聚类分析方法在我国空气污染区域划分中的应用(6)

2019-05-18 22:15

Case Number12345678910111213141516171819202122232425262728293031Cluster1144527712777755762617237127117Distance7.2595.5806.2176.21710.27820.55222.48617.01815.33611.86321.60814.40114.25312.16014.42316.9347.64012.38511.31012.38512.14316.31111.647.0009.37814.13822.00513.4546.24015.6287.510

由上表中的聚类结果,我们按各地区空气污染程度不同将各省份分类如下:

表3.5.2 运用k-means法按各地区空气污染程度不同进行划分的结果 类别 第一类 第二类 第三类

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对应编号 对应地区 空气质量排名 1、2、9、21、26、29、30 北京、天津、上海、海南、西藏、宁夏 1 6、10、19、23、27 辽宁、江苏、广东、四川、陕西 5 24 贵州 4 第四类 第五类 第六类 第七类 7、8、11、12、13、14、17、22、吉林、黑龙江、浙江、安徽、福建、湖25、28、31 北、重庆、云南、甘肃、新疆 2 18、20、 湖南、广西 3 5、15、16、 内蒙古、山东、河南 7 3、4、 河北、山西 6 通过对比表3.3.1和表3.5.2,我们可以发现用系统聚类法中的内连接聚类方法和划分聚类法中的k-means方法对附录A中表1的数据的聚类结果是相近的,这可以表明我们运用内连接聚类方法对我国的空气污染区域按污染程度的不同进行划分的结果是合理的。同样,我们用SPSS软件对附录A中表2、表3的数据用k-means方法进行聚类,所得的结果仍与运用系统聚类法的结果相似。在这里我们不列出这两种数据用k-means方法聚类的结果。

由以上可以看出,用系统聚类法对我国的空气污染区域进行按污染程度不同聚类、按废气处理情况聚类、按年度聚类的结果都是合理的。

(六)防治空气污染的可行性建议

根据以上的分类结果,相关部门应该按照污染地区的分类有针对性的制定相关策略,因地制宜,对污染程度相近的地区采用合理的方式进行治理。

基本的防治空气污染的策略应该是监测——干预——评价。第一步,通过对空气污染和人群健康的监测,掌握情况;第二步,针对问题制订对策,进行干预治理;第三步对干预的效果进行评价,再针对发现的问题采取相应的措施。如此循环往复,将空气质量治理得越来越好,人群健康状况也越来越好。

加大力度治理二氧化硫及酸雨污染。相关部门应做到限制高硫煤的开采和使用;重点治理火电厂污染,削减二氧化硫的排放总量;防治化工,冶金,建材等行业生产过程中产生的二氧化硫污染;大力研究开发二氧化硫污染防治技术和设备;做好二氧化硫排污收费工作,运用经济手段促进治理。

治理汽车尾气污染。在发展汽车工业的同时,应该改进汽车工艺,研究开发环保型的汽车,以及汽油的代用品。针对机动车的排气污染,加强机动车出厂管理,提高机动车性

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能;加强机动车落户管理;加强机动车运行及维护管理;改善道路设施;改变燃料结构,大力推广无铅汽油;向发达国家学习,大力研究、开发机动车尾气净化技术,安装先进高效的尾气净化装置。在交通管理方面,我们应进一步加强研究,发展公共交通事业,疏通道路,减少汽车怠速,慢速行驶的时间。

建立完善的法律管理机制,督促企业改革,加强环境法制建设,依法治理空气污染。由于当前法律自身的缺陷,相关部门在落实空气污染防治工作时会有很多不便。很多企业、工厂不重视保护大气环境,法律、道德意识淡薄,为人类的生存环境带来重大危害。这就需要完善的法律管理机制,加大对空气污染行为的处罚力度,让各企业、工厂在法律的制约下减少自身的废气排放量,探寻更为环保的生产经营模式。

改善能源结构,促进空气污染的防治工作。我国空气污染的一个重要特征是煤烟型污染,燃煤排放出大量的烟尘、二氧化硫和氮氧化物,这些都是重要的空气污染源。所以,改善城市能源结构,减少燃煤,多用天然气、液化石油气,多用电等清洁能源,成为控制空气污染的重要措施。

四、本文的创新之处

首先,本文在聚类方法的应用过程中,对所选择的数据并不是直接运用现成的软件进行聚类,而是先通过用Matlab软件编程,制作聚类界面,然后再对所选数据进行层次聚类。在编程制作界面的过程中,不仅需要掌握编程的一些方法,还要对聚类的原理有深刻的了解,除此之外还要对界面的布局有合理的安排。为了证明系统聚类结果的合理性,我们又运用SPSS软件,采用k-means方法对所选数据进行聚类,并将两种聚类方法的聚类结果加以比较。

其次,本篇论文是将聚类方法运用于我国空气污染区域的划分之中,这无疑给我们分析我国空气污染的现状带来了方便,所得到的结果也利于我们为防治空气污染做出相应的措施。

最后,在进行聚类的过程中,本文不仅按照各地区空气污染严重程度不同对污染区域进行划分,还考虑到了各地区的废气处理情况,以及各年度我国空气污染情况都有所不同。本文也按照这两种标准分别对污染区域进行划分,这样就从多角度考察了我国的空气污染情况,所得的结果也更具有意义。

五、结束语

空气污染与经济发展水平密切相关,我国正处快速发展时期,空气污染已经成为一个重要的环境问题。由于我国持续高速的经济增长,使得污染控制的难度加大,空气污染将

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存在一个很长时期。要想做好空气污染的防治工作,就必须对我国的空气污染现状做充分的了解。

聚类方法的应用领域越来越广泛,很多问题的解决都得益于聚类方法带来的便利。在本文里,通过将聚类方法运用到空气污染区域的划分中,使我们更清晰的了解到我国不同区域空气质量的差异,这对我们防治空气污染带来了好处,因为我们可以针对不同地区的空气污染状况不同,有针对性的制定相关的政策、法规,同时也有针对性的对这些区域进行空气质量监管。

可以肯定的是,在以后的不断研究探索中,聚类方法将更深入地运用到空气污染领域,为空气污染的防治工作做出巨大贡献。

主要参考文献

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附录A

聚类分析数据

表1. 2009年各地区废气排放情况

编号 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31

地 区 全 国 北 京 天 津 河 北 山 西 内蒙古 辽 宁 吉 林 黑龙江 上 海 江 苏 浙 江 安 徽 福 建 江 西 山 东 河 南 湖 北 湖 南 广 东 广 西 海 南 重 庆 四 川 贵 州 云 南 西 藏 陕 西 甘 肃 青 海 宁 夏 新 疆

工业二氧 化硫排放量 (万吨)

1865.9 6.0 17.3 104.3 101.0 120.4 91.9 30.0 41.9 23.9 101.2 67.7 48.7 39.9 49.0 136.6 117.6 52.7 64.9 101.3 83.5 2.1 58.6 94.6 62.4 41.8 0.2 74.2 40.1 12.7 27.8 51.5

生活二氧 化硫排放量 (万吨)

348.5 5.9 6.4 21.1 25.9 19.5 13.3 6.3 7.1 14.0 6.2 2.4 5.2 2.0 7.4 22.4 17.9 11.6 16.2 5.8 5.5 0.1 16.0 18.9 55.2 8.1 - 6.3 9.9 0.8 3.6 7.5

工业烟尘 排 放 量 (万吨)

604.4 1.9 5.9 33.0 43.8 32.1 40.1 27.7 31.9 3.6 30.1 18.0 23.0 7.1 13.9 30.2 52.1 17.9 27.6 24.8 24.7 0.8 10.9 19.6 11.8 12.4 0.1 15.1 9.2 5.4 7.9 22.0

生活烟尘 排 放 量 (万吨)

243.3 2.5 1.3 18.9 20.9 17.3 21.1 10.7 11.4 6.5 2.9 1.0 5.0 4.3 2.5 11.5 7.6 3.7 6.6 5.3 1.3 0.2 8.2 8.9 32.2 5.5 0.2 5.2 7.0 2.2 1.8 9.7

工业粉尘 排 放 量 (万吨)

523.6 1.7 0.8 42.7 42.8 16.4 22.7 6.6 10.1 0.8 16.4 16.8 28.5 15.7 26.3 22.1 24.9 18.3 57.5 10.5 46.7 0.9 10.8 11.4 9.9 10.2 0.1 14.8 8.4 6.9 3.6 18.5

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