中国各城市空气质量的聚类分析
空气质量调查报告
空气质量调查报告
近年来，随着工业化和城市化进程的加快，空气质量已成为人们关注的焦点之一。
为了解我国不同地区的空气质量状况，本报告对多个城市的空气质量进行了调查和分析。
首先，我们选取了北京、上海、广州、成都、西安等多个城市进行了空气质量
监测。
监测结果显示，这些城市的空气质量普遍存在PM2.5、PM10、二氧化硫、
一氧化碳等污染物超标的情况。
其中，北京、上海等大城市由于工业排放和机动车尾气排放等原因，空气质量较差，污染物浓度较高；而成都、西安等地由于地理位置和气候等因素，空气质量也存在一定程度的问题。
其次，我们分析了导致空气污染的主要原因。
工业排放、机动车尾气排放、燃
煤取暖、城市建设扬尘等都是造成空气污染的主要原因。
特别是工业排放和机动车尾气排放，占据了空气污染的重要来源，需要引起高度重视。
针对空气质量问题，我们提出了一些改善空气质量的建议。
首先，加强环保意识，提倡绿色出行和低碳生活，减少机动车使用，鼓励步行、骑行和公共交通出行。
其次，加大工业企业和车辆尾气排放的治理力度，推广清洁能源和新能源汽车的使用。
同时，加强城市绿化建设，减少扬尘污染。
最后，加强环境监测和数据公开，提高社会对空气质量问题的关注度，促进政府和公众共同参与空气质量治理。
综上所述，空气质量问题关乎人民的生活健康和城市的可持续发展，需要政府、企业和公众共同努力，共同治理空气污染，改善环境质量。
希望通过本报告的发布，能够引起社会各界的重视，共同为改善空气质量贡献力量。
全国空气质量分析报告
全国空气质量分析报告根据国家环境保护部门监测到的数据，我们对全国范围内的空气质量进行了分析和评估。
以下是该报告的主要内容。
一、城市空气污染情况：据监测，目前全国城市中，空气污染较为严重的有北京、上海、广州等大城市，其中以北京的PM2.5浓度最高。
这主要是由于工业排放、交通尾气、燃煤等因素导致的。
二、主要污染物分析：1. PM2.5：PM2.5是指直径小于或等于2.5微米的颗粒物，对人体健康有较大的危害。
目前全国范围内PM2.5浓度较高的地区主要是沿海和工业化地区，如上海、广州、深圳等。
各地应采取有效措施减少PM2.5的排放量。
2. 二氧化硫（SO2）：二氧化硫是燃煤和工业生产过程中产生的主要污染物之一。
目前我国东北地区及一些重工业城市的二氧化硫排放量较大，且在冬季还会因为采暖排放量增加而加剧。
各地应加强对工业企业的管理，减少二氧化硫排放。
3. 二氧化氮（NO2）：二氧化氮是交通尾气和工业排放中常见的污染物。
大城市的交通流量大，因此氮氧化物排放量较高。
应采取交通限行、推广电动车等措施减少交通尾气排放。
4. 臭氧（O3）：臭氧是一种重要的空气污染物，夏季臭氧超标的情况较为严重。
这主要是由于夏季高温下光化反应加剧，形成臭氧。
各地应采取减少挥发性有机物和氮氧化物的排放，降低夏季臭氧的产生。
三、影响空气质量的因素：1. 工业活动：工业生产是造成空气污染的主要原因之一。
大量工厂的燃煤和废气排放导致了大气中有害物质的增加。
2. 交通尾气：交通尾气也是导致城市空气污染的重要因素之一。
随着汽车数量的不断增加，交通尾气排放量也随之增加。
3. 燃煤和采暖：我国仍然有大量的居民使用燃煤进行采暖，这导致了大量的二氧化硫和PM2.5的排放。
四、改善空气质量的措施：1. 发展清洁能源：应加大对清洁能源如风能、太阳能的开发和利用，减少对化石燃料的依赖。
2. 加强环保监管：加强环保部门对企业和工厂的监管，确保其排放达到规定标准。
SPSS的综合运用——以我国城市空气质量分析为例
SPSS的综合运用——以我国城市空气质量分析为例年欢管理科学与工程 2013200644（一）实验目的近年来随着现代化和工业化的进程，我国大气污染状况十分严重，主要呈现煤烟型污染特征，城市大气环境中总悬浮颗粒浓度普遍超标、二氧化硫污染保持在较高水平、机动车尾气污染物排放总量迅速增加、氮氧化物污染趋势加重、全国形成多个酸雨区等，危害生态环境、影响人民群众身体健康。
从污染物构成来看，我国大气污染来源主要有三个方面：一是生活污染源，包括饮食或取暖时燃料向大气排放有害气体和烟雾;二是工业污染源，包括火力发电、钢铁和有色金属冶炼，各种化学工业给大气造成的污染;三是交通污染源，包括汽车、飞机、火车、船舶等交通工具的煤烟、尾气排放。
本文通过聚类分析和主成分分析法，研究我国主要城市的空气质量，以及各参数对空气质量好坏的影响以及最主要的影响因素。
并据此提出科学合理的对策建议。
（二）问题描述在2013年之前，大部分人对于雾霾天气的认知都会自然而然觉得是北京的事。
然而，12月伊始，我国遭受了入冬以来最大范围雾霾天气，今年12月伊始，我国中东部地区迎来了严重雾霾事件，几乎涉及中东部所有地区。
天津、河北、山东、江苏、安徽、河南、浙江、上海等多地空气质量指数达到六级严重污染级别，使得京津冀与长三角雾霾连成片。
由于能见度过低，导致多处高速公路封道关闭，给车辆出行带来了不便，也严重影响了市民的正常工作与生活。
（三）数据来源通过查询“中华人民共和国国家统计局官方网站”的“国家统计数据库”，《中国统计年鉴》获得。
（四）案例中使用的SPSS方法1.描述性分析2.相关分析3.聚类分析4.主成分分析（五）实验内容与步骤1.城市空气质量因素的描述性统计本实验对城市空气质量的可吸入颗粒物、二氧化硫、二氧化氮、空气质量达到及好于二级的天数、年平均气温和年平均相对湿度六项影响空气质量的因素做描述性统计分析，包括频数、极小值、极大值、均值和标准差五个项目，见表1.1。
城市空气质量调研分析
城市空气质量调研分析作为一个生活在繁忙都市的人，我深刻地意识到空气质量对我们生活的重要性。
因此，我决定对我国城市的空气质量进行一次详细的调研分析。
我收集了我国不同城市的空气质量数据，包括PM2.5、PM10、SO2、NO2等指标。
通过对比分析，我发现我国东部沿海城市的空气质量普遍优于中西部城市。
这主要是因为东部沿海城市的经济发展较为成熟，环保意识较强，同时也有更多的资源和资金投入到环保事业中。
我关注了城市空气质量的变化趋势。
在过去几年中，尽管我国政府采取了一系列措施来改善空气质量，但某些城市的空气质量仍然不容乐观。
尤其是在冬季，受取暖需求的影响，空气质量指数（AQI）经常爆表。
这说明我们还需要在减少污染物排放、提高环保设施效率等方面下更大的功夫。
在调研过程中，我还发现了一些值得关注的现象。
例如，一些城市在空气质量改善方面取得了显著成效，其主要原因在于政府高度重视、企业积极履行社会责任、市民环保意识增强等多方面因素的共同作用。
而那些空气质量较差的城市，往往存在着政府监管不力、企业违法排污、市民环保意识薄弱等问题。
我还对城市空气质量与经济发展之间的关系进行了探讨。
结果显示，在一定范围内，经济发展水平与空气质量之间存在正相关关系。
但在达到一定程度后，空气质量的改善将需要更多的环保投入和科技创新。
因此，如何在保证经济发展的同时，实现空气质量的持续改善，是我们需要认真思考的问题。
我收集了我国不同城市的空气质量数据，包括PM2.5、PM10、SO2、NO2等指标。
通过对比分析，我发现我国东部沿海城市的空气质量普遍优于中西部城市。
这让我感到有些意外，因为通常我们会认为经济发展程度越高的地区，空气质量应该越差。
但事实并非如此，这主要是因为东部沿海城市的经济发展较为成熟，环保意识较强，同时也有更多的资源和资金投入到环保事业中。
我关注了城市空气质量的变化趋势。
在过去几年中，尽管我国政府采取了一系列措施来改善空气质量，但某些城市的空气质量仍然不容乐观。
中国各城市空气质量的聚类分析
中国各城市空气质量聚类和判别分析摘要中国经济的快速增长导致环境污染不断加重，其中空气污染与人类的健康密切相关。
结合全国74个城市的空气污染物浓度数据对各城市进行聚类分析，分类方法包括等价关系法和Kmeans分析两种方法。
结果表明，海口是全国空气质量最好的城市，石家庄和邢台是全国空气质量最差的城市，而武汉、成都和乌鲁木齐的空气质量与北京最为接近。
关键词聚类分析空气质量等价关系Kmeans1. 介绍随着中国经济的高速发展和工业化、城市化进程的加快，能源的消耗速度也不断提高。
中国的工业发展大量依赖煤炭、石油等化石燃料，其燃烧产生的废气严重污染空气，导致中国各地区空气质量不断下降。
90年代初期，中国的500个城市当中，达到国家空气质量I级标准的仅占1%；此外，近年来的数据显示，暴露于未达标空气中的城市人口占统计城市人口的三分之二[1]。
城市的空气污染对人体健康构成极大威胁，研究表明，即便暴露于污染物密度较低的空气中也会提高慢性呼吸系统的发病率以及多种癌症的患病概率[2]。
因此，有必要对全国各大城市的空气质量进行数据收集和分析，确定不同城市的污染程度及相互之间的关系，为相关部门制定政策提供有力的数据支撑。
城市的空气污染程度主要受经济发展水平影响，但二者不是呈简单的倒U型曲线关系，不同的污染物与经济水平之间有不同的关系[3]，因此需要对各种污染物进行综合分析和评价。
而目前对环境进行综合评价的方法包括模糊数学法、距离判别法和物元分析法[4]，本文即采取其中的模糊数学法对全国74个主要城市的空气污染数据进行聚类和判别分析，以研究目前中国各大城市的空气污染水平和特点。
2. 原始数据及聚类分析方法本文所用到的城市空气污染数据来自环保部相关统计数据[5]，参见表1。
为了便于分析，选取空气污染指标中量纲相同的三个指标进行考察，分别是SO2浓度、NO2浓度和PM2.5浓度。
采用两种聚类分析方法对这74个城市进行分类，分别是等价关系法和Kmeans分类方法。
我国主要城市空气质量面板数据聚类分析
关键词 ： 城 市空气质量 ； 面板 数 据 ； 聚 类 分 析 中图分类号 ： Ｆ ２ 文献标识 码 ： Ａ 文章编号 ： １ ６ ７ ２ — ３ １ ９ ８ （ ２ ０ １ ４ ） ０ ７ — ０ ０ ０ ８ — ０ ２ 行 分 类 的统 计方 法 。这 是 一 种 无 监 督 的 聚 类 方 法 这 一 类 方法的共 同特点是 ： 事先不知 道类 别 的个数 与结 构 ； 分 析 的
的力 度 ， 本 文应用 单 指标 面 板数 据 的 聚类 分析 方 法 对 全 国 ３ １个 主 要 城 市 从 ２ ０ ０ ６到 ２ ０ １ ２年 的 空 气 质 量 达 到 及 好 于 二 级 的天数 ， 以 及 可 吸 人 颗 粒 物 这 两 个 指 标 的 地 区 差 异 进 行
商
业 － 苦
Ｙ 表示 ． 其中 ｉ ＝１ ， ２ ， …， Ｎ； ｔ １ ， ２ ， …， Ｔ。其 中 ｉ 对 应 面 板 数 据 巾 的 不 同 个 体 。 其 中 Ｎ 表 示 这 个 面 板 数 据 中 含 有 Ｎ 个
时
系， 使 环 境 保 护 取 得 了 一 定 的 进 展 。 但 环 境 形 势 非 常 严 峻 体 总 数 。面 板 数 据 的 聚 类 分 析 首 先 将 不 同 个 体 独 自成 一 一 共 分 为 Ｎ 类 。第 二 步 足 把 卡 Ｈ 似 程 度 最 接 近 的 两 个 的 的状况仍 然没有 太多 的改 变 ， 发 达 国 家 用 了 百 年 时 间 完 成 类 ， 了工 业 化 ， 相 比之下我 国完成 现代 化 的时间 非常 之短 ， 这 也 不可避免 的引起环境 污染 在我 国近 ２ Ｏ多 年 来 集 中 出 现 ， 呈 现复合 型 、 结构 型 、 压 缩 型 的 特 点 。表 现 为 许 多 城 市 空 气 污 染严重 ， 雾 覆出现频 繁 ， 主 要 污 染 物 的 大 量 排 放 量 超 过 了 环
我国主要城市空气质量面板数据聚类分析
我国主要城市空气质量面板数据聚类分析作者：罗国梁来源：《现代商贸工业》2014年第07期摘要：我国的空气质量问题牵动着千千万万老百姓的心，为了深入了解全国31个重要城市的空气质量和空气污染方面的差异，根据地方的不同，制定不同的污染防范和治理措施，了解各地的环保态势和水平，运用面板数据的聚类分析方法对全国31个省会城市的从2006到2012年的空气质量达到及好于二级的天数，以及可吸入颗粒物这两个指标的地区差异进行实证分析。
关键词：城市空气质量；面板数据；聚类分析中图分类号：F2文献标识码：A文章编号：16723198（2014）070008021引言自从改革开发以来，我国的经济发展取得了显著的进步。
但是，经济的发展也带来了一系列隐患，其中最重要的一条就是环境问题。
目前，我国乃至全世界的环境污染问题都十分的严峻。
最近，环境污染重最引人关注的一项就是空气质量问题。
PM2.5、雾霾等等已经成为经常挂在嘴边的话语。
今年我国空气质量标准的重新修订，特别把PM25纳入监测内容，并已经开始在多个试点城市开始运作，加强了政策实施的力度和强度，体现了国家对空气污染的高度关注。
尽管我国政府制定并不断完善了法律法规体系，使环境保护取得了一定的进展。
但环境形势非常严峻的状况仍然没有太多的改变，发达国家用了百年时间完成了工业化，相比之下我国完成现代化的时间非常之短，这也不可避免的引起环境污染在我国近20多年来集中出现，呈现复合型、结构型、压缩型的特点。
表现为许多城市空气污染严重，雾霾出现频繁，主要污染物的大量排放量超过了环境承载能力，等诸多大气环境问题。
由此我们可以认识到，污染的防治不仅仅是一个环境问题而且是重大的经济和政策问题，是一个关系到国计民生的问题。
为了深入的了解全国各大城市空气污染的差异，更好的把握防治空气污染的力度，本文应用单指标面板数据的聚类分析方法对全国31个主要城市从2006到2012年的空气质量达到及好于二级的天数，以及可吸入颗粒物这两个指标的地区差异进行实证分析。
中国城市环境空气质量大数据分析报告
中国城市环境空气质量大数据分析报告近年来，随着中国城市化的快速发展，空气污染问题成为社会关注的焦点，对人体健康造成的危害也越来越明显。
通过对中国城市环境空气质量大数据分析，可以帮助我们更好地了解城市空气质量的现状和变化趋势，为环保政策制定提供科学依据。
一、城市空气质量数据概述根据环保部发布的《中国环境状况公报》和《中国城市空气质量公报》，我国城市空气质量总体呈现“南差北优、东中西差”的特点。
2019年，全国平均优良天数比例为80.7%，PM2.5、PM10浓度分别为39微克/立方米和69微克/立方米。
城市PM2.5和PM10的年均浓度高峰分别在冬季和春季，且呈现出明显的地区差异。
二、城市空气质量影响因素分析城市空气质量的影响因素众多，与人类活动、气象条件和地理环境等因素有关。
从大数据分析中可以发现，下列因素对城市空气质量影响最为显著：1. 工业污染和交通污染：工业排放和交通尾气是城市空气污染的主要来源。
其中，工业排放主要包括化工、钢铁、能源等行业的污染物排放，而交通污染则与机动车保有量和交通状况密切相关。
2. 气象条件：气象条件也是城市空气质量的影响因素之一，其中最为明显的是风向和风速。
某些区域可能存在“山地病”，即受限于山谷地形和风向，PM2.5和PM10难以散去，导致污染物积累。
3. 地理位置与自然环境：城市的地理位置和自然环境也会对城市空气质量产生影响。
例如，地势较高的城市较易受到大气逆温影响，污染物难以散去；而位于海洋或江河沿岸的城市，则易受到长距离污染物输送的影响。
三、城市空气质量改善措施分析为了改善城市空气质量，我国各级政府采取了一系列措施。
其中最为重要的包括：1. 减少工业污染和交通污染：政府鼓励工业企业进行清洁生产，强化环保标准，同时也推广可持续交通方式，例如共享单车和公共交通。
2. 加强环保监管：环保监管部门采取强制性、总量控制和排污权交易等手段，监督企业承担环保责任。
3. 提高民众环保意识：扩大环保宣传，加强环保教育，提高公众环保意识，推动全社会参与环保事业。
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✓ 北京有两项指标高于平均值，分别是年平均PM2.5浓度和二氧化氮浓度
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年年平平均均二二氧氧化化硫硫浓浓度度
武汉 乌鲁木齐 …
…
…
江门 惠州
…
南通 连云港 …
kmeans算法 ✓ 分为三类
聚类分析
北京
天津
秦皇岛 沧州
廊坊
太原
呼和浩
特
…
石家庄 唐山 邯郸 邢台 保定 衡水 济南 张家口 承德 大连 上海 盐城 宁波 温州 …
结论
1. 等价关系法和kmeans算法能够有效地将样本分类 2. 聚类分析显示海南是空气最好的城市 3. 石家庄、邯郸、邢台和唐山空气质量较差的城市 4. 北京的空气质量同武汉、成都、乌鲁木齐相近
China University of Petroleum
中国各城市空气质量聚类和判 别分析
汇报人： 2016.03.30
China University of Petroleum
背景 人员分工 数据的收集和整理 聚类方法 聚类分析 结论
背景
现状 ✓ 当前，我国大气污染状况十分严重，城市大气环境中总 悬浮物普遍超标。
秦皇岛 张家口 呼和浩特 长春
徐州
青岛
西宁
保定
衡水
济南
南通 连云港 淮安
盐城
扬州
镇江
泰州
…
太原
沈阳
银川
✓ 分为五类
北京 石家庄 秦皇岛
舟山 承德
天津 唐山 张家口 台州 大连
沧州 邯郸 太原 丽水 长春
廊坊 哈尔滨 邢台 保定 呼和浩特 沈阳 福州 厦门 上海 无锡
南京 衡水 青岛 深圳 常州
成都 济南 银川 珠海 苏州
谢谢！
酸雨
数据的收集和整理
国家统计局年鉴
✓ 2013年全国主要城市空气质量数据（74个城市） 指标
✓ 年平均二氧化硫浓度(μg/m3) ✓ 年平均二氧化氮浓度(μg/m3) ✓ 年平均PM2.5浓度(μg/m3)
人员分工
数据的收集和整理 程序的编制 结果分析 PPT制作
聚类方法
等价关系法
✓ F相似矩阵-传递闭包-F等价矩阵 kmeans算法
✓ 和北京空气质量相近的城市
λ=0.87 λ=0.89 λ=0.9 λ=0.91 λ=0.92
北京 北京 北京 北京 北京
武汉 武汉 武汉 武汉
成都 成都 成都 成都
乌鲁木齐 乌鲁木齐 乌鲁木齐 乌鲁木齐
聚类分析
一些比较
✓ 石家庄、唐山、邢台和邯郸的各项空气指标均大于平均值，特别是PM2.5这项
指标
✓ 硬聚类算法 ✓ 以欧式距离作为相似பைடு நூலகம்测度 ✓ 无监督机器学习
等价关系法
等价关系法 ✓ 数据标准化-极差变换 ✓ 建立F关系-最大最小法 ✓ 改造相似关系为等价关系-平方法求传递闭包
kmeans算法
kmeans算法 ✓ 初始化-确定聚类数和聚类中心
✓ 计算所有样本与聚类中心的距离 ✓ 按照最小距离原则对各个样本进行聚类 ✓ 重新计算聚类中心 ✓ 重复1-4，直到聚类中心不再改变
聚类分析
等价关系法 ✓ 全国空气最好的城市
0<λ<=0.0423，分为一类，｛北京，…，乌鲁木齐｝
0.0423<λ<=0.4362，分为两类，其中｛海口｝｛北京，…，乌鲁木齐｝
✓ 全国空气最差的几个城市
λ=0.85 石家庄 唐山 邯郸 邢台 保定 衡水 济南 λ=0.87 石家庄 唐山 邢台 λ=0.89 石家庄 邢台
都邢 台 乌邯鲁木郸齐 海 北口 京 北 京 平均平值均值
年年平平均均二二氧氧化化氮氮浓浓度度
年年平平均均PPMM22..55浓浓度度
聚类分析
kmeans算法
✓ 分为九类
承德
大连
上海
宁波
温州
台州
丽水
…
舟山
福州
厦门
深圳
珠海
惠州
海口
…
石家庄 唐山
邯郸
邢台
天津
沧州
廊坊
郑州
西安
北京 哈尔滨 南京
无锡
武汉
成都 乌鲁木齐 …