成都市空氣質(zhì)量預(yù)測數(shù)學(xué)建模論文(已修改)
2025-04-19 02:39 本頁面
【正文】 成都市空氣污染預(yù)測本文對我國城市的空氣污染程度、成都未來空氣質(zhì)量、城市空氣污染的主要因素進行了分析研究。針對我國現(xiàn)行的空氣質(zhì)量評估標(biāo)準(zhǔn)——AQI分級制中的不足，在AQI評估基礎(chǔ)上進行修改完善使之更加科學(xué)，同時還收集了必要的數(shù)據(jù)來研究影響城市空氣污染程度的主要因素。影響城市空氣污染程度的主要因素建立于網(wǎng)上所查的國家頒布的數(shù)據(jù)之上，總的來說，大氣污染源主要可分為自然源和人為源兩大類。人為源包括車輛、船舶、飛機的尾氣、工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)排放、居民生活和取暖、垃圾焚燒等。城市的發(fā)展密度、地形地貌和氣象等也是影響空氣質(zhì)量的重要因素。城市空氣質(zhì)量的好壞與季節(jié)及氣象條件的關(guān)系十分密切。因此我們分不同月份討論。將某種污染源的所有污染物的等標(biāo)污染負(fù)荷按數(shù)值大小排列，從小到大分別計算百分比和累計百分比，將累計百分比大于80%的污染物確定為該污染源的主要污染物污染源，即影響成都空氣質(zhì)量的主要因素。本文考慮到空氣污染程度的季節(jié)性變化，所以最后利用Excel對數(shù)據(jù)進行處理和計算，得出成都污染程度的季度與年度的綜合情況。本文對四川省成都市近幾年的空氣質(zhì)量詳細列表進行科學(xué)分析，利用層次分析法和曲線擬合等數(shù)學(xué)建模方法對其空氣質(zhì)量進行評價與預(yù)測，綜合考慮各種因素建立如下數(shù)學(xué)模型：一、對成都市空氣質(zhì)量進行評價。本文通過對成都市最近十年影響空氣質(zhì)量的因素進行統(tǒng)計，如首要污染物、可吸入性顆粒物以及污染指數(shù)、空氣質(zhì)量級別等進行統(tǒng)計。利用matlab軟件進行曲線擬合對數(shù)據(jù)進行處理，根據(jù)數(shù)據(jù)處理結(jié)果對成都市的空氣質(zhì)量進行評價。二、對20132015年空氣質(zhì)量分析判斷影響成都地區(qū)空氣質(zhì)量有哪些主要因素。因為影響空氣質(zhì)量的因素主要是，工業(yè)廢氣，汽車尾氣，以及居民日常生活產(chǎn)生的廢氣。查閱出成都市近幾年的工業(yè)發(fā)展情況，汽車數(shù)量變化情況，以及居民采暖房方式等數(shù)據(jù)。判斷影響成都地區(qū)空氣質(zhì)量有哪些主要因素？這些因素是如何對空氣質(zhì)量造成影響，根據(jù)分析結(jié)果來未來驗證我們的猜測。關(guān)鍵詞：空氣質(zhì)量等級、曲線擬合、綜合分析法、AQI空氣污染物一、 問題重述我國經(jīng)濟經(jīng)過三十多年的高速發(fā)展，取得了可喜的成就，人們生活水平逐步地提高的同時，社會意識也有所增強，對公共事務(wù)越來越關(guān)注。近幾年，空氣質(zhì)量成了大家最為關(guān)注的話題之一，開始追究造成空氣污染的成因。尤其是霾對人體健康的影響越來越受到人們重視，全國各地區(qū)都在尋求治理霾的有效措施。成都作為一個特大型內(nèi)陸城市，是四川乃至整個西部地區(qū)的經(jīng)濟火車頭，經(jīng)濟帶動作用特別明顯。但成都地處四川盆地的西部，地理環(huán)境相對封閉，空氣質(zhì)量已成為與民攸關(guān)的亟待解決的問題。我們從一些公開的數(shù)據(jù)網(wǎng)站中收集了一些關(guān)于成都地區(qū)的近幾年的氣象數(shù)據(jù)與空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)，請你們建立模型，幫助某部門完成下列工作：（1） 建議你們更多地收集相關(guān)數(shù)據(jù)，并加以深入分析，建立合理的評價指標(biāo)，對成都市近幾年的空氣質(zhì)量的變化趨勢做出合理的評價。（2） 請分析判斷影響成都地區(qū)空氣質(zhì)量有哪些主要因素？這些因素是如何對空氣質(zhì)量造成影響？并想辦法對你們的結(jié)論進行驗證。（3） 請根據(jù)你們的分析結(jié)果，為政府相關(guān)部門提出不過度影響經(jīng)濟發(fā)展的同時，能充分改善地區(qū)空氣質(zhì)量的建議措施。二、 問題分析從本題題目分析，我們希望通過對過去成都市的空氣質(zhì)量監(jiān)測數(shù)據(jù)找出影響成都市空氣質(zhì)量主要因素，建立合理的評價指標(biāo)，對成都市近幾年的空氣質(zhì)量的變化趨勢做出合理的評價。題目中給的數(shù)據(jù)比較少但是可以查閱相關(guān)資料獲得相應(yīng)的數(shù)據(jù)，我們要解決問題的關(guān)鍵點是：查閱相關(guān)資料得到正確數(shù)據(jù)以利于我們分析；如何建立合理的評價指標(biāo)，并對成都市近幾年的空氣質(zhì)量的變化趨勢做出合理的評價；分析判斷合理的影響因素，分析這些因素是如何影響空氣質(zhì)量的，并根據(jù)結(jié)果對相關(guān)部門提出合理的建議措施，因此我們采用的方法是層次分析評價方法，線性擬合法對成都市空氣質(zhì)量進行了綜合評價，因而我們采用運用相關(guān)分析，逐步回歸分析相結(jié)合的方法構(gòu)架模型，來解決各個問題。三、模型假設(shè)1) 我們以附件中的數(shù)據(jù)作為研究的對象的基礎(chǔ)，我們以查閱的數(shù)據(jù)（附件）中為依據(jù)， 假設(shè)收集到的數(shù)據(jù)與理論根據(jù)是準(zhǔn)確合理的；2）成都周邊風(fēng)速較小，擴散較慢，忽略周圍城市污染物的擴散對成都市的影響；2）在預(yù)測月份中，氣候未出現(xiàn)大的異常；3）與相近年份的數(shù)據(jù)基本吻合，未出現(xiàn)大規(guī)模變化，污染潛勢和氣象參數(shù)基本一樣；4）相近年份的數(shù)據(jù)來源可靠，具有使用價值；5) 成都市的車輛未出現(xiàn)大幅增加或減少，大范圍工廠興建和拆毀；6）空氣質(zhì)量的原始數(shù)據(jù)并不一定完全相同，但為了簡化問題，計算所得出來的數(shù)據(jù)只要是同一級別，如35和47一樣，無區(qū)別；7）成都在相近年份并沒有出現(xiàn)中度、重度污染，故忽略這兩種情況，得出數(shù)據(jù)無效。四、符號說明五、模型的建立與求解（AQI）來劃分為6個等級11空氣質(zhì)量等級表質(zhì)量等級優(yōu)良輕度污染中度污染重度污染嚴(yán)重污染AQI范圍05051100101150151200201250250表12 20132015各月份的污染物濃度ug/m^3月份AQI質(zhì)量等級PM10SO2CONO2O313/12174中度污染7514/1223重度污染14/2148輕度污染4914/3115輕度污染2414/488良5114/5108輕度污染14/667良14/767良7114/861良386414/961良1414/1090良14/1177良5314/12122輕度污染15/1165中度污染1262015/2118輕度污染8715/395良5115/485良4915/588良15/662良
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