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2017年国赛C题:颜色与物质浓度辨识

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2017年国赛C题:颜色与物质浓度辨识是2017年高教社杯全国大学生数学建模竞赛的C题。题目要求依据试纸照片的颜色读数与已知浓度数据,研究颜色与浓度的数量关系及误差。

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试纸测量与数据含义

比色检测先把待测物质配成溶液,滴到特定白色试纸上,待充分反应后,再将试纸颜色与标准比色卡比较,以判断浓度档位。人的颜色敏感程度和观察误差会影响判断精度。题目希望通过照片颜色读数建立模型,使输入读数能够得到待测浓度。

附件Data1.xls给出5种物质在不同浓度下的颜色读数;Data2.xls提供另一组用于建模的数据。

附件说明中的变量含义如下:B为蓝色读数,G为绿色读数,R为红色读数,H为色调,S为饱和度。表中“”表示待测物质浓度为零。

对于本题的数据,附件说明将浓度ppm按每升溶液中待测物质的毫克数(mg/L)解释。例如,所举的50 ppm组胺溶液表示每升含50 mg组胺。

问题1:五组数据能否确定关系

考察Data1.xls中的五组数据,讨论能否据此确定颜色读数与物质浓度的关系,并提出评价这些数据优劣的准则。

问题2:建立浓度模型与分析误差

使用Data2.xls,建立颜色读数与浓度的数学模型,并分析模型误差。

问题3:数据量与颜色维度的影响

讨论样本数据量和颜色维度如何影响所建模型。

附件与来源

下载2017年国赛官方题目与附件包,使用其中的CUMCM2017Problems/C/目录。原题文件为CUMCM2017Problems/C/CUMCM-2017-problem-C.docx

来源:全国大学生数学建模竞赛2017年赛题发布页。核对日期:2026年9月22日。