對上海港建設(shè)的影響陸域自然因素

長江三角洲地勢平坦，為港口、設(shè)備、建筑以及上海市合理布局提供了有利條件

上海港為我國第一大港，是多種因素綜合作用的結(jié)果水域

長江、黃浦江江寬水深，為船舶入口及航道和拋錨提供所需的水域空間，以及提供淡水腹地經(jīng)濟因素

中國經(jīng)濟最發(fā)達地區(qū)，這是上海港進一步發(fā)展的重要基礎(chǔ)城市

上海市雄厚的人、財、物優(yōu)勢對港口建設(shè)和發(fā)展具有重要作用區(qū)位名稱區(qū)位類型對上海港建設(shè)的影響長江三角洲（2）交通運輸網(wǎng)中的點，如港口、車站、航空站等是——的集散地，是完成————的重要環(huán)節(jié)。（3）簡述地勢平坦寬闊、坡度極緩的地形對港口建設(shè)的影響。有利方面——————————不利方面——————————（4）上海港發(fā)展成為我國第一大港的最重要的原因是————————————————————————（5）自然因素對港口區(qū)位選擇的影響是怎樣變化的？——————————————————————————————港口DCAFEB提供淡水提供空間人財物優(yōu)勢為港口建設(shè)提供用地港口興衰的重要條件讀影響港口的主要區(qū)位因素示意圖，回答：（1）填出圖中字母所代表的區(qū)位因素名稱：A——---B——--C——D———-E——--F——港口DCAFEB提供淡水人財物為港口建設(shè)港口興衰讀影響港口的（2）交通運輸網(wǎng)中的點，如港口、車站、航空站等是客貨流的集散地，是完成交通運輸過程的重要環(huán)節(jié)。（3）簡述地勢平坦寬闊、坡度極緩的地形對港口建設(shè)的影響。有利方面為港口設(shè)備、建筑、城市布局提供條件不利方面水流分叉多，導(dǎo)致泥沙淤塞河道（4）上海港發(fā)展成為我國第一大港的最重要的原因是經(jīng)濟腹地是中國經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)；上海市是我國最大的綜合性工業(yè)城市和外貿(mào)基地（5）自然因素對港口區(qū)位選擇的影響是怎樣變化的？隨著科技和經(jīng)濟發(fā)展，自然因素對港口區(qū)位選擇的影響越來越小，但仍是一個重要因素。港口DCAFEB提供淡水提供空間人財物優(yōu)勢為港口建設(shè)提供用地港口興衰的重要條件讀影響港口的主要區(qū)位因素示意圖，回答：（1）填出圖中字母所代表的區(qū)位因素名稱：A自然因素B經(jīng)濟因素C水域D域陸E城市依托F經(jīng)濟腹地港口DCAFEB提供淡水人財物為港口建設(shè)港口興衰讀影響港口的讀上海港位置示意圖，填空：1.

上海港是長江三角洲上的一個——港，即可以兼作——和——的港口，主要港區(qū)沿——分布；讀上海港位置示意圖，填空：1.

上海港是長江三角洲上的一個—讀上海港位置示意圖，填空：1.

上海港是長江三角洲上的一個河口港，即可以兼作客運和貨運的港口，主要港區(qū)沿黃浦江分布；讀上海港位置示意圖，填空：1.

上海港是長江三角洲上的一個河讀上海港位置示意圖，填空：1.

上海港是長江三角洲上的一個河口港，即可以兼作客運和貨運的港口，主要港區(qū)沿黃浦江分布；2.

上海港的經(jīng)濟腹地是中國的————地區(qū)，上海港通過————和鐵路、公路同全國各地相連；讀上海港位置示意圖，填空：1.

上海港是長江三角洲上的一個河讀上海港位置示意圖，填空：1.

上海港是長江三角洲上的一個河口港，即可以兼作客運和貨運的港口，主要港區(qū)沿黃浦江分布；2.

上海港的經(jīng)濟腹地是中國的經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)，上海港通過長江干支流和鐵路、公路同全國各地相連；讀上海港位置示意圖，填空：1.

上海港是長江三角洲上的一個河讀上海港位置示意圖，填空：1.

上海港是長江三角洲上的一個河口港，即可以兼作客運和貨運的港口，主要港區(qū)沿黃浦江分布；2.

上海港的經(jīng)濟腹地是中國的經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)，上海港通過長江干支流和鐵路、公路同全國各地相連；3.

從上海的區(qū)位可以看出，建設(shè)港口時要考慮其——、停泊、——等自然條件，以及——，——等社會經(jīng)濟條件。讀上海港位置示意圖，填空：1.

上海港是長江三角洲上的一個河讀上海港位置示意圖，填空：1.

上海港是長江三角洲上的一個河口港，即可以兼作客運和貨運的港口，主要港區(qū)沿黃浦江分布；2.

上海港的經(jīng)濟腹地是中國的經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)，上海港通過長江干支流和鐵路、公路同全國各地相連；3.

從上海的區(qū)位可以看出，建設(shè)港口時要考慮其航行、停泊、筑港等自然條件，以及腹地，城市等社會經(jīng)濟條件。讀上海港位置示意圖，填空：1.

上海港是長江三角洲上的一個河（滬江）1．圖中河流的干流名稱叫

，自南向北注入（或）。2．圖中表示

的分布，表示

的分布。3．從上海港的區(qū)位可看出，建設(shè)港口時要考慮其

、停泊、

、等自然條件，以及

、腹地等經(jīng)濟和社會條件。讀上海港位置圖，回答：（滬江）1．圖中河流的干流名稱叫，自南向北注小結(jié)前言