学号 0121114410103
武汉理工大学 数据信息处理课程设计
设计题目 2012年昆明市空气质量状况的统计分析 专业班级 信计1101
姓 名 黎 玮 贤 指导老师 吴 海 英
2014年 1月 15 日
课程设计任务书
学生姓名： 黎玮贤 专业班级： 信计1101 指导教师： 吴海英 工作单位： 武汉理工大学 题 目: 初始条件：
随着科技的发展，天气测评技术的改进，越来越多的天气信息数据出现。这里通
过收集2012年昆明市的每月空气质量状况频数数据，分优,良,轻度,中度,重度和严重污染五个等级作为指标，利用SPSS软件，进行统计分析，以期得到2012年昆明市的天气质量状况了解。
通过《数据分析》课程了学习，已经掌握了基本的数据统计分析方法，如描述性统计分析、方差分析、聚类分析、主成分分析等。
要求完成的主要任务:
1、收集数据:通过查阅中国环保部数据中心，收集、筛选2012年昆明市的空气质量状况频数数据；
2、数据的描述性分析:对筛选出来的有效数据进行描述性统计分析，主要是优,良,轻度,中度,重度和严重污染的样本均值,方差,变异系数,折线图，箱线图、直方图等，获得2012年昆明市的空气质量状况的整体信息；
3、方差分析:通过spss软件进行单因素方差分析，包括分析每种空气质量的天数各月有无差异，；同时分析每种空气质量各月份有无差异，以判断该地区空气质量分月份是否明显；
4、聚类分析:利用系统聚类方法，将整体空气质量状况按月分类,分析空气质量状况那几个月差不多.
5、主成分分析: 将整体空气质量状况按月排名.
时间安排：
2014年1月3号
2014年1月3号至2014年1月10号 2014年1月10号至2014年1月17号 2014年1月18号
查阅资料，确定选题
选择方法，输入数据上机计算 效果分析，总结报告 答辩
指导教师签名： 年 月 日
系主任（或责任教师）签名： 年 月 日
I
摘要
本篇文章主要研究了昆明市2012年1-12月空气质量状况并做出相关统计分析。 首先从中国环保部获得了昆明市2012年1-12月份每月不同空气质量等级的频数，绘制各月不同空气质量等级分布图；其次，利用SPSS软件获取每月空气质量数据的相关统计量，对昆明市2012年的空气质量有一个初步了解，通过每个月份空气质量分布条形图，发现每个月的空气质量等级有明显差异。
经过正态性检验，认为每个月份的数据和不同质量等级下的数据近似服从正太分布，从而进一步通过单因素方差分析，发现质量等级因素对空气质量频数有显著性影响，
为了验证月份之间以及质量等级之间的相似程度，我们采用了谱系聚类法对月份进行了聚类分析，发现1、5、6、7、8、9这几个月空气质量较好，而其他月份空气质量一般，与之前空气质量有明显季度划分的猜想吻合；此外，利用谱系聚类法对质量等级下的数据进行聚类分析，两者比较发现结果近似。
最后，将三组空气质量等级数据类型标准化，成为三个评价指标，选用主成分分析法对指标进行主成分分析，利用每个月份在主成分上的综合得分，最终得到 12个月的综合排名情况，其中空气质量最好的是7月，最差为2月。
关键词： 天气数据、描述性分析、方差分析、聚类分析,主成分分析
II
目录
摘要 ........................................................................................................................................... II 1 数据 ........................................................................................................................................ 1 2 描述性统计分析 .................................................................................................................... 2 3 方差分析 ................................................................................................................................ 9 4 聚类分析 .............................................................................................................................. 11
4.1按月聚类 .................................................................................................................... 11 4.2系统聚类 .................................................................................................................... 12 5 主成分分析综合排名 .......................................................................................................... 14 6分析结论 ............................................................................................................................... 16 7 参考文献 .............................................................................................................................. 17
III
1 数据
通过查阅中国环境保护部数据中心历史空气质量数据，得到了2012年昆明市每月不同空气质量等级的频数，绘制如下统计表，如表1所示。
表1 2012年昆明市每月不同空气质量等级的频数
月份 优 良 轻度污染 中度污染 重度污染 严重污染
一月 16 15 0 0 0 0
二月 1 28 0 0 0 0
三月 3 27 1 0 0 0
四月 4 26 0 0 0 0
五月 9 22 0 0 0 0
六月 16 14 0 0 0 0
七月 29 2 0 0 0 0
八月 8 23 0 0 0 0
九月 12 18 0 0 0 0
十月 8 23 0 0 0 0
十一月 7 23 0 0 0 0
十二月 0 31 0 0 0 0
从表1中，我们可以得到以下信息：
(1) 昆明市2012年空气质量总体较好，等级为“中度污染”、“重度污染”、“严重污染”的天数为零，而等级为“轻度污染”的仅有一天。
(2) 全年空气质量等级以“优”和“良”为主，其中七月有29天空气质量为“优”。 由于等级为“中度污染”、“重度污染”、“严重污染”的天数为零，因此后面在对2012年昆明市空气质量进行数据分析时，不再考虑等级为“中度污染”、“重度污染”、“严重污染”的天数。
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