浅谈SPSS主成分分析法在环境保护中的应用

1、浅谈SPSS主成分分析法在环境保护中的应用浅谈SPSS主成分分析法在环境保护中的应用近年来附着经济的快速开展，徐州市的工业固体废物的产生种类及产生量都在不断发生变化，笔者借助SPSS软件的主成分分析功能,对1996年至2000年工业固体废物产生量变化进展分析比照,找出其中的主要影响指标,为徐州市的工业固体废物污染防治提供决策指导。1.主成分分析根本原理主成分分析是一种数学变换的方法，它把给论文联盟定的一组比方K个相关变量通过线性变换转换成另外一组不相关的变量，这些新的变量按照方差依次递减的顺序排列，在数学变换中保持变量的总方差不变。第一个变量具有最大的方差，称为第一主成分，第二个变量的方差次大

2、，并且和第二个变量不相关，称为第二主成分，依次类推，K个变量就有K个主成分，最后一个主成分具有的方差最小，并且和前面的主成分都不相关1。SPSS(StatistialPakagefrSialSiene)统计分析软件是由美国SPSS公司自20世纪80年代初开发的大型统计学软件包，具有主成分分析功能。因此本文不再讨论相关的数学计算公式，本文所有操作均是在indsXP环境下使用SPSS10.0版本完成的。2.利用SPSS对徐州市工业固体废物产生量进展主成分分析本文采用的数据来自1996至2000年徐州统计年鉴和环境统计综合年报，主要指标GDP万元、工业固体废物产生量，有危险废物、冶炼废渣、粉煤灰、炉

3、渣、煤矸石、尾矿万吨8个指标进展主成成分分析：2.1原始数据录入图1图1原始数据录入2.2因子分析对话框参数设置从主菜单的AnalyzeDataRedutinFatr弹出FatrAnalysis对话框完成各项指标设置。图2图2参数设置把指标数据选入Variables框后单击Desriptives按钮，选中Initialslutin复选项，给出数据分析用到的主成分载荷的公因子方差；在rrelatinatrix栏中，选中effiients复选项，给出原始变量的相关系数矩阵；然后点击ntinue,返回FatrAnalysis对话框，单击K。2.3SPSS输出结果解读SPSS计算结果输出如下：图3相关

4、系数矩阵从图3可知GDP、固废量、冶炼废渣、粉煤灰、炉渣这几个指标存在着极其显著的关系,和尾矿、煤矸石有显著关系。可见许多变量之间直接的相关性比较强，一般而言，相关系数高的变量，大多会进入同一个主成分。图4方差分解主成分提取分析表在图4TtalVarianeExplained(方差分解主成分提取分析)表的InitialEigenvalues初始特征根中，给出了按顺序排列的主成分得分的方差(Ttal)，在数值上等于相关系数矩阵的各个特征根，提取的原那么是满足1，因此从8个指标中确定2个主成分，占全部信息的81.126%，可以反映原始数据的绝大部分信息，可利用它们对徐州市历年度GDP和工业废物产生

5、量进展综合评价。图5初始因子载荷矩阵从图5(初始因子载荷矩阵)可知GDP、固废量、冶炼废渣、粉煤灰、炉渣在第一主成分上有较高载荷,说明第一主成分根本反映了这些指标的信息;危险废物和煤矸石在第二主成分上有较高载荷,说明第二主成分根本反映了这两个指标的信息。提取两个主成分是可以根本反映全部指标的信息,因此决定用两个新变量来代替原来的八个变量。2.4主成分表达式各主成分表达式系数用初始因子荷载矩阵第列向量除以i开平方就得到第个主成分的系数向量。详细到本文分析结果，用图5(主成分载荷矩阵)中的数据除以主成分相对应的特征值开平方根便得到两个主成分中每个指标所对应的系数。将初始因子载荷矩阵中的两列数据输入

6、(可用复制粘贴的方法)到数据编辑窗口(为变量B1、B2),然后利用TransfrputeVariable图6利用A1=B1/SQR(5.227)公式确定第二主成分SQR后的括号中填1.266第一特征向量A1。同理,可得到第二特征向量A2。图6图6特征向量操作F1=0.424X1+0.401X2-0.121X3+0.410X4+0.427X5+0.405X6-0.247X7-0.265X8F2=0.861X1+0.814X2-0.245X3+0.834X4+0.867X5+0.822X6-0.502X7-0.538X8以每个主成分所对应的特征值占所提取主成分总的特征值之和的比例作为权重计算主成分

7、综合模型,即用第一主成分F1中每个指标所对应的系数乘上第一主成分F1所对应的奉献率再除以所提取两个主成分的两个奉献率之和5.227/5.227+1.266,然后加上第二主成分F2中每个指标所对应的系数乘上第二论文联盟主成分F2所对应的奉献率再除以所提取两个主成分的两个奉献率之和1.266/5.227+1.266,即可得到综合得分模型:利用TransfrputeVariable,在puteVariable对话框中输入za=a1*5.227/5.227+1.266+a2*1.266/5.227+1.266图7F=0.509X1+0.481X2-0.145X3+0.493X4+0.513X5+0.4

8、86X6-0.297X7-0.318X82.5计算各年度主成分值TransfrputeVariable,在puteVariable对话框中输入如下公式，得出第一主成分F1值。图8同样操作计算出第二主成分F2值。利用如下公式计算综合主成分F值图9在SPSS数据窗口中自动生成各主成分值，整理后如下图103.综合评述通过SPSS对徐州市工业固体废物产生量进展主成分分析，可以得出以下结论：1徐州市工业固体废物的产生量中第一主成分F1和冶炼废渣、粉煤灰、炉渣亲密相关，这些指标都是在企业消费中使用煤炭作为能源产生的工业固体废物，可归类为煤炭消耗型污染物；第二主成分F2和危险废物、尾矿、煤矸石亲密相关，可归类为煤矿开采型污染。以上分类符合徐州市煤炭资源型城市经济开展过程中工业固体废物产生趋势。2徐州市GDP持续增长的过程中，消耗了大量的煤炭，随着本地煤炭资源