本發(fā)明公開了一種分段回歸突變點確定淺水湖泊水質(zhì)管理目標(biāo)方法，包括以下步驟：(1)搜集需要確定水質(zhì)管理目標(biāo)的淺水湖泊n組葉綠素a的濃度Z，總磷濃度X以及總氮濃度Y值，獲得對應(yīng)的值logZ、logX及l(fā)ogY；(2)初步確定總磷突變點；(3)精確確定總磷的突變點；(4)用總氮濃度代替總磷濃度，重復(fù)步驟(2)和(3)精確確定總氮的突變點；(5)確定淺水湖泊候選營養(yǎng)鹽水質(zhì)管理目標(biāo)；(6)確定淺水湖泊水體用途所要求水質(zhì)并與候選營養(yǎng)鹽水質(zhì)管理目標(biāo)比較，最終確定具體湖泊營養(yǎng)鹽水質(zhì)管理目標(biāo)。本發(fā)明完全利用了客觀觀測數(shù)據(jù)中自然展現(xiàn)的統(tǒng)計突變點，精確的確定水質(zhì)等級區(qū)間，易于在各種受污染淺水湖泊水質(zhì)管理目標(biāo)的確定中推廣使用。

1.一種分段回歸突變點確定淺水湖泊水質(zhì)管理目標(biāo)方法，其特征在于，包括以下步驟：
(1)搜集需要確定水質(zhì)管理目標(biāo)的淺水湖泊n組葉綠素a的濃度、總磷濃度以及總氮濃
度，n為大于50的整數(shù)，Z_i、X_i和Y_i分別表示第i組葉綠素a的濃度、總磷濃度和總氮濃度的值，
統(tǒng)一葉綠素a的濃度、總磷濃度和總氮濃度的單位；并將葉綠素a的濃度、總磷濃度以及總氮
濃度分別取自然對數(shù)e為底的對數(shù)，獲得對應(yīng)的值logZ_i、logX_i及l(fā)ogY_i；
(2)以葉綠素a的濃度對數(shù)值為因變量，以總磷濃度對數(shù)值為自變量做非參數(shù)回歸，并
初步確定總磷突變點；
(3)以葉綠素a的濃度對數(shù)值為因變量，以總磷濃度對數(shù)值為自變量做分段線性回歸，
用步驟(2)中確定的總磷濃度突變點作為求解初始值，精確確定總磷突變點；
(4)用總氮濃度代替總磷濃度，重復(fù)步驟(2)和(3)精確確定總氮的突變點；
(5)根據(jù)總氮突變點和總磷突變點及湖泊所在區(qū)域的社會經(jīng)濟發(fā)展情況和國家水質(zhì)標(biāo)
準(zhǔn)，確定淺水湖泊候選營養(yǎng)鹽水質(zhì)管理目標(biāo)；
(6)確定淺水湖泊水體用途所要求水質(zhì)并與候選營養(yǎng)鹽水質(zhì)管理目標(biāo)比較，最終確定
具體湖泊營養(yǎng)鹽水質(zhì)管理目標(biāo)；
所述步驟(2)具體包括以下步驟：
a.根據(jù)湖泊總磷濃度和葉綠素a的濃度的觀測值數(shù)據(jù)數(shù)量n，用h＝n^-1/5計算最佳帶寬值
h；
b.在總磷濃度對數(shù)值的取值范圍內(nèi)均勻取1000個數(shù)值作為自變量logM的值logM_p，即
logM₁、logM₂、logM₃...logM₁₀₀₀；
c.從logM₁開始計算得到所有滿足條件logX_i≤logM₁+3h及l(fā)ogX_i≥logM₁-3h的總磷對數(shù)
值logX_i，對每一個滿足條件的logX_i及l(fā)ogM₁計算相應(yīng)的核函數(shù)K(logX_i-logM₁)，作為logX_i
在點logM₁上的權(quán)重，不滿足條件logX_i≤logM₁+3h及l(fā)ogX_i≥logM₁-3h的logX_i權(quán)重為0；其
中：
d.利用已有數(shù)值求解法，對logM₁依次求解兩組實數(shù)a(logM₁)，b(logM₁)；具體即要求a
(logM₁)，b(logM₁)使下式最小，
e.重復(fù)步驟c和d，依次將logM₂、logM₃...logM₁₀₀₀替換logM₁計算出兩組實數(shù)a(logM_p)，b
(logM_p)；
f.畫出回歸方程logZ＝a(logM_p)+b(logM_p)logM的曲線，其中l(wèi)ogZ代表回歸方程的因變
量，logM是回歸方程的自變量；再次注意a(logM_p)，b(logM_p)是回歸方程的系數(shù)，是隨著自變
量logM的取值logM_p的不同而不同的兩組實數(shù)，觀察方程logZ＝a(logM_p)+b(logM_p)logM的
曲線中的轉(zhuǎn)折點，并記錄該變量的突變點logγ對應(yīng)的值作為分段回歸求解迭代的初始值，
如有多個總磷突變點，取最小的總磷濃度突變點。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述分段回歸突變點確定淺水湖泊水質(zhì)管理目標(biāo)方法，其特征在于：
所述步驟(3)的求解方法是求解四個實數(shù)β₀，β₁，δ和使下式最小，

其中是示性函數(shù)，也即滿足下式：

β₀，β₁，δ的初始值為0，的初始值為logγ。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述分段回歸突變點確定淺水湖泊水質(zhì)管理目標(biāo)方法，其特征在于：
所述步驟(5)具體包括以下步驟：
a.根據(jù)湖泊所在區(qū)域的經(jīng)濟發(fā)展指標(biāo)，確定該區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展等級，我國各地區(qū)經(jīng)濟發(fā)
展等級包括：
A.發(fā)達(dá)地區(qū)：區(qū)域人均國民生產(chǎn)總值超過全國人均國民生產(chǎn)總值的2倍，人民生活富
足；
B.較發(fā)達(dá)地區(qū)：區(qū)域人均國民生產(chǎn)總值是全國人均國民生產(chǎn)總值的1.3至2倍，人民生
活比較富足；
C.中等地區(qū)：區(qū)域人均國民生產(chǎn)總值是全國人均國民生產(chǎn)總值的0.8至1.3倍，人民生
活水平中等；
D.落后地區(qū)：區(qū)域人均國民生產(chǎn)總值低于全國人均國民生產(chǎn)總值0.8倍，人民生活較貧
困。
b.將總氮、總磷和葉綠素a的突變點值與國家《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(GB3838-2002)》比
較，確定突變點所在水質(zhì)等級區(qū)間；
c.發(fā)達(dá)地區(qū)應(yīng)制定更嚴(yán)格的淺水湖泊營養(yǎng)鹽管理目標(biāo)，升高一個等級作為營養(yǎng)鹽水質(zhì)
管理目標(biāo)的候選；較發(fā)達(dá)地區(qū)取突變點所在水質(zhì)等級區(qū)間對應(yīng)的高等級作為營養(yǎng)鹽水質(zhì)管
理目標(biāo)的候選；中等地區(qū)取突變點所在水質(zhì)等級區(qū)間對應(yīng)的低等級作為營養(yǎng)鹽水質(zhì)管理目
標(biāo)的候選；落后地區(qū)在突變點基礎(chǔ)上，降低一個等級作為營養(yǎng)鹽水質(zhì)管理目標(biāo)的候選。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述分段回歸突變點確定淺水湖泊水質(zhì)管理目標(biāo)方法，其特征在于：
所述步驟(6)具體包括以下步驟：
a.確定湖泊水體用途及所要求水質(zhì)：按照國家水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)水體用途可分為自然保護區(qū)、
飲用水源地、漁業(yè)、工業(yè)和農(nóng)業(yè)五大類；依次對應(yīng)于《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(GB3838-2002)》
中的I、II、III、IV和V類水；
b.將候選營養(yǎng)鹽水質(zhì)管理目標(biāo)與該湖泊水體用途所要求水質(zhì)進行比較，最終取兩者中
水質(zhì)較為嚴(yán)格的結(jié)果作為具體湖泊營養(yǎng)鹽水質(zhì)管理的目標(biāo)。