The analysis of water quality using clustering techniques

Abstract

Water resource management is one of the biggest challenges that are being faced, such as a warming climate, arid land, and toxic chemicals in the water. It is essential to deal with water resource management urgently In this research mainly focus on monitoring the water quality in the Lam Pa Thao dam Chaiyaphum Province. Data were collected by using a floating buoy with 5 parameter water quality sensor consisting of dissolved oxygen, temperature, pH, total dissolved solids, and electric conductivity. collected the water quality data from January - March 2021, including 13,608 instances around the dam area of 5 points. The best five cluster were determined by PCA+K-Means based on the Elbow Method and Silhouette Score of 0.7015. Furthermore,The water quality clusters were quantified from the Charles river and Fitzroy river datasets.The results of finding the best number of cluster were equal to 7 cluster and 3 cluster respectively.

การจัดการทรัพยากรน้ำเป็นหนึ่งในปัญหาที่ทั่วโลกกำลังเผชิญอยู่ในปัจจุบัน เช่น สภาวะโลกร้อน พื้นที่แห้งแล้ง และสารเคมีที่เป็นพิษในน้ำ จำเป็นต้องจัดการกับการจัดการทรัพยากรน้ำอย่างเร่งด่วน งานวิจัยฉบับนี้มุ่งเน้นในการศึกษาการวิเคราะห์คุณภาพน้ำด้วยเทคนิคการจัดกลุ่มข้อมูล ของเขื่อนลำปะทาว จังหวัดชัยภูมิ โดยทำการเก็บข้อมูลด้วยทุ่นลอยน้ำที่ติดตั้งเซนเซอร์ตรวจวัดคุณภาพน้ำ จำนวน 5 พารามิเตอร์ประกอบด้วยเซนเซอร์วัดค่าปริมาณออกซิเจนที่ละลายในน้ำ ค่าอุณภูมิของน้ำ ค่าความเป็นกรดเป็นเบสของน้ำ ค่าความขุ่นของน้ำ และค่าการนำไฟฟ้าของน้ำ เก็บรวบรวมข้อมูลคุณภาพน้ำในช่วงเดือน มกราคม-มีนาคม พ.ศ. 2564 จำนวนทั้งสิ้น 13,608 ชุดข้อมูล รอบบริเวณเขื่อนจำนวน 5 จุด ผลจากการพิจารณาหาจำนวนกลุ่มที่ดีที่สุดได้จำนวน 5 กลุ่ม โดยวิธีการ PCA+K-Means ซึ่งพิจารณาจากวิธีการ Elbow Method และ Silhouette Score ที่ได้ค่าอยู่ที่ 0.7015 ทั้งนี้ยังได้ทำการหาจำนวนกลุ่มของคุณภาพน้ำจากชุดข้อมูล Charles River Buoy Data และ Fitzroy River Data ที่เป็นชุดข้อมูล Open Data โดยผลการหาจำนวนกลุ่มที่ดีที่สุดได้จำนวนกลุ่มเท่ากับ 7 กลุ่ม และ 3 กลุ่ม ตามลำดับ