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2011高教社杯全国大学生数学建模竞赛A题评阅要点, a) [' _9 s+ O! t! l% } U% R
2 X( E8 _& p6 q7 o' s( N! U& n, P* O6 ^& j- ]0 x4 [
# I: o2 o- {! B+ F7 q [说明]本要点仅供参考,各赛区评阅组应根据对题目的理解及学生的解答,自主地进行评阅。+ F: e; Q$ V/ O7 W, h0 k: }, w9 y$ b& W3 O
& B* j3 g; p1 } G6 j
4 @0 q" V# B9 f5 l& F o) @
$ a3 |0 V* k! _ 本问题的数据来源于某城市对土壤环境的实地监测。6 n) m& G% b/ \, k: ~9 f" `7 \) l T- Q! {- R6 [
评阅时,应着重注意数学模型的建立、计算方法(或所选软件的程序语句)及选择该方法的理由。 ?4 |* b* ^- `7 y! ~- o$ j' [6 Z( V7 N8 Q6 X' ?) b0 W
0 {7 ^8 H8 K! h1 S M& s% q9 u$ h- r( N8 c
(1) 可用插值拟合的方法获得各重金属污染物浓度的空间分布。再参考由背景值确定的阈值,定量分析城区各区域的污染程度。/ `6 a M2 G' q; `4 b2 H6 v O, i: B: b, m& E) D; U3 K
由于空间数据是不规则的,较好的方法是用散乱数据插值,例如Kriging插值、Shepard插值等。也可以用其他方法插值拟合,但应明确所使用的方法,并作出分析,不能只简单套用软件。( p% ? Z7 K/ A, [7 g$ ?0 y
) h: h8 k; w5 Z& D s) k 各个污染元素浓度的最大值与插值后浓度的最大值距离不会太远。. z$ F" U$ E9 {6 H" q5 \% R" C; l) W' ]; f: ~! }3 }
2 Q$ L3 m1 B3 J: V) h' \- X5 D, N3 n3 B ^1 r5 I
(2) 分析污染产生的原因,必须有充分的数据分析以及明确的结论。1 e3 Z7 V: P6 N8 S0 H
2 [/ D o3 }. P4 P. |0 H; ?; E. [ 例如,可以根据各区域的污染浓度信息进行聚类,考察污染物出现的相关性,发现某些污染物结伴出现(如Cr与Ni,Cd与Pb的相关性较高),这与污染物产生的原因是密切相关的,由此可大致确定出产生这些污染的原因。. w" }& w0 C, O8 }7 r$ S( z
; B. B: Y2 H8 X! X 4 o9 a; _% d$ k: k% ]0 `8 ~3 P% M& @# m$ v7 V, M$ e3 K8 R6 b; s# P
(3) 本小题可以在不同的假设下建立相应的模型,但必须有合理的假设、建立明确的数学模型,并根据模型和所给的数据进行数值计算。1 o) j) k6 P2 j( v
# j4 A6 a/ X8 p' I" v1 T u 例如,由于雨水的作用是重金属在土壤表层中传播的主要原因之一,可以假设传播以对流形式为主,由此建立对流方程,并以给出的重金属污染物浓度数据作为初始值(实际上是终值),从而得到偏微分方程的定解问题。
( n' k: h- Z, ^; q" F- L& i/ _ ^ 类似于(1),采用插值拟合的方法,可以得到地形高度函数。4 c6 V H9 z$ [7 t% @* a5 |
6 N, ^! w) }8 D+ w2 Y" j$ X* n 利用特征线法,可以得到各区域在各个时间点上的重金属污染物浓度数据,从而可以得到各时间的污染范围,由此确定出污染源的位置。
% p3 V y# ~& ?( N6 T: B- D$ X 0 W2 Y& |9 F- y' O
, N7 x5 v) F+ ~" J) ` (4) 本问题只给出一个时间点上的数据,信息量明显不足,需要补充更多的信息。1 g. ~2 J; b, q% I$ _0 {* o1 Y; v, l- Y; e6 Z3 Y
如果学生考虑到多个时间点上的采样信息,给出更好的演化模式,应予以鼓励。( j* h; K1 q" ~0 Y- c8 R! M H: c6 y+ w7 `6 l
7 a8 M) i: t7 @6 j: u
: S, ]2 M0 T% ?- S |
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