多元统计分析在评估城市空气污染中的运用_薛志诚

1、第24卷第2期2009年4月电力学报JO U RNA L OF ELECT RIC P OW ERV ol.24N o.2A pr.2009文章编号:1005-6548(200902-0140-02多元统计分析在评估城市空气污染中的运用薛志诚,蔺平爱(山西大学工程学院,太原030013摘要:运用SAS软件系统中的聚类分析模块对世界主要城市的空气污染问题进行了分析,采用中国统计局网站公布的2003年世界主要城市空气污染问题的统计数据,依据空气污染的三个重要指标:总悬浮颗粒、SO2、NO2,运用类平均法和离差平方和法,把44个城市分为三类,并应用判别分析方法检验了其分类的正确性,由此看到我国主要城

2、市与其它国家的对比情况。关键词:聚类分析;判别分析;空气污染中图分类号:O212.4文献标识码:B空气污染问题已是一个全球化的问题,受到了全世界各个国家的关注。文中利用SAS软件系统对2003年世界主要城市空气污染的数据进行了分析和横向比较。1聚类分析方法的介绍和说明聚类分析是寻找一种能客观反映样本之间远近关系的统计量,根据这种统计量可把元素分成若干类的统计方法,它包括样本聚类和变量聚类两种。SAS/S TAT软件系统中谱系聚类、快速聚类和变量聚类过程提供了对变量和样本进行聚类的多种方法,本文主要运用Ave rage方法(类平均法和Ward方法(离差平方和法对样本进行聚类分析。(1类平均法,测

3、量两类每对观测间的平均距离,即:D K L=1N k N liCk.jCld(x i,x j.(2离差平方和法的基本思想来源于方差分析,如果分类正确,同类样本的离差平方和应当较小,类与类的离差平方和应当较大。类间与类内的离差平方和分别为:S t=nti=1(X(ti-X(t(X(ti-X(t;和S=kt=1n ti=1(X(ti-X(t(X(ti-X(t.判别分析是判别样本所属类型的一种方法,它是在已知研究对象分成若干类型并已取得各种类型的一批已知样本的观测数据,在此基础上根据某种原则建立判别式,然后对未知类型的样本进行判别分类。正因为如此,聚类分析与判别分析常常联合使用,先用聚类分析进行分类

4、,然后再用判别分析建立判别式进行判别。其判别准则也有很多种方法,常见的主要有距离判别法、Fisher判别法、Bayes判别法三种。2数据的引入与分析2.1数据的说明本文所采用的数据为中国统计局网站上公布的世界主要城市空气污染问题的统计数据,主要包括它的三个指标:总悬浮颗粒、SO2、NO2。具体数据如下表3:表1世界主要城市空气统计数据单位:kg×10-9·m-1城市总悬浮颗粒物SO2NO2城市总悬浮颗粒物SO2NO2上海2465373加拉加斯533357北京37790122索非亚19539122天津3068250布拉格591433*收稿日期:2008-12-20作者简介:薜

5、志诚(1979-,男,太原人,助教,主要从事概率论与数理信计教学与研究,(T-el0351-*城市总悬浮颗粒物SO 2NO 2城市总悬浮颗粒物SO 2NO 2孟买2403339巴黎141457德里4152441法兰克福361145加尔各答3754934柏林501826东京491868慕尼黑45853大阪431963米兰7731248汉城844460阿姆斯特丹4010 58大丘728162布加勒斯特821071釜 山946051莫斯科1001090曼谷2231123鄂木斯克100930安卡拉575546马德里421125多伦多361743巴塞罗那1171143蒙特利尔341042基辅100145

6、1温哥华291437伦敦02577墨西哥城27974130伯明翰0945纽约02679曼彻斯特02649洛杉矶0974悉尼54280芝加哥01457墨尔本35030圣保罗864383帕斯45519里约热内卢139129奥克兰263202.2数据聚类分析运用类平均法和离差平方和法都得到了相同的结果,依据空气污染的三个指标把44个城市分成了三类:A :纽约、伦敦、蒙特利尔、法兰克福、慕尼黑、阿姆斯特丹、东京、大阪、芝加哥、巴黎、多伦多、温哥华、巴塞罗那、基辅、帕斯、奥克兰、布拉格、马德里、伯明翰、柏林、墨尔本、鄂木斯克、汉城、圣保罗、釜山、安卡拉、洛杉矶、曼彻斯特、布加勒斯特、大丘、悉尼、曼谷、米

7、兰;B :上海、孟买、北京、墨西哥城、德里、加尔各答、索非亚、天津;C :里约热内卢、莫斯科。为了证实分类的合理,画出了两个主分量的散点。因为两个主分量的累计概率已经达到了0.93,所以应用它的主分量图来描述它是合适的。如图11使用T REE 过程绘制了树状的分类图,见图2。图1主分量图从图1中我们能看出各类点已经分的很开了,证明分类是可信的,树状图2也可以证明这一点。2.3判别分析运用判别分析中的Discrim 过程对上述聚类进行了检验,结果如表22:图2树状分类图表2数据分类检验表类别123总数13397.0612.9400.0034先验值0.772730.181820.04545表2的判

8、别情况,即每一类的观测的判入各类的情况。第一类共有34个观测,判入其中的有33个只有一个是误判的,误判率是2.94%;第二类和第三类全部判别正确。由此可见分类是值得信赖的。通过分析发现在分类中,A 类城市中总悬浮颗粒、SO 2、NO 2三类指标值都不超标,且指标值比较均匀,属于轻度污染城市;B 类城市中总悬浮颗粒指标值超标,且数值较大,SO 2、NO 2两类指标值都不超标,且指标值比较均匀,属于中度污染城市;C 类城市中总悬浮颗粒、SO 2两类指标值都超标,且数值(下转第153页141第2期薛志诚等:多元统计分析在评估城市空气污染中的运用Frequency Conversion Retrofi

9、t of the Condensate PumpC HANG Xiao -feng 1,LI Kai -yong 2(1.Yangcheng Inte rnatio nal Pow er Plant Ltd .,Yang cheng 048100,China ;2.Shanxi Electric Pow er Research Institute ,Taiyuan 030001,China A bstract :The consumed pow er of high -v oltag e mo to rs is an important part o f electricity utili -

10、zation in coal -fired pow er plant .With frequent peak reg ula tion ,The electromo to r lo ad in hig h -voltage house has also changed frequently .Under the condition o f satisfying dem ands of processsy stem ,adjusting the rotatio n rate of electrom otor through frequency co nve rsion can sa tisfy

11、ener -g y -saving demand .Key words :condensate pump ;frequency co nversion ;stee ring logic ;energy -saving analy sis责任编辑:张勇强(上接第141页较大,NO 2的指标值为零,属于重度污染城市。3结束语随着人类工业化程度的不断提高,人类向自己赖以生存的环境中排放的有害物质在不断地增多,“保卫地球、保护我们生存的环境”不再仅仅是一句危言耸听的口号,而是关系到我们子孙后代能否生存的刻不容缓的大事。人类需要发展但更需要保护环境,让我们共同保护人类的生存环境。参考文献:1樊欣,邵谦谦

12、.SAS 8.X 经济统计M .北京:北京希望电子出版社,2003.2高惠璇.S AS /ST AT 软件使用手册M .北京:中国统计出版社,2003.Application of Multivariate Statistical Analysisin the Comparison of Air Pollution of World Major CitiesXUE Zhi -cheng ,LIN Ping -ai(Engnineering College of Shanxi U niversity ,Taiyuan 030013,China A bstract :The paper m ain

13、ly analyzed air pollutio n of w orld majo r cities w ith the help of clus -ter analysis m odule in SAS softw are sy stem .Adopting the statistical data o f air pollutio n in w orld major cities publicized on the Chinese S tate Statistical Bureau w ebsite in 2003,and based on thethree air pollutio n indicato rs -general suspended particle ,SO 2and NO 2this paper classified 44ma -jo r cities into three g roups w ith the metho ds of ave rage and w ard ,and testified its validity by techniques o f discriminant analy sis .Fro m the co mparison of the cities of our country and tho se of the for