XX市环境空气质量问题建模.docx

关于XX市环境空气质量问题建模 1．摘要 本文先求出空气污染指数（），环境空气质量指数（），再用多元回归预测模型，求出与各因数之间的关系，而后用MATLAB拟合图像，得出与时间的函数。 对于第一问，通过题目附录中提供的算法，利用Excel ，C语言等工具，求出了XX市全市2013年每天的各成分的空气污染分指数和环境空气质量分指数，进而求出2013年每天的空气污染指数（API）和环境空气质量指数（AQI），画出它们的对比图像，就可以分析出新标准和旧标准之间的区别，通过图像分析各成分的图像趋势，可以定性的得出影响XX市空气质量的原因。通过比较AQI的数值与空气质量等级划分标准，从而就可以评测全市的空气质量等级。 对于第二问，我们查阅相关资料大体确定环境空气质量与XX市平均风速，平均相对湿度，平均温度和城市工业增长率四个因数有关，用AQI来表征环境空气质量，我们引用多元回归预测模型，列出相关参数方程，采用最小二乘法和MATLAB工具，可以确定参数方程系数，得到方程： （1） 进行标准化处理，通过比较标准系数大小，就可以相应求出各影响因数权重，从而就可以表征出各因数对环境质量的影响。 对于第三问，由于仅仅是对未来一周进行预测，我们只是考虑了它前一周（2013年4月22日到2013年4月28日）的温度，相对湿度，风速，城市工业增长率，我们画出它们与时间对应的图像，用MATLAB分别拟合出，，，与时间之间的函数，然后将这些函数分别代入（1）式中，然后就可以得出环境空气质量与时间之间的函数，分别代入未来一周的时间，就可以算出未来一周的空气质量，从而就可以估计未来一周空气质量。 关键字: 多元回归预测模型 回归系数 MATLAB图像拟合 2．问题提出 大气环境是指包围在地球外围的空气层，是地球自然环境的重要组成部分之一。近年来，随着我国经济社会的快速发展，以煤炭为主的能源消耗大幅攀升，机动车保有量急剧增加，经济发达地区氮氧化物（NOx）和挥发性有机物（VOCs）排放量显著增长，臭氧（O3）和细颗粒物（PM2.5）污染加剧，在可吸入颗粒物（PM10）和总悬浮颗粒物（TSP）污染还未全面解决的情况下，京津冀、长江三角洲、珠江三角洲等区域PM2.5和O3污染加重，灰霾现象频繁发生，能见度降低，环境空气质量评价以及污染治理等问题再一次引起大众的关注。 2012年2月29日，国家环保部发布了新修订的《环境空气质量标准》（GB3095-2012）（见附件2），其中增加污染物监测项目，加严部分污染物限值，以客观反映我国环境空气质量状况，推动大气污染防治；而之前的评判则以GB3095-1996（附件1）为依据，通过空气污染指数（API）判断空气质量。 李克强在第七次全国环境保护大会上指出：“基本的环境质量是一种公共产品，是政府必须确保的公共服务。” 空气质量作为基本公共物品，需要评估供给状况和服务水平，以及政府管理的状况。 我国有668个城市，地级以上城市有320个，虽然城市的自然、社会、经济条件不同，但是，环境空气质量标准在全国是一样的，每个城市都要达到国家环境空气质量标准。各城市空气质量管理的措施可能是不同的，但绩效是基本可比的，此为本研究的出发点。 城市空气质量与城市的社会经济发展和空气质量管理有关，因此，评估城市空气质量是否达标就是评估空气质量管理的绩效。政府对空气质量的管理是本研究的关注点。空气质量通过管理是可以改善的。社会经济发展与空气质量的关系需要引起关注。 因此我们认为对空气质量进行评估和预测具有很现实的意义，下面我们以XX市为一个典型进行分析，提出相应的模型和假设，找出影响环境的重要因数，并根据模型与假设提出一些相对合理的意见。 3．基本假设 （1）、各组数据真实可信，且是在同一地点同一时间采集，不考虑人为因素，具有统计、预测意义。 （2）、API指标真实可靠，所给数据具有参考统计意义。 （3）、在预测2013年4月30日至5月6日这一周的时候，由于考虑所预测的值过于具体，我们假设这一周的空气质量状况只与它的上一周（2013年4月22日到2013年4月28日）的参数有关 。 （4）由于时间有限，考虑XX市13个监测点过于复杂，数据过于庞大，所以我们只考虑全市平均值，我们假设全市平均值能够反映全市整体空气质量状况。 （5）由于数据过于庞大，我们在比较和分析，的时候，只是取了2013年的前四个月每天的数据进行分析。我们假设2013年前四个月，的变化能够大体反映全年，的变化。 4．符号说明 ————————————————空气污染指数 ——————————————————某污染物的污染指数 —————————————————环境空气质量指数 ——————————————————该污染物的浓度 —————