我国城市空气质量的状况分析
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我国城市空气质量的状况分析
级标准的不到1%。
（3）老的问题还远没有解决，新的问题接踵而来。20多年来，中国对大气污染的控制是十分有限的，主要针对一些常规污染物，如二氧化硫、烟尘、工业粉尘等。虽然通过努力这些污染物排放量有所减少，但是环境污染的严峻形势并没有得到扭转，大气中的氮氧化物污染已经呈现出明显的恶化趋势。但遗憾的是政府部门对此并没有给予足够的重视，因此并没有得到应有的控制。氮氧化物污染加重，有些城市已出现光化学烟雾现象。
城市
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(天)
北京
0.121
0.034
0.053
285
天津
0.101
0.056
0.040
307
石家庄
0.104
0.045
0.035
318
太原
0.106
0.075
0.022
296
呼和浩特
0.074
0.049
0.040
346
沈阳
0.110
0.059
0.037
0.054
0.037
347
济南
0.123
0.050
0.025
295
郑州
0.099
0.053
0.046
322
武汉
0.105
0.044
0.054Baidu Nhomakorabea
301
长沙
0.092
0.039
0.042
333
广州
0.070
0.039
0.056
347
南宁
0.050
0.032
0.028
362
海口
0.038
0.007
0.016
365
重庆
0.105
0.053
0.037
303
成都
0.111
0.038
0.055
315
贵阳
0.074
0.058
0.026
347
昆明
0.067
0.041
0.046
365
拉萨
0.050
0.008
0.021
361
西安
0.113
0.048
0.046
304
兰州
0.150
0.059
0.043
236
西宁
0.141
328
长春
0.085
0.034
0.043
340
哈尔滨
0.101
0.046
0.054
311
上海
0.081
0.035
0.053
334
南京
0.100
0.035
0.048
315
杭州
0.097
0.041
0.052
327
合肥
0.111
0.023
0.027
321
福州
0.064
0.014
0.040
353
南昌
0.079
2.2.2数据运算
本文采用聚类分析中的欧式距离来度量样品（即地区与地区）之间的相似程度，用Ward方法对我国31个主要城市的城市空气质量进行系统聚类，聚类结果见树图1和树图2.
由于前三个指标和最后两个指标的含义不一样，所以要对原始数据左边两次聚类分析，才能更透彻的从不同指标来衡量我国主要城市的空气质量。
第二章 我国主要城市空气质量的分类
2.1聚类分析简介
2.1.1 聚类分析的基本原理与步骤
聚类分析的基本思想是：距离相近的样品（或变量）先聚成类，距离相远的后聚成类，过程一直进行下去，每个样品（或变量）总能聚到合适的类中。系统聚类过程是：假设总共有n个样品（或变量），第一步将每个样品（或变量）独自聚成一类。共有n类；第二步根据所确定的样品（或变量）“距离”公式，把距离较近的两个样品（或变量）聚合为一类，其他的样品（或变量）仍各自聚成一类，这样，形成（n-1）个类中“距离”最近的两个类进一步聚成一类，这样形成（n-2）类；……以上步骤一直进行下去，最后将所有的样品（或变量）全聚成一类。
第一种情况是按二级以上天数及所占比重作为衡量标准对各个城市空气质量做聚类分析。明显可见全国31个主要城市被分为四类，分类结果见树图1.又有（附表三）明显可见，各类所包含的省市自治区、直辖市如下：
第一类有5个城市，其中包括北京、兰州太原乌鲁木齐武汉；第二类有15个城市，其中包括长沙成都哈尔滨杭州合肥济南南京沈阳石家庄天津西安西宁银川郑州重庆；第三类有7个城市，其中包括长春广州贵阳呼和浩特南昌南宁上海；第四类有4个城市，其中包括福州海口昆明拉萨；根据《中华人民共和国环境保护法》和《中华人民共和国大气污染犯防治法》制订的《环境空气质量标准》（GB3095-1996）规定（见注解1）二类区即二级标准为城镇规划中确定的居住区、商业交通居民混合区、文化区、一般工业区和农村地区。从（附表一）可以看出我国31个主要城市都已经达到二级标准，但不同的是达到二级标准的天数各不相同。可以看出：第一类的五个城市明显是达到二级标准天数及所占比重最少的。这主要归因于其特殊的城市职能和地理位置，工业发展比较快，工业企业比较多，而且人口密度过大，又容易受西北沙尘暴袭击。诸多因素影响导致空气质量严重恶劣，是重点治理对象。
0.042
0.032
280
银川
0.090
0.044
0.031
328
乌鲁木齐
0.140
0.093
0.068
262
2.2.3聚类结果及分析
对全国31个主要城市2011年的城市空气质量指标进行分析研究。由于空气质量指标涉及到多因素、多指标，为便于比较各个城市空气质量指标的异同点，根据我国各主要城市2011年城市空气质量指标的数据表（见附表1），可以采用多元统计分析中的系统聚类法对31个主要城市的空气质量指标进行分析。分析选用了五个指标：1、可吸入颗粒X1；2、二氧化硫（X2）；3、二氧化氮（X3）4、空气质量达到二级以上的天数（X4）；5、空气质量达到二级以上占全年比重（X5），用来反映全国各城市空气质量的状况，原始数据（见附表一）。
1.4 主要研究目的
分析我国城市空气质量的现状，找出哪些因素影响空气质量，从而便于相关部门对症下药，做出合理可行的对策，进一步改善环境。
1.5 研究方法
研究方法：对于空气质量的分析，各环境研究人员都采用过很多种方法，本文主要应用SPSS软件做聚类分析，得到哪些城市的环保方面做得比较好，以便作为环保示范点，供其他城市借鉴学习；用SPSS软件做主成分分析对比分析各个影响参数对环境质量的影响程度，以便对国家环保局提出对大气的进一步改进。
本文采用聚类分析中欧式距离来度量样品与样品（即地区与地区）之间的相似程度，用Ward方法对全国31个主要城市的城市空气质量指标进行系统聚类。并根据聚类结果进一步进行客观分析来研究我国主要城市的空气质量现状。
2.2对各城市聚类的结果及分析
2.2.1衡量指标
衡量指标的选取对于聚类分析来说至关重要，具有决定性的意义，影响空气质量好坏的因素有很多，有，温度，湿度等等，为此本文选取了四个指标，分别是可吸入颗粒物，二氧化硫，二氧化氮，空气质量达到二级以上的天数。用以衡量我国主要的三十一个城市的空气质量 ,原文数据如下：
级标准的不到1%。
（3）老的问题还远没有解决，新的问题接踵而来。20多年来，中国对大气污染的控制是十分有限的，主要针对一些常规污染物，如二氧化硫、烟尘、工业粉尘等。虽然通过努力这些污染物排放量有所减少，但是环境污染的严峻形势并没有得到扭转，大气中的氮氧化物污染已经呈现出明显的恶化趋势。但遗憾的是政府部门对此并没有给予足够的重视，因此并没有得到应有的控制。氮氧化物污染加重，有些城市已出现光化学烟雾现象。
城市
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(天)
北京
0.121
0.034
0.053
285
天津
0.101
0.056
0.040
307
石家庄
0.104
0.045
0.035
318
太原
0.106
0.075
0.022
296
呼和浩特
0.074
0.049
0.040
346
沈阳
0.110
0.059
0.037
0.054
0.037
347
济南
0.123
0.050
0.025
295
郑州
0.099
0.053
0.046
322
武汉
0.105
0.044
0.054Baidu Nhomakorabea
301
长沙
0.092
0.039
0.042
333
广州
0.070
0.039
0.056
347
南宁
0.050
0.032
0.028
362
海口
0.038
0.007
0.016
365
重庆
0.105
0.053
0.037
303
成都
0.111
0.038
0.055
315
贵阳
0.074
0.058
0.026
347
昆明
0.067
0.041
0.046
365
拉萨
0.050
0.008
0.021
361
西安
0.113
0.048
0.046
304
兰州
0.150
0.059
0.043
236
西宁
0.141
328
长春
0.085
0.034
0.043
340
哈尔滨
0.101
0.046
0.054
311
上海
0.081
0.035
0.053
334
南京
0.100
0.035
0.048
315
杭州
0.097
0.041
0.052
327
合肥
0.111
0.023
0.027
321
福州
0.064
0.014
0.040
353
南昌
0.079
2.2.2数据运算
本文采用聚类分析中的欧式距离来度量样品（即地区与地区）之间的相似程度，用Ward方法对我国31个主要城市的城市空气质量进行系统聚类，聚类结果见树图1和树图2.
由于前三个指标和最后两个指标的含义不一样，所以要对原始数据左边两次聚类分析，才能更透彻的从不同指标来衡量我国主要城市的空气质量。
第二章 我国主要城市空气质量的分类
2.1聚类分析简介
2.1.1 聚类分析的基本原理与步骤
聚类分析的基本思想是：距离相近的样品（或变量）先聚成类，距离相远的后聚成类，过程一直进行下去，每个样品（或变量）总能聚到合适的类中。系统聚类过程是：假设总共有n个样品（或变量），第一步将每个样品（或变量）独自聚成一类。共有n类；第二步根据所确定的样品（或变量）“距离”公式，把距离较近的两个样品（或变量）聚合为一类，其他的样品（或变量）仍各自聚成一类，这样，形成（n-1）个类中“距离”最近的两个类进一步聚成一类，这样形成（n-2）类；……以上步骤一直进行下去，最后将所有的样品（或变量）全聚成一类。
第一种情况是按二级以上天数及所占比重作为衡量标准对各个城市空气质量做聚类分析。明显可见全国31个主要城市被分为四类，分类结果见树图1.又有（附表三）明显可见，各类所包含的省市自治区、直辖市如下：
第一类有5个城市，其中包括北京、兰州太原乌鲁木齐武汉；第二类有15个城市，其中包括长沙成都哈尔滨杭州合肥济南南京沈阳石家庄天津西安西宁银川郑州重庆；第三类有7个城市，其中包括长春广州贵阳呼和浩特南昌南宁上海；第四类有4个城市，其中包括福州海口昆明拉萨；根据《中华人民共和国环境保护法》和《中华人民共和国大气污染犯防治法》制订的《环境空气质量标准》（GB3095-1996）规定（见注解1）二类区即二级标准为城镇规划中确定的居住区、商业交通居民混合区、文化区、一般工业区和农村地区。从（附表一）可以看出我国31个主要城市都已经达到二级标准，但不同的是达到二级标准的天数各不相同。可以看出：第一类的五个城市明显是达到二级标准天数及所占比重最少的。这主要归因于其特殊的城市职能和地理位置，工业发展比较快，工业企业比较多，而且人口密度过大，又容易受西北沙尘暴袭击。诸多因素影响导致空气质量严重恶劣，是重点治理对象。
0.042
0.032
280
银川
0.090
0.044
0.031
328
乌鲁木齐
0.140
0.093
0.068
262
2.2.3聚类结果及分析
对全国31个主要城市2011年的城市空气质量指标进行分析研究。由于空气质量指标涉及到多因素、多指标，为便于比较各个城市空气质量指标的异同点，根据我国各主要城市2011年城市空气质量指标的数据表（见附表1），可以采用多元统计分析中的系统聚类法对31个主要城市的空气质量指标进行分析。分析选用了五个指标：1、可吸入颗粒X1；2、二氧化硫（X2）；3、二氧化氮（X3）4、空气质量达到二级以上的天数（X4）；5、空气质量达到二级以上占全年比重（X5），用来反映全国各城市空气质量的状况，原始数据（见附表一）。
1.4 主要研究目的
分析我国城市空气质量的现状，找出哪些因素影响空气质量，从而便于相关部门对症下药，做出合理可行的对策，进一步改善环境。
1.5 研究方法
研究方法：对于空气质量的分析，各环境研究人员都采用过很多种方法，本文主要应用SPSS软件做聚类分析，得到哪些城市的环保方面做得比较好，以便作为环保示范点，供其他城市借鉴学习；用SPSS软件做主成分分析对比分析各个影响参数对环境质量的影响程度，以便对国家环保局提出对大气的进一步改进。
本文采用聚类分析中欧式距离来度量样品与样品（即地区与地区）之间的相似程度，用Ward方法对全国31个主要城市的城市空气质量指标进行系统聚类。并根据聚类结果进一步进行客观分析来研究我国主要城市的空气质量现状。
2.2对各城市聚类的结果及分析
2.2.1衡量指标
衡量指标的选取对于聚类分析来说至关重要，具有决定性的意义，影响空气质量好坏的因素有很多，有，温度，湿度等等，为此本文选取了四个指标，分别是可吸入颗粒物，二氧化硫，二氧化氮，空气质量达到二级以上的天数。用以衡量我国主要的三十一个城市的空气质量 ,原文数据如下：