基于多元統(tǒng)計和GIS的環(huán)境質量評價研究

內容概要

《基于多元統(tǒng)計和GIS的環(huán)境質量評價研究》以水環(huán)境、大氣環(huán)境、城市環(huán)境及可持續(xù)發(fā)展等各種環(huán)境系統(tǒng)為實證研究對象，在數(shù)理統(tǒng)計學理論分析及部分方法改進的基礎上，以多元統(tǒng)計的主成分分析（PCA）、因子分析、對應分析、判別分析、聚類分析、全局主成分分析（GPCA）等方法為主，將其與地理信息系統(tǒng)（GIS）空間數(shù)據(jù)處理、展示與分析功能進行有效集成，遵循系統(tǒng)工程中的數(shù)學建模以實現(xiàn)定量評價的思路和方法，探索并給出科學有效的對各種簡單及復雜系統(tǒng)環(huán)境質量狀況綜合性、系統(tǒng)化、定量化以及動態(tài)性的評價方法體系，尤其是通過建立的將主、客觀指標賦權方法相結合的環(huán)境質量評價分層構權主成分分析（PCA）及分層構權全局主成分分析（GPCA）模型，構造出有較強穩(wěn)定性和實際意義的各種環(huán)境質量綜合指數(shù)并加以推廣和應用，取得了比較好的評價效果。
《基于多元統(tǒng)計和GIS的環(huán)境質量評價研究》可供從事統(tǒng)計學、環(huán)境科學、地理學、經(jīng)濟學等學科教學和科研的相關人員參閱，也可作為高等院校有關專業(yè)研究生的教材或教學參考書。

書籍目錄

前言 第1章緒論 1.1國內外研究現(xiàn)狀述評、選題意義和價值 1.1.1國內外研究現(xiàn)狀述評 1.1.2本書選題意義和價值 1.2本書的基本思路和方法、主要內容 1.3本書的創(chuàng)新之處和研究特色 參考文獻 第2章多元統(tǒng)計分析的一般方法及在水環(huán)境評價中的初步嘗試 2.1主成分分析方法及在水環(huán)境評價中的初步嘗試 2.1.1主成分分析的基本思路、理論和一般方法 2.1.2主成分分析應用中的一般方法 2.1.3綜合評價加權問題和主成分評價的方差貢獻率模型 2.1.4評價實例1：湟水流域典型斷面水質評價之主成分分析 2.2因子分析及其在水環(huán)境質量和經(jīng)濟系統(tǒng)評價中的應用 2.2.1因子分析的基本思路和內容 2.2.2正交因子模型應用時的參數(shù)估計和因子旋轉 2.2.3評價實例2：因子分析法在湟水流域水污染評價中的應用 2.2.4評價實例3：西部省區(qū)城市競爭力的因子分析法評價 2.3主成分綜合評價與因子分析的比較分析 2.4對應分析及其在水環(huán)境質量和經(jīng)濟系統(tǒng)評價中的應用 2.4.1關于對應分析方法 2.4.2水環(huán)境質量評價的對應分析方法 2.4.3評價實例4：湟水流域豐水期水質污染狀況的對應分析 2.4.4評價實例5：西部十省區(qū)的城市競爭力評價對應分析 2.5本章小結 參考文獻 第3章環(huán)境質量評價中主成分分析方法的初步改進與應用 3.1主成分分析方法的改進之一——數(shù)據(jù)規(guī)格化方法的改進 3.1.1原始數(shù)據(jù)均值化處理 3.1.2另外兩種適合于環(huán)境質量評價的規(guī)格化處理 3.2主成分分析方法的改進二——變量加權模型 3.3主成分分析方法的改進三——判別分析支持下的模型 3.4改進后主成分分析方法模型在水環(huán)境質量評價中的應用 3.4.1評價實例6：改進后的主成分分析方法模型在湟水流域典型斷面水質評價中的應用 3.4.2評價實例7：基于主成分評價和判別分析的湖庫水質富營養(yǎng)化評價模型與應用 3.5評價實例8：改進后的主成分分析方法模型在青海省社會經(jīng)濟發(fā)展狀況分析評價中的應用 3.6本章小結 參考文獻 第4章環(huán)境質量評價的分層構權PCA模型及其應用 4.1傳統(tǒng)PCA方法在環(huán)境質量評價應用中的局限性分析 4.2環(huán)境質量評價的分層構權PCA模型 4.3重要性權的賦權方法（以層次分析法為例） 4.3.1層次分析法的基本原理與步驟 4.3.2層次分析法的應用與計算程序 4.3.3層次分析法與主成分分析的比較 4.4評價實例9：基于多元統(tǒng)計的水環(huán)境質量綜合指數(shù)研究 4.5評價實例10：基于多元統(tǒng)計的大氣環(huán)境質量評價模型與應用 4.6評價實例11：47個國家環(huán)境保護城市的污染與環(huán)?，F(xiàn)狀評價 4.7評價實例12：中國城市競爭力評價量化模型研究 4.8本章小結 參考文獻 第5章青藏高原牧區(qū)可持續(xù)發(fā)展量化評價方法研究及其應用 5.1研究背景與意義 5.2可持續(xù)發(fā)展評價與測度的系統(tǒng)分析與研究現(xiàn)狀綜述 5.2.1可持續(xù)發(fā)展評價與測度的主要問題 5.2.2可持續(xù)發(fā)展權數(shù)設置方法的系統(tǒng)分析 5.2.3變量加權和分層構權PCA模型定權方法對可持續(xù)發(fā)展評價的適用性分析 5.2.4變量加權PCA模型及其定權思想方法 5.2.5可持續(xù)發(fā)展綜合評價方法的系統(tǒng)分析與綜述 5.3柴達木盆地東部綠洲區(qū)可持續(xù)發(fā)展綜合評價 5.3.1評價實例13：基于AHP方法的柴達木盆地綠洲區(qū)可持續(xù)發(fā)展定量評價研究 5.3.2結合實際的柴達木東部地區(qū)各縣市的可持續(xù)發(fā)展狀況的評述 5.4基于多元統(tǒng)計和AHP的青藏高原牧區(qū)可持續(xù)發(fā)展評價模型與應用 5.4.1青藏高原牧區(qū)可持續(xù)發(fā)展評價指標體系的建立及AHP定權 5.4.2評價實例14：基于多元統(tǒng)計和AHP的青海牧區(qū)可持續(xù)發(fā)展評價 5.5本章小結 參考文獻 第6章基于多元統(tǒng)計和GIS的環(huán)境質量動態(tài)評價研究 6.1全局主成分分析（GPCA） 6.2環(huán)境質量評價（包括可持續(xù)發(fā)展評價）的分層構權GPCA模型 6.3評價實例15：基于分層構權GPCA模型的中國各地區(qū)1999～2005年可持續(xù)發(fā)展環(huán)境支持能力動態(tài)評價研究 6.4評價實例16：基于GIS中國可持續(xù)發(fā)展環(huán)境支持能力動態(tài)評價 6.4.1中國可持續(xù)發(fā)展環(huán)境支持能力動態(tài)評價GIS的設計 6.4.2基于GIS的中國可持續(xù)發(fā)展環(huán)境支持能力動態(tài)評價 6.5評價實例17：基于分層構權GPCA模型的湟水流域各斷面1998～2005年水質動態(tài)評價研究 6.6評價實例18：基于分層構權GPCA模型的青海藏區(qū)社會經(jīng)濟發(fā)展水平動態(tài)評價 6.7本章小結 參考文獻 結束語

章節(jié)摘錄

版權頁：   插圖：   4.3.3層次分析法與主成分分析的比較 層次分析法把定性和定量方法結合，能處理許多復雜的實際問題，而其層層分解的方法符合人類思考的一般步驟，也容易把復雜問題簡潔化，明確化。和主成分分析一樣，層次分析法也有其嚴密的數(shù)學基礎，在求解判定矩陣時常采用特征根法，這和主成分分析有相同的數(shù)學基礎，而且兩種評價方法都是相對評價方法，都適用于一次評價。層次分析法的相對權重是通過判斷矩陣計算得來的，但層次分析法從建立層次結果到合成對比矩陣，人的主觀因素較大，而主成分分析則強調了評價的客觀性，因而兩種綜合評價方法有較大的差異和互補性。 （1）層次分析法是解決指標之間對比量化問題，而對于指標的選擇卻無能為力，指標的選取完全憑借于人的定性判斷，這就有可能使某些重要指標遺漏，而主成分分析的一個重要用途是用來選取指標；另外，層次分析法解決指標對比的個數(shù)是非常有限的，對于多指標（指超過其范圍）通常采取舍棄部分“非重要”指標的方式，而“非重要”指標的確定是人為判定的，而主成分綜合評價所選的主成分是原來指標的綜合，包含了原來指標的大部分信息。 （2）層次分析法對相關性比較強的、甚至相互包含的指標，以及不相關的指標，不能作出判定，只能通過人為地分析，而主成分分析強調了評價過程的客觀性，其權重的決定是通過對所給數(shù)據(jù)的分析而決定的。 （3）層次分析法本質上是定性描述的定量化，因此，定性因素起決定作用，量化的正確與否很大程度上取決于定性的判斷，或者說，層次分析法是定性分析與定量分析的橋梁，而主成分分析則主要強調了定量分析。 4.4評價實例9：基于多元統(tǒng)計的水環(huán)境質量綜合指數(shù)研究 環(huán)境問題是關系人類前途命運的重大問題，對環(huán)境問題的研究可以從不同的學科角度來進行，環(huán)境統(tǒng)計是人們認識和了解環(huán)境質量以及人類活動等因素對環(huán)境影響的重要學科工具，自從20世紀60年代Jacobs提出水環(huán)境質量評價的水質指數(shù)（WQI）概念和公式（Jacobs，1965）以來，水環(huán)境質量指數(shù)研究便成為環(huán)境統(tǒng)計的一個重要研究內容，由于計算簡單、便于操作，直至今日，水環(huán)境質量綜合指數(shù)法在國內水環(huán)境質量評價實踐中仍被大量采用。 本節(jié)利用環(huán)境質量評價的分層構權PCA模型，并對簡單和復雜的水環(huán)境系統(tǒng)開展具體的評價實踐，并提供更有效和穩(wěn)定的水環(huán)境質量指數(shù)，使我們的研究達到新的高度和深度。

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