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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
" Q5 F. V& a8 x" O8 A9 J8 a; R3 E4 B% n, b; z5 u
* O6 ^& j- ]0 x4 [# c& f, \2 t1 p/ j
[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
# K2 _. p3 ^. M& C, @; ?
5 E8 o( Z0 ?& `& T+ W: c: b- D4 @0 q" V# B9 f5 l& F o) @
0 Z4 o8 R$ D6 F+ q2 r, W7 Q 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: ~
0 I9 z. e2 H4 t. t& ~. r 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' [7 f) J& ?4 K* v+ g, V
0 {7 ^8 H8 K! h1 S
7 `) l9 g! ~# y" R (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
& Z d( w* D3 S" J( @ 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 y0 f! g- L3 Z4 P7 {; m: W4 B4 i1 v! W
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
1 q6 i) V' @$ H- l+ t 2 Q$ L3 m1 B3 J: V) h' \- X$ }4 c. E1 C1 T9 j1 e+ j' b `
(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 H3 n) f& t+ v, q, u: o9 B
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/ D9 _# Q0 \' D
4 o9 a; _% d$ k: k% ]0 `8 ~3 P% M- g' x% a( i+ }' P, V( F5 Z
(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
8 N% u2 N- K, h$ c$ U( j 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。
" r0 a3 `+ C5 c" q ] 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 |
8 Z4 z7 U$ W# A! ^ 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。" i2 h; g5 D* A$ i. Y, p2 ^3 s" @
0 W2 Y& |9 F- y' O' [2 j% V* m8 j8 d/ S$ w( I
(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$ _
: M7 ~5 A; _, F- @ 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
3 ?& }! c; Y/ s6 J8 V % Z! A/ b9 e2 T0 X. y4 t
( j( n' J; F; k% B; B6 h |
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