东华大学-环境工程学-课件-第6课

第五章环境预测与决策,2020/5/11,2,第一节环境预测,一、环境预测的概念（EnvironmentalForecast）环境预测是依据调查或监测所获得的历史资料，运用现代科学方法和手段对环境未来的发展趋势进行估计和推测，为防止环境进一步恶化和改善环境的对策提供依据。环境预测是环境决策的前提。环境预测的好坏取决于人们对环境信息掌握的程度及预测方法的可靠性等因素。二、环境预测的分类和内容根据预测范围（对象）的不同，可分为：区域环境预测：针对某一区域的环境质量变化进行预测。部门行业环境预测：各部门、行业主要污染物的排放量及时空分布等。专题环境预测：将某个区域内的环境问题归结为某些专题进行预测，如城市环境问题、农业生态问题、乡镇企业问题等。,2020/5/11,3,环境预测的基本内容：社会和经济发展预测：人口预测，能源消耗预测、国民生产总值预测、工业部门产值预测。环境容量和资源预测：区域环境容量的变化，区域内各类资源的开采量、储备量以及资源的开发利用效果。环境污染预测：各类污染物在大气、水体、土壤等环境要素中的总量、浓度以及分布的变化，可能出现的新污染物种类和数量，以及由环境污染可能造成的各种社会和经济损失。生态环境预测：包括城市生态环境、农业生态环境、森林、草原、沙漠等的面积、分布，以及区域内的物种、自然保护区和旅游风景区的变化趋势。环境资源破坏和污染的经济损失预测：资源不合理开发、利用造成的资源损失，环境问题引起的各种生产减产、成本增加、人体健康受损、设备及建筑物腐蚀等经济损失。环境治理和投资预测：各类污染物的治理技术、装置、措施、方案以及污染治理的投资和效果的预测；环境保护总投资、投资比例、投资重点、投资期限和投资效益等。,2020/5/11,4,三、环境预测的工作程序（4个阶段，11个步骤）,2020/5/11,5,四、环境预测的方法类型（一）根据预测方法的特性分类定性预测方法（直观预测法）：依靠预测人员在自身经验和逻辑推理基础上形成的主观判断能力来预测事件的未来状况。适于分析复杂、交叉和宏观问题。定量预测方法：依靠历史统计数据，在定性分析的基础上构建数学模型进行预测。可分为约束外推法和模拟模型法两大类。综合预测方法：定性方法与定量方法的综合。（二）根据预测方法的原理分类直观法：即定性预测方法。因果型预测方法：依据相关性原理分析预测对象与有关因素的相互关系，并以此关系构造模型进行预测。如投入产出法，回归预测法等。趋势外推预测方法：利用研究对象过去和现在的统计数据资料，找出其变化趋势，并据此趋势推测其未来状态。如时间序列预测法，增长曲线预测法等。,2020/5/11,6,2020/5/11,7,五、环境预测中常用的定性预测方法（一）专家评估法（1）个人判断法依靠专家对预测对象未来的发展趋势及状况作出专家个人的判断。能够最大限度地发挥个人“智能结构”的效用，但容易受到专家个人智能结构的限制，难免带有片面性。（2）专家会议法依靠一定数量的专家，对预测对象的未来发展趋势及状况作出判断。有利于专家们交换意见，相互启发，弥补个人意见的不足。但易受心理因素影响，易屈服于权威或大多数人的意见而忽略少数人的意见，易受劝说的影响，或出于自尊心等因素而固执己见等。（3）头脑风暴法（BrainStorming，BS法）由现代创造学创始人、美国学者奥斯本（AlexF.Osborn）于1939年首次提出、1953年正式发表的一种激发创造性思维的方法。通过专家（微观智能结构）之间的信息交流，引起思维共振，产生组合效应，形成宏观智能结构，进行创造性思维。也称“思维共振法”。,试试你的创造性？,轻松享“瘦”，猫钻鼠洞,2020/5/11,9,2020/5/11,10,2020/5/11,11,都是死，区别在于一个快点，一个慢点。,香烟杀人比海洛因和可卡因加起来还多,2020/5/11,13,孕妇咨询中心广告,2020/5/11,14,牛奶真牛（Milkpower）,2020/5/11,16,思维锻炼:,不重复，你能用三笔画出以下图形吗？,哥尼斯堡七桥问题,2020/5/11,17,头脑风暴法的分类：直接头脑风暴法：在专家群体决策基础上尽可能激发创造性，产生尽可能多的设想的方法。质疑头脑风暴法：同时召开两个专家会议，第一个会议按照直接头脑风暴法的要求进行，第二个会议对第一个会议提出的设想或方法逐一质疑，发现其现实可行性。特点：自由畅谈：让思维自由驰骋，尽可能标新立异，提出独创性的想法。延迟评判：必须坚持当场不对任何设想作出评价，防止评判约束与会者的积极思维，破坏自由畅谈的有利气氛，影响创造性设想的产生。绝对禁止批评：这是头脑风暴法应遵循的一个重要原则。每个人都不得对别人的设想提出批评意见，发言人的自我批评也在禁止之列，避免批评对创造性思维产生抑制作用。追求数量，以量求质：头脑风暴会议的目标是获得尽可能多的设想，增加设想的数量以获得有价值的创造。,2020/5/11,18,（2）特尔斐法（DelphiTechnique）由美国兰德公司（RandCorporation）提出并使用，是一种直觉预测技术，成为全球120多种预测法中使用比例最高的一种。以无记名方式，通过数轮函询，征求专家意见。利用一系列简明扼要的征询表和对征得意见的有控制的反馈，从而取得一组专家的最可靠的统一意见。特尔斐法的特点：匿名性：所有专家单独表态，以免受权威意见影响而改变自己的意见。反馈性：每轮的征询结果经过统计处理后均反馈给预测专家作为参考，允许参与者在参考别人判断的资料之后修正自己的看法。循环反复：一般需两轮或以上的反复过程，以求得专家意见的收敛。预测结果的统计性：采用统计方法进行汇总，以期作出符合客观情况发展的判断和见解。专家共识：创造特定条件让专家达成共识，得出最后预测结果。,2020/5/11,19,适用于以下情况：庞大复杂的问题专家人数众多，面对面交流思想的方法效率很低时间与费用的限制专家之间分歧隔阂严重，或出于其它政治原因不宜当面交流需要保持参加者的多种成份，避免因权威作用而压倒其它意见,Delphi法的预测程序,2020/5/11,20,六、环境预测中常用的定量预测方法（一）平均数预测法（1）算术平均数预测求得所研究的观察期内的平均数，作为对下一个时期的预测数。,预测方法简单；但当观察期的数据具有明显的季节变动和长期性的增减变化趋势时，预测结果的误差往往较大。,2020/5/11,21,（2）加权平均数预测根据各观察期数据重要性的不同，分别给予不同的权值后再加以平均。,关键是确定适当的权值；一般给予近期数以较大的权值，距离预测期远的则权值递减。,2020/5/11,22,（3）移动平均法将观察期的数据由远而近按一定跨越期进行平均，逐一求得其平均值，并将接近预测期的最后一个移动平均值，作为确定预测值的依据。,2020/5/11,23,（二）回归分析预测分析因变量与自变量之间相互关系，建立合理的回归方程，根据自变量的数值变化，去预测因变量数值变化。一元回归预测：用相关分析法分析一个自变量和一个因变量之间的相关关系，利用一元回归方程式进行预测。多元回归预测：分析一个因变量与若干个自变量的相关关系，建立多元回归方程，从若干自变量的变化去预测一个因变量的变化程度和未来的数量状况。,回归预测步骤一般包括：筛选自变量确定回归方程式计算相关系数，说明预测结果的可靠程度利用回归方程进行预测估计预测结果的置信区间,2020/5/11,24,例：一元线性回归预测的步骤,2020/5/11,25,（三）趋势外推法（逻辑规律法）大量生命和非生命的自然现象和社会现象在随时间而发展变化的过程中都遵循着一种逻辑型规律。其基本线型由一条指数曲线和一条对数曲线平滑衔接而成。曲线呈S形状，又称“S”规律。（比利时Ve