数学建模空气质量预测论文.pdf

成 绩 评 定 表 学生姓名 舒小娟 班级学号 1309010102 课程设计题目 城市空气质量的预测及治理措施研究 评 语 组长签字： 成绩 日期 20 年 月 日 课程设计任务书 学 院 理学院 专 业 信息与计算科学 学生姓名 舒小娟 班级学号 1309010102 课程设计题目 城市空气质量的预测及治理措施研究 实践教学要求与任务: 任务： 根据所给资料在 A,B 题中任选一题，独立完成一篇建模论文。 要求： 1.不许抄袭，在问题的提法或方法上有一定的改进或创新。 2. 建模：要求思路清晰、处理恰当、构思新颖。 3. 分析：数学应用合理恰当，应用知识综合，内容丰富。 4. 结论：要有一定的广度、深度、实用程度。 5. 表达：文字通顺、语言流畅、论述简洁、推理严谨。 工作计划与进度安排: 第一周：学习数学建模算法与应用指定部分实践内容 第二周：撰写建模论文 指导教师： 专业负责人： 学院教学副院长： 201 年 月 日 201 年 月 日 201 年 月 日 城市空气质量的预测及治理措施研究 摘要 近年来，随着工业生产的发展和城市人口的迅速增长，城市大气污染日趋严重， 这使人民的生命和财产受到了严重的威胁，因此我们在生产力发展的同时迫切需 要保护和改善环境，尤其是空气环境，空气质量的好坏严重影响了人民的日常生 活，为此研究不同时空的空气质量的变化，对于改善空气环境、防治空气污染具 有重要的意义。 本文对广州市空气质量变化趋势、影响广州空气质量的主要因素、未来 5 年空 气质量情况和判断汽车尾气是否是影响空气质量的主要因素进行了分析研究。针 对我国现行的空气质量评估标准——AQI 分级制中的不足，在 AQI 评估基础上进 行修改完善使之更加科学，同时还收集了必要的数据来研究影响城市空气污染程 度的主要因素。影响城市空气污染程度的主要因素建立于网上所查的国家颁布的 数据之上，总的来说，大气污染源主要可分为自然源和人为源两大类。人为源包 括车辆、船舶、飞机的尾气、工业企业生产排放、居民生活和取暖、垃圾焚烧等。 城市的发展密度、地形地貌和气象等也是影响空气质量的重要因素。将某种污染 源的所有污染物的等标污染负荷按数值大小排列，从小到大分别计算百分比和累 计百分比，将累计百分比大于 80%的污染物确定为该污染源的主要污染物污染源， 即影响广州空气质量的主要因素。本文对广州市近几年的空气质量详细列表进行 科学分析，利用 ARIMA 时间序列和曲线拟合等数学建模方法对其空气质量进行评 价与预测，综合考虑各种因素建立如下数学模型： 一、对广州市空气质量趋势进行描述。本文通过对广州市 2014 年的 AQI 指数 利用 excel 进行统计描述，得到大致的趋势。 二、影响广州市空气质量的主要因素。本文通过对影响广州空气质量的因素进 行统计，如首要污染物 SO2、NO2、PM10、PM2.5 以及污染指数、空气质量级别 等进行统计。利用 SPSS 软件进行主成分分析对数据进行处理，根据数据处理结 果得到影响广州市空气质量的主要因素。 三、对广州市未来 5 年的空气质量情况。建立 ARIMA 时间序列模型对未来 5 年空气质量进行预测。 关键词：SPSS 软件、ARIMA 时间序列模型、空气质量、主成分分析 目录 一．问题重述1 1.1 问题