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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
- C9 A, F% T( Q- b9 h
! k- ?! h8 ^7 p3 ?5 k' ?* O6 ^& j- ]0 x4 [9 H7 S; H; m9 E
[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
( V( j# x" ^/ Y/ ]. G y9 ^ 8 d7 Q9 x' x9 h
4 @0 q" V# B9 f5 l& F o) @
3 X W) o) u) R 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 _4 _% _# d) O" H* x% c
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' [
9 o; y( \ V5 Y9 d' Q1 L/ ^ 0 {7 ^8 H8 K! h1 S
w9 S) C, @7 j1 V (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
$ |$ Q% P8 q( d' C 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
, M/ B8 G F3 h5 i' e+ u" j6 I$ F 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
$ i5 H2 \/ M$ O! h2 ] 2 Q$ L3 m1 B3 J: V) h' \- X
+ _% A& i# J* w2 Q& h4 | (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 H2 M4 N" b3 O" @! O
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
/ M7 b9 L3 ~: N 4 o9 a; _% d$ k: k% ]0 `8 ~3 P% M
8 | M2 w4 G8 U( h V (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. ]1 T/ j# S1 q4 {
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。% `" a8 w v+ M1 q8 J" Q$ x
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 |7 z; f- U2 C, H- C+ b
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。
- }6 K8 O. Q& n. r4 w: _ 0 W2 Y& |9 F- y' O
- h8 ?9 w* b$ V. a9 s/ Z. }8 r. K3 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$ _
# D- p, K8 o4 V2 c8 S: V* t 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) Y: B, v% a! r0 k/ d
: a" g: {0 H. q6 z" `/ U* j
' t- c* |% d$ R- G6 A9 B |
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