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2023年美賽數(shù)學(xué)建模E題思路模型分析(光污染)

這篇具有很好參考價(jià)值的文章主要介紹了2023年美賽數(shù)學(xué)建模E題思路模型分析(光污染)。希望對(duì)大家有所幫助。如果存在錯(cuò)誤或未考慮完全的地方,請(qǐng)大家不吝賜教,您也可以點(diǎn)擊"舉報(bào)違法"按鈕提交疑問。

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光污染用于描述人造光的任何過度或不良使用。一些我們所說的光污染現(xiàn)象包括光侵入、過度照明和光雜亂。這些現(xiàn)象最容易被觀察到,就像太陽落山后天空中的輝光一樣。設(shè)置在大城市:但是,它們也可能發(fā)生在更偏遠(yuǎn)的地區(qū)。光污染改變了我們對(duì)夜空的看法,對(duì)環(huán)境產(chǎn)生影響并影響我們的健康和安全。例如,植物成熟可能會(huì)延遲或加速,遷移模式受影響的野生動(dòng)物。過多的人造光可能會(huì)擾亂我們的晝夜節(jié)律,導(dǎo)致睡眠質(zhì)量差,可能還有身心健康問題。人工造成的眩光燈光可能會(huì)導(dǎo)致一些機(jī)動(dòng)車事故。社區(qū)官員或當(dāng)?shù)貓F(tuán)體可以實(shí)施干預(yù)策略以減輕光污染的負(fù)面影響。然而,人造光既有正面的,也有負(fù)面的以不同方式影響不同位置的效果。例如,為了避免負(fù)上面列出的光污染的影響,一些社區(qū)選擇低光社區(qū)反過來可能會(huì)導(dǎo)致犯罪增加。光污染的影響可能取決于以下因素作為位置的發(fā)展水平、人團(tuán)、生生物多樣性、地理和氣候。因此,評(píng)估任何干預(yù)措施的影響程度和潛在影響策略必須針對(duì)特定位置進(jìn)行調(diào)整。

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問題一:制定一個(gè)廣泛適用的指標(biāo)來確定一個(gè)地點(diǎn)的光污染風(fēng)險(xiǎn)水平。

首先我們要知道光污染以兩種形式存在:

天空輝光也稱為人造天空輝光、光穹或逃逸光)是由散射在大氣中的人為光使夜空變亮眩光是光線的直接照射,這兩種形式都會(huì)影響人類對(duì)夜空、自然景觀和夜晚其他微弱特征的感知。

要制定一個(gè)廣泛適用的指標(biāo)來確定一個(gè)地點(diǎn)的光污染風(fēng)險(xiǎn)水平,該指標(biāo)應(yīng)考慮到地點(diǎn)的發(fā)展水平、人口、生物多樣性、地理和氣候等因素。

這些因素可能包括該地點(diǎn)的光照強(qiáng)度、光源類型、光照持續(xù)時(shí)間、光照頻率以及對(duì)周圍環(huán)境和生物體的影響。我們可以通過回歸分析來制定光污染風(fēng)險(xiǎn)水平指標(biāo)的方法,以確定與給定位置的光污染最密切相關(guān)的變量。一旦開發(fā)了回歸模型,它就可以用于根據(jù)各種數(shù)據(jù)點(diǎn)的輸入來計(jì)算預(yù)測的風(fēng)險(xiǎn)水平。其實(shí)用綜合評(píng)價(jià)比較好,但我估計(jì)大多數(shù)人都是用的這種方法哈

哈哈,不想從眾。

也可以考慮下面這幾個(gè)因素:

Skyglow:人造光在夜空中產(chǎn)生輝光的程度光侵入:光溢出到不需要或不需要的區(qū)域的程度眩光:燈光造成不適或妨礙視力的程度

照度:特定區(qū)域的人造光水平。

我們可以優(yōu)先通過數(shù)據(jù)來得到可視化圖,例如人口密度、土地使用和夜間衛(wèi)星圖像,以創(chuàng)建一個(gè)合成地圖,直觀地顯示光照風(fēng)險(xiǎn)最高的區(qū)域污染

我們可以在美國國家海洋和大氣管理局(NOAA),還有光污染科學(xué)技術(shù)研究所(LPST))上面得到全球光污染的程度,制圖如下圖所示:

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(數(shù)據(jù)可視化圖主要是為了好看)

問題二:將您的指標(biāo)應(yīng)用于以下四種不同類型的指標(biāo)并解釋其結(jié)果地點(diǎn):

o受保護(hù)的土地位置,

o農(nóng)村社區(qū)

o郊區(qū)社區(qū),以及

o城市社區(qū)。

使用第一問的指標(biāo),我們可以評(píng)估四種不同類型地點(diǎn)的光污染風(fēng)險(xiǎn)水平:

受保護(hù)土地位置:國家公園或野生動(dòng)物保護(hù)區(qū)等受保護(hù)土地位置應(yīng)具有低光污染風(fēng)險(xiǎn)級(jí)別。這意味著天光極少,光侵入不存在,眩光也極少,同時(shí)照度水平保持在最低水平,以避免破壞自然棲息地和生態(tài)系統(tǒng)。

農(nóng)村社區(qū):農(nóng)村社區(qū)也應(yīng)該具有低光污染風(fēng)險(xiǎn)水平,但它的照度水平可能略高于保護(hù)區(qū)位置。重點(diǎn)應(yīng)放在減少天光和光侵入,同時(shí)盡量減少眩光以確保公共安全。

郊區(qū)社區(qū):由于路燈、商業(yè)地產(chǎn)和住宅照明的結(jié)合,郊區(qū)社區(qū)可能具有中等光污染風(fēng)險(xiǎn)水平。重點(diǎn)應(yīng)放在減少天光和光侵入上,同時(shí)管理照度水平以平衡安全問題與對(duì)一定水平光的需求。

城市社區(qū):由于照明設(shè)備和路燈密度高,城市社區(qū)可能具有較高的光污染風(fēng)險(xiǎn)水平。重點(diǎn)應(yīng)放在減少天光和光侵入上,同時(shí)管理照度水平以平衡安全問題與對(duì)一定水平光的需求。

問題三:描述解決光污染的三種可能的干預(yù)策略。具體討論實(shí)施每項(xiàng)戰(zhàn)略的行動(dòng)以及這些行動(dòng)對(duì)光污染的影響。

使用運(yùn)動(dòng)傳感器和計(jì)時(shí)器:一種干預(yù)策略是使用運(yùn)動(dòng)傳感器和計(jì)時(shí)器來控制人工照明的使用。該策略將通過確保僅在需要時(shí)使用燈來幫助減少光污染。例如,運(yùn)動(dòng)傳感器可用于在檢測到汽車或行人時(shí)打開路燈,而定時(shí)器可用于在特定時(shí)間后關(guān)閉燈。

使用高效照明:另一種策略是使用能提供充足光線同時(shí)最大限度減少光污染的高效光源。這可能涉及用耗能更少、光污染更少的 LED燈替換傳統(tǒng)燈泡。

社區(qū)教育:第三個(gè)策略是就光污染的負(fù)面影響以及如何減少光污染對(duì)社區(qū)進(jìn)行教育。包括有關(guān)使用屏蔽以最大限度地減少光侵入的重要性、使用運(yùn)動(dòng)傳感器和計(jì)時(shí)器的好處以及選擇旨在減少眩光的照明燈具的重要性的信息。

問題四:選擇您的兩個(gè)位置并使用您的指標(biāo)來確定您的哪個(gè)位置干預(yù)策略對(duì)他們每個(gè)人都是最有效的。討論如何選擇干預(yù)策略會(huì)影響位置的風(fēng)險(xiǎn)級(jí)別,

要確定哪種干預(yù)策略對(duì)每個(gè)位置最有效,我們可以應(yīng)用上述指標(biāo)并考慮每個(gè)位置的獨(dú)特特征。例如,天輝度較低的農(nóng)村社區(qū)可能會(huì)從使用運(yùn)動(dòng)傳感器和計(jì)時(shí)器以降低照度水平中獲益更多,而天輝度較高的城市社區(qū)可能會(huì)從使用高效照明以降低整體光輸出中獲益更多。

問題五:最后,對(duì)于您確定的地點(diǎn)之一及其最有效的干預(yù)策略,制作一頁傳單來宣傳該地點(diǎn)的戰(zhàn)略。

制作一頁的傳單,以宣傳對(duì)其中一個(gè)已確定地點(diǎn)的最有效干預(yù)策略。此傳單應(yīng)根據(jù)具體位置量身定制,并突出干預(yù)策略的好處。完成這個(gè)問題需要全面了解光污染的影響和促成光污染的因素,以及制定和實(shí)施有效干預(yù)策略的能力。還需要強(qiáng)大的溝通技巧才能有效地推廣針對(duì)特定位置的最有效策略。其實(shí)就是總結(jié)前面的策略。文章來源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-685966.html

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到了這里,關(guān)于2023年美賽數(shù)學(xué)建模E題思路模型分析(光污染)的文章就介紹完了。如果您還想了解更多內(nèi)容,請(qǐng)?jiān)谟疑辖撬阉鱐OY模板網(wǎng)以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章,希望大家以后多多支持TOY模板網(wǎng)!

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