基于聚类分析和因子分析的各地区环境污染程度评
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环境学院 环境工程专业 吴阳玲1201520351
摘要：因子分析模型和聚类分析模型是用少数不可观测的变量来解释原始变量间相互关系的一种数学模型。本文选取了废水排放总量(万吨)、化学需氧量排放量(万吨）、废气中二氧化硫排放量(吨)、氮氧化物排放量(吨)、烟(粉)尘排放量(吨)、一般固体废物产生量（万吨）、氨氮排放量(万吨)、总磷排放量(万吨)这八个环境指标，采用了因子分析和聚类分析对我国31个省市自治区2013年的污染状况作出分析，发现环境污染的主要因素，为各地区环境污染治理提出科学、准确的方法。
关键词：SPSS、因子分析、聚类分析、环境污染
一、引言
近年来，随着城市经济高速发展，成熟规模逐渐扩大、布局不断调整。一方面，城市化的发展孕育了城市现代文明，改变了人们的传统观念。另一方面，随着发展的需要，从环境获取资源的数量越来越多，排放到环境中的气体、液体和固体废弃物有人迅猛增加，既造成环境污染，又造成自然资源的破坏和再生能力的下降；同时随着城市人口密集度的增加，产生的废弃物也愈来愈多，一定程度上会加重环境污染。因此，如何解决好经济的可持续发展和环境问题的冲突，是一个亟待解决问题。本文选取了我国31个省市自治区8个环境污染物排放指标，运用聚类分析和因子分析对我国各地区环境污染程度作出分析。 二、数据来源和分析方法 1数据来源
本文旨在对全国31个省市自治区的污染状况进行分析，选取了8个指标：废水排放总量(万吨)、化学需氧量排放量(万吨）、废气中二氧化硫排放量(吨)、氮氧化物排放量(吨)、烟(粉)尘排放量(吨)、一般固体废物产生量（万吨）、氨氮排放量(万吨)、总磷排放量(万吨)。本文所有原始数据（表1）均来自于国家统计局发表的《中国城市统计年鉴2014》。
表1 2013年全国污染物排放情况 化学需废水排放氧量排地区 总量(万放量(万吨) 吨） 北京144579.917.85 市 天津84210 市 河北310920.5130.99 省 4 .46 .63 22.15 07 26 1313312.62 43289 10.71 3.93 128469716524673 2 12 87456.88 1592 2.47 0.44 216832.311719.87041.6166329.59285.95 1044 1.97 0.4 量(吨) 量(吨) 硫排放物排放放量(吨) 量（万吨） (万吨) (万吨) 二氧化 氮氧化烟(粉)尘排废物产生排放量放量一般固体 氨氮总磷排山西138030.446.13 省 内蒙106920.4古自7 治区 辽宁234508.1125.26 省 8 76.12 省 3 144.73 江省 2 23.56 市 江苏594359.1 114.89 省 浙江419120.3 75.51 省 安徽266234.190.27 省 9 63.9 省 6 73.45 省 6 184.57 省 9 1 86.32 3 125542611578041026718.12 30520 .92 .22 5.53 0.78 13586911377573822126.73 20081 .74 .1 5.12 1.25 1027044955381.670585.64 26759 10.33 2.68 .07 4 320187.46 65 74 722454.24 76 31 80924.98 15 61 499960.61 10856 14.74 1.82 05 .44 319745.93 79 23 418617.27 11937 10.33 1.97 13 62 259363.41 48 09 356271.27 11518 6 06 696725.61 18172 16.15 6.2 .09 .58 164496716513278.88 1.26 557703.570408.8535 9.09 1.25 361003.438344.501349.863668.4300 10.75 1.06 593363.752976.941679.13380402054 4.58 0.18 215848.380354.6094 8.77 2.54 489093.751588.4591 5.47 1.57 381452.560518.吉林117702.5黑龙153089.6上海222962.9福建259097.8江西207137.5山东494570.1河南412581.8135.42 12539831565643641273.14 16270 14.42 4.75 省 2 105.82 .82 .4 359524.92 8181 12.49 2.32 湖北294053.9省 湖南307227 124.9 省 广东862471.0173.39 省 广西壮族225302.675.94 自治区 海南36156.05 19.44 省 重庆142535.439.18 市 7 123.2 省 贵州93084.53 32.82 省 云南156583.254.72 省 西藏8 3 7 8 6 599352.612392.87 26 358671.3 04 68 353967.54 06 .38 5912 21.64 2.49 761896.12042397806 15.77 2.38 641321.588160.471986.504306.289473.82 8 91 7676 8.1 1.36 32414.1100248.18003.18 5 59 191204.48 06 51 296004.85 14007 01 95 301301.56 12 49 386895.16 16040 24 47 5.8 0.74 663091.523672.8194 3.83 0.44 986423.557292.13.7 3.17 816706.624313.3162 5.22 0.63 547686.362042.415 2.26 0.39 四川307647.8自治5004.68 2.58 4191.66 44327.6 6750.75 区 陕西132169.351.93 省 3 32 78 806152.758897.537738.57 362 0.32 0.04 7491 5.96 0.83 甘肃64969.46 37.91 省 青海561980.442925.226573.72 82 21953.03 10.34 156694 65 132256.173762.04 12377 1 0.97 0.06 5907 3.92 0.38 省 宁夏回族38528.43 22.19 自治区 新疆维吾100720.267.24 尔自治区 9 08 3 389712.437439.230619.65 67 3277 1.71 0.21 829431.886926.755909.37 57 9283 4.65 1.2 7个指标具有不同的量纲和量纲单位，为了消除由此带来的不可公度性，应将各指标作无量纲处理，本文采用的方法是标准化法，标准化的结果见表2。
表2 标准化处理后的数据
一般固体地废水排放化学需氧二氧化硫 氮氧化烟(粉)尘废物产生区 总量 量排放量 排放量 物排放量 排放量 量 北京-0.43245 -1.16901 -1.38371 -1.22092 -1.17186 -1.00430 -1.13706 -0.81004 市 天津-0.75978 -1.08241 -1.06990 -0.89945 -1.07835 -0.94653 -1.04157 -0.78238 市 河北0.46947 1.10963 1.51205 2.06511 2.99095 3.44900 0.53200 1.63056 省 放量 量 氨氮排总磷排放