中国城市空气污染时空变化统计研究

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1、学校代码10125专业代码025200硕士学位论文题目中国城市空气污染时空变化统计研究姓名李雪姣专业应用统计研究方向大数据分析与数据挖掘所属学院统计学院指导教师韩秀兰二〇一八年三月十二日UniversityCode10125MajorCode025200ShanxiUniversityofFinance&EconomicsDissertationforDoctoralDegreeTitleCinaCitiesAirPollutionTemporalAndVariationStatisticAnalysisNameLIXuejiaoMajorAp

2、pliedStatisticsResearchOrientationBigdataandDataMiningSchoolStatisticalInstituteSupervisorHanXiulan3.12，2018学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究所做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文

3、版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保管、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权山西财经大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于保密□，不保密□。在年解密后适用本授权书。（请在以上方框内打―√‖）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日摘要改革开放以来，随着工业化及城镇化的发展，私家车数量的剧增，导致极端气候频发，灰霾天气增多等现象出现，这都表明我国空气质量状况

4、堪忧，已严重危害我国居民身体健康。党和政府高度重视环保生态问题，提出建设“美丽中国”的战略构想。在这一背景下，本文以全国337个城市2015.01.01—2017.12.31期间SO2、NO2、CO、O3、PM2.5及PM10六种污染物的日均浓度数据为基础，分别计算出六种污染物各年的AQI均值，据此绘制折线图，分析三年来我国空气质量的整体状况，同时本文利用SPSS绘制六种污染物各年的箱线图，确定PM10、O3为空气中的首要污染物。因本文的基础数据为高频数据，数量较多，信息冗杂，因此本文运用Python对六种污染物的日均浓度进行主成分提取，为了满

5、足时空演化树两级聚类的要求，本文对六种污染物分别进行两个阶段的主成分提取。第一阶段，纳入季节因素的影响，分别对六种污染物1—6月、7—12月的日均浓度在保留绝大部分信息量的前提下，提取2个主成分，并将原始变量矩阵与载荷矩阵相乘，得出各地级市六种污染物的主成分值，作为时空演化树的一级聚类数据；第二阶段，类似地，分别对六种污染物1—12月全年的日均浓度提取两个主成分，并计算出各地级市六种污染物的主成分值，作为时空演化树的二级聚类数据。在将原始数据进行简化整理后，运用GeogTree绘制2015—2017年间各地级市空气质量的时空演化树，并用GIS输

6、出相对应的地图，探究其空间分布规律。为了进一步探究我国空气污染的空间分布规律，本文运用GeogDa对全国337个地级市三年来的GDP总量、年末常住人口数及六种污染物计算空间权值矩阵，建立空间回归模型。在以上分析的基础上，本文得出以下结论：我国空气污染呈现“先减缓后恶化”的态势，2017年的空气污染最为严重，空气质量对一般人群极不健康的城市占比达到了11.6%，约是2015、2016年占比的两倍，空气质量对敏感人群不健康的地区范围由华北部分地区扩展至华中、华南、西北、东北部分地区，所占比例接近全国地级市总数的三分之一；空气污染最为严重的地区出现了

7、明显的西北地区方向偏移趋势，尤以新疆维吾尔自治区最为严重；空气质量良好的地区多出现在东北地区、华南地区及西南部分地区、西北少部分地区，多为自然环境保护区、沿海城市、人烟稀少地区。但值得一提的是，这些地区的空气质量在2017年出现1了大部分的恶化，除了云南省、四川省、贵州省及黑龙江省的极少地区。这些空气污染较为严重的地区表现的共性特征为经济发达、人口密集、工业比重较大，由空间回归模型可知，空气污染与当地的经济、人口及相邻地级市的经济因素具有正相关关系。在此基础上，本文提出加大对重点污染地区及偏远地区相关财政投入，建立并完善相关体制机制，鼓励清洁能

8、源科技创新等建议。关键词：主成分分析、PCA-时空演化树、空间回归模型、空气污染2ABSTRACTSincethereformandopening-u