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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
/ y! X4 ^5 E) n7 p4 q; U3 u
" d& ?+ O. l5 E3 n- Y7 v- X* O6 ^& j- ]0 x4 [
7 [ n, M! {+ m% L, n, W: R! w [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 Z6 U0 `7 N* V* u* {& e8 X& \
0 B7 q8 l5 Z. I* V4 @0 q" V# B9 f5 l& F o) @
/ G2 g5 M5 M$ T' {! _# K3 j 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: ~% u8 X6 c, I- l1 H! y
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' [
: ^' l F2 c% t( n s* o) @5 J* S* d 0 {7 ^8 H8 K! h1 S9 b! ^7 G. U8 k( K( a3 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
1 D* q$ h8 z+ H: n# l 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
! Z3 q0 y6 p+ f# G- Q9 I 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" C4 Q5 A- ~. G
2 Q$ L3 m1 B3 J: V) h' \- X& \0 G/ \# t7 c5 D" S1 o
(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
' r# z4 w3 k3 {1 x/ n' N2 X 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
+ Z4 D; W* _. N8 T/ }/ W 4 o9 a; _% d$ k: k% ]0 `8 ~3 P% M1 e* ?: Y" e' G5 A1 {
(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( v5 y# p$ W0 ]0 S1 P. g. l+ O
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。
+ p! _6 W1 u. R& D2 a0 Z5 i7 M 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 |' w! ?) [/ ] `" n2 p: S, k
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。
; K4 s# Z. M8 B8 c3 B 0 W2 Y& |9 F- y' O
$ D: x3 b7 P$ D* B% p (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$ _
. o5 g0 K# _6 M- c 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- c
5 X5 {$ V0 A& b: N' F% V- N" L N$ {- r$ M- S4 \. p) |
Z7 ^9 F8 j- L" G# a5 J |
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