Inganta hasashen ingancin ruwa ta amfani da injin vector mai tallafi tare da nazarin hankali

Tsawon shekaru 25, Ma'aikatar Muhalli ta Malaysia (DOE) ta aiwatar da Ma'aunin Ingancin Ruwa (WQI) wanda ke amfani da mahimman sigogi shida na ingancin ruwa: iskar oxygen da aka narkar (DO), Buƙatar Iskar Oxygen ta Biochemical (BOD), Buƙatar Iskar Oxygen ta Chemical (COD), pH, ammonia nitrogen (AN) da kuma daskararrun abubuwa (SS). Binciken ingancin ruwa muhimmin bangare ne na kula da albarkatun ruwa kuma dole ne a sarrafa shi yadda ya kamata don hana lalacewar muhalli daga gurɓatawa da kuma tabbatar da bin ƙa'idodin muhalli. Wannan yana ƙara buƙatar ayyana hanyoyin bincike masu inganci. Ɗaya daga cikin manyan ƙalubalen lissafi na yanzu shine yana buƙatar jerin ƙididdigar ƙananan bayanai masu ɗaukar lokaci, masu rikitarwa, da kuma waɗanda ke da saurin kuskure. Bugu da ƙari, ba za a iya ƙididdige WQI ba idan babu sigogi ɗaya ko fiye na ingancin ruwa. A cikin wannan binciken, an haɓaka hanyar inganta WQI don sarkakiyar tsarin yanzu. An haɓaka yuwuwar ƙirar da ke jagorantar bayanai, wato injin Nu-Radial based function support vector injuna (SVM) bisa ga 10x cross-validation, kuma an bincika don inganta hasashen WQI a cikin kwarin Langat. An gudanar da cikakken nazarin hankali a ƙarƙashin yanayi shida don tantance ingancin samfurin a cikin hasashen WQI. A cikin yanayin farko, samfurin SVM-WQI ya nuna kyakkyawan ikon yin kwafi na DOE-WQI kuma ya sami manyan matakan sakamakon ƙididdiga (haɗin gwiwa r > 0.95, ingancin Nash Sutcliffe, NSE > 0.88, ma'aunin daidaito na Willmott, WI > 0.96). A cikin yanayi na biyu, tsarin ƙira ya nuna cewa ana iya kimanta WQI ba tare da sigogi shida ba. Don haka, ma'aunin DO shine mafi mahimmancin abu wajen tantance WQI. pH yana da ƙarancin tasiri akan WQI. Bugu da ƙari, Yanayi na 3 zuwa 6 yana nuna ingancin samfurin dangane da lokaci da farashi ta hanyar rage adadin masu canji a cikin haɗin shigar da samfurin (r > 0.6, NSE > 0.5 (mai kyau), WI > 0.7 (mai kyau sosai)). Idan aka haɗa su, samfurin zai inganta sosai kuma ya hanzarta yanke shawara bisa ga bayanai a cikin sarrafa ingancin ruwa, yana sa bayanai su zama masu sauƙin shiga da jan hankali ba tare da sa hannun ɗan adam ba.

1 Gabatarwa

Kalmar "gurɓatar ruwa" tana nufin gurɓatar nau'ikan ruwa da dama, ciki har da ruwan saman ruwa (teku, tafkuna, da koguna) da ruwan ƙasa. Wani muhimmin abu da ke haifar da wannan matsala shi ne cewa ba a magance gurɓatattun abubuwa yadda ya kamata ba kafin a sake su kai tsaye ko a kaikaice zuwa cikin ruwa. Canje-canje a cikin ingancin ruwa yana da tasiri mai mahimmanci ba kawai ga yanayin ruwa ba, har ma da samuwar ruwan sha mai kyau don samar da ruwan jama'a da noma. A cikin ƙasashe masu tasowa, saurin haɓakar tattalin arziki abu ne da aka saba gani, kuma kowane aiki da ke haɓaka wannan ci gaban na iya zama cutarwa ga muhalli. Don kula da albarkatun ruwa na dogon lokaci da kare mutane da muhalli, sa ido da tantance ingancin ruwa yana da mahimmanci. Ma'aunin Ingancin Ruwa, wanda aka fi sani da WQI, an samo shi ne daga bayanan ingancin ruwa kuma ana amfani da shi don tantance halin da ake ciki na ingancin ruwan kogi. Wajen tantance matakin canjin ingancin ruwa, dole ne a yi la'akari da masu canji da yawa. WQI ma'auni ne ba tare da wani girma ba. Ya ƙunshi takamaiman sigogin ingancin ruwa. WQI yana ba da hanya don rarraba ingancin ruwa na tarihi da na yanzu. Ma'anar ƙimar WQI na iya shafar yanke shawara da ayyukan masu yanke shawara. A ma'aunin 1 zuwa 100, mafi girman ma'aunin, ingancin ruwan zai fi kyau. Gabaɗaya, ingancin ruwan tashoshin koguna masu maki 80 zuwa sama ya cika ƙa'idodin koguna masu tsabta. Ana ɗaukar ƙimar WQI ƙasa da 40 a matsayin gurɓatacce, yayin da ƙimar WQI tsakanin 40 da 80 yana nuna cewa ingancin ruwan ya ɗan gurɓata kaɗan.

Gabaɗaya, ƙididdige WQI yana buƙatar saitin canje-canje na ƙananan bayanai waɗanda suke da tsayi, rikitarwa, da kuma yiwuwar kurakurai. Akwai hulɗa mai rikitarwa tsakanin WQI da sauran sigogin ingancin ruwa. Lissafin WQI na iya zama da wahala kuma yana ɗaukar lokaci mai tsawo saboda WQI daban-daban suna amfani da dabaru daban-daban, wanda zai iya haifar da kurakurai. Babban ƙalubale ɗaya shine cewa ba zai yiwu a ƙididdige dabarar WQI ba idan babu sigogi ɗaya ko fiye na ingancin ruwa. Bugu da ƙari, wasu ƙa'idodi suna buƙatar hanyoyin tattara samfura masu ɗaukar lokaci da cikakken tsari waɗanda ƙwararru masu ƙwarewa dole ne su gudanar da su don tabbatar da ingantaccen binciken samfura da nuna sakamako. Duk da ci gaba a fasaha da kayan aiki, babban sa ido kan ingancin ruwan kogi na ɗan lokaci da na sarari ya sami cikas saboda yawan kuɗaɗen aiki da gudanarwa.

Wannan tattaunawa ta nuna cewa babu wata hanyar da duniya za ta bi don magance matsalar WQI. Wannan yana haifar da buƙatar ƙirƙirar wasu hanyoyin don ƙididdige matsalar WQI ta hanyar lissafi mai inganci da daidaito. Irin waɗannan gyare-gyare na iya zama da amfani ga manajojin albarkatun muhalli don sa ido da tantance ingancin ruwan kogi. A cikin wannan mahallin, wasu masu bincike sun yi nasarar amfani da AI don yin hasashen WQI; Tsarin koyon injin da ke tushen Ai yana guje wa lissafin ƙananan bayanai kuma yana samar da sakamakon WQI cikin sauri. Tsarin koyon injin da ke tushen Ai yana samun karbuwa saboda tsarin gine-ginensu mara layi, ikon yin hasashen abubuwan da suka faru masu rikitarwa, ikon sarrafa manyan bayanai gami da bayanai masu girma dabam-dabam, da rashin kulawa ga bayanai marasa cikawa. Ƙarfin hasashensu ya dogara gaba ɗaya akan hanya da daidaiton tattara bayanai da sarrafawa.