浅谈spss主成分分析法在环境保护中的应用

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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发展，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行分析对比,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.主成分分析基本原理　　主成分分析是一种数学变换的方法，它把给.L.定的一组（比如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

2、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，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(StatisticalPackageforSocialScience)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bda;>1，因此从8个指标中确定2个主成分，占全部信息的81.126%，能够反映原始数据的绝大部分信息，可利用它们对徐

3、州市历年度GDP和工业废物产生量进行综合评价。　　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,说明第一主成分基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,说明第二主成分基本反映了这两个指标的信息。提取两个主成分是可以基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ｉ列向量除以λi开平方就得到第ｉ个主成分的系数向量。具体到本文分析结果，用图5(主成分载荷矩阵)中的

4、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(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Transform→puteVariable（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　　+0.405X6-0.247X7-0.265X8　　F2=0.861

5、X1+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所对应的贡献率再除以所提取两个主成分的两个贡献率之和（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.L.主成分F2所对应的贡献率再除以所提取两个主成分的两个贡献率之和（1.266/（5.227+1.266））,即可得到综合得分模型:　　

6、利用Transform→puteVariable,在puteVariable对话框中输入za=a1*5.227/（5.227+1.266）+a2*1.266/（5.227+1.266）（图7）　　F=0.509X1+0.481X2-0.145X3+0.493X4+0.513X5+0.486X6　　-0.297X7-0.318X8　　2.5计算各年度主成分值　　Transform→puteVariable,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

7、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10）　　3.综合评述　　通过SPSS对徐州市工业固体废物产生量进行主成分分析，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、炉渣密切相关，这些指标都是在企业生产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、煤矸石密切相关，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发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

8、着本地煤炭资源逐渐枯萎，导致煤矿开采行业逐渐萎缩。　　（3）徐州工业固体废物主要来自火电、钢铁等重污染行业，