[发明专利]一种基于改进熵权法的空气质量评价方法

权利要求书

1.一种基于改进熵权法的空气质量评价方法，其特征在于，包括以下几个步骤：

a选取空气质量评价因子，构建污染因子评价因素集U；

b参考国家标准，将空气质量分为m个等级，构建评价标准集V；

c根据第i(1≤i≤n)个评价因子的实测值x_i和第j(1≤j≤m)级标准值S_ij，选取降半阶梯形隶属度函数建立共i个评价因子相对应的污染等级为j级的隶属度r_ij(0≤r_ij≤1)，确定各评价因子与各级评价标准之间的模糊关系矩阵R＝(r_ij)；

d利用改进熵权法确定各评价因子权重，构建因子权重集ω；

e将上述步骤得到的模糊关系矩阵R和指标权重集ω选用加权平均算子进行矩阵复合运算，构建模糊综合评判矩阵B；

f根据最大隶属度原则，确定区域空气质量等级；

所述的步骤c具体为：

c1、建立的降半阶梯形隶属度函数公式如下，其中i(1≤i≤n)，j(1≤j≤m)：

当j＝1时，即各评判因子对第Ⅰ级的隶属度函数：

当j＝2,3...m-1时，即第Ⅱ、Ⅲ、...、m-1级的隶属度函数：

当j＝m时，即第m级隶属度函数：

由此得到模糊综合评价矩阵R＝(r_ij)；

所述的步骤d具体为：

d1、将各个指标的数据进行标准化处理；

正向指标：

负向指标：

d2、计算第j项指标下，第i个评价因子的所占比重；

式中，i＝1,2,K,n；j＝1,2,K,m；x_ij为模糊关系矩阵R中的元素；

d3、计算第j项指标的熵值；

式中，且当p_ij＝0时，p_ijln p_ij＝0；

d4、改进熵权法确定各指标权重；

式中，为所有熵值不为1的平均值，

由此得到权重矢量：

所述步骤e具体为：

e1采用M(·,+)算子进行矩阵复合运算，该算子可兼顾均衡各评价因子权重的大小，体现权数的作用明显，综合程度强，由此得到模糊综合评判矩阵

2.根据权利要求1所述的一种基于改进熵权法的空气质量评价方法，其特征在于：

所述的步骤a具体为：

参考《环境空气质量标准》(GB 3095-2012)与《环境空气质量指数(AQI)技术规定(试行)》(HJ 633-2012)的规定，选取的评价因子为：PM_2.5、PM₁₀、SO₂、NO₂、CO、O₃，其中，PM_2.5、PM₁₀、SO₂和NO₂四种污染物以月均浓度为标准，CO以日均值第95百分位数浓度为标准，O₃以日最大8小时滑动平均值的第90百分位数浓度为标准。因此，建立的污染因子评价因素集为：

U＝{PM_2.5,PM₁₀,SO₂,NO₂,CO-95per,O₃-8H-90per}。

3.根据权利要求1所述的一种基于改进熵权法的空气质量评价方法，其特征在于：

所述的步骤b具体为：

为了更明确地表达区域污染程度，参考国家标准并结合区域大气实际污染情况，将两级标准拓展为四级标准，即Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级、Ⅳ级，它们分别代表环境空气质量状况中的优、良、轻度污染、重度污染，因此，建立的环境空气质量评价标准集为：

V＝{Ⅰ级，Ⅱ级，Ⅲ级，Ⅳ级} 。