主成分分析法用于环境质量评价的探讨
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｔ ｉ ｐ ｐ ｒ ａ ｐ ｉ ｓ ｐ ｎ ｉ ａ ｏ ｏ ｅ ｔａ ａ ｙ ｉ ｔ ｔｒｑ ａ ｉ ｓ ｅ ｓ ｎ ，ｗｅ ｏ ｔ ｉ ｈ ａ ｅ ｕ ｌｙ ｃ ａ ｇ ｓ ｓｒ ｃ ： ｈ ｓ ａ ｅ ｐ ｌ ｒ ｃｐ ｌｃ ｍｐ ｎ ｎ ｎ ｌｓｓ ｏ ｗａｅ ｕ ｌ ｙ ａ ｓ ｓ ｍｅ ｔ ｅ ｉ ｔ ｂａ ｎ ｔ ｅ ｗ ｔ ｒｑ ａｉ ｈ ｎ ｅ ， ｔ
主 成 分 分 析 法 用 于 环 境 质 量 评 价 的 探（ 州 大 学 环 境 科 学 与 工 程 学 院 ， 苏 扬 州 ２ ５０ ） 扬 江 ２ ００
摘
要： 文章将主成分分析法用于某河流水质评价 ， 出该河流历年水质 变化趋势， 得 但得 到的水质评价等级却与
ｒ
在环境 质量评 价 中 ， 成分 分 析 法 在 确 定 环 境 主
标 Ｐ Ｐ＝∑ ：∑ ， ， ｉ 指 标 监 测值 ， ｉ ｃ为 Ｓ 在此 采
刖 置
该 河流水 质等 级 ， 从得 出 的评 价结果 出发 ， 主成分 对 分 析法用 于 环境质量评 价 的合理性 进行 探讨 。
主成分 分析 作 为一 种 常用 的 多 指标 统 计 方 法 ， 它将 原来 多个 变量 转 化 为 少 数几 个 综 合 指 标 ， 数 从 学 的角度说 ， 一 种 降维 处理 技 术 Ｊ 主成 分 分 析 是 １。 能够 在最大 限度 地 保 留原始 数 据 信 息 的 基 础上 ， 对 高维 变量进 行综 合 和 简 化 ， 且 能够 客 观 地 确 定 各 并
ｂ ｔｔ ｅ ｒ ｃ ｉ ｅ ａ ｅ ｕ ｌ ｙ ｅ ａ ｕ ｔ ｎ ｇ ａ ｅ ｒ ｃ ｎ ｉｔ ｎ ｔ ｈ ｃ ｕ ｌｓｔ ａｉ ｎ ｈ ｕ ｈ ｓｕ ｙｎ ｅ ｐ ｉ ｃ ｐｅ ｏ ｒｎ ｉ ｕ ｈ ｅ ｅ ｖ ｄ ｗ ｔ ｒｑ ａ ｉ ｖ ｌ ａｉ ｒ ｄ ｓ ａ ｅ ｉ ｏ ｓ ｓｅ ｔ ｈ ｔ ｅ ａ ｔ ａ ｉ ｔ ．Ｔ ｏ ｇ ｔ ｄ ｉ ｇ ｔ ｒｎ ｉ ｌ ｆｐ ｉ ｅ － ｔ ｏ ｎ ｗｉ ｕ ｏ ｈ ｐ ｏ ｏ ｅ ｔａ ａｙ ｉ ｌ ａ ｃ ｍｐ ｎ ｎ ｎ ｌ ｓ ｓ，ｗｅ ｃ ｎ ｌ ｄ ｈ ｔｐ ｎ ｉ ａ ｏ ｏ ｅ ｔａ ａ ｙ ｉ ａ ｅ ｕ ｅ ｏ ｃ ｍｐ ｒ ｎ ｉ ｎ ｎ ａ ｕ ｉ ｔｄｆｅ ｅ ｔ ｏ ｃｕ ｅ ｔ ａ ｒ ｃ ｐ ｃ ｍｐ ｎ ｎ ｎ ｌ ｓｓ ｃ ｎ ｂ ｓ ｄ ｔ ｏ ａ ｅ ｅ ｖｒ ｍｅ ｔｌｑ ａ ｔ ａ ｉ ｒ ｎ ｉ ｌ ｏ ｌｙ ｔ ｓｏ ｎ ｄ ｅ ｅ ｔ ｏ ａ ｉｎ ｉ ｍｅ ｒ ｉ ｉ ｒ ｎ ｃ ｔ ｓ；ａ ｄ ｐ ｎ ｉ ａ ｏ ｏ ｅ ｔ ｎ ｌ ｓｓ ｃ ｕ ｄ ｎ ｔｅ ａ ｕ ｔ ｅ ｇ ａ ｅ ｏ ｎ ｉ ｎ ｎ ａ ｕ ｉ ． ｆ ｌ ｏ ｎ ｒ ｃ ｐ ｌｃ ｍｐ ｎ ｎ ａ ｙ ｉ ｏ ｌ ｏ ｖ ｌ ａ ｅ ｔ ｒ ｄ ｆｅ ｖ ｒ ｍｅ ｔ ｑ ａ ｔ ｉ ａ ｈ ｏ ｌ ｌｙ Ｋｅ ｒ ｓ： ｒ ｃｐ ｌｃ ｍｐ ｎ ｎ ｎ ｌ ｓｓ ｎ ｉｏ ｍｅ ｔｌｑ ａ ｉ ｖ ｌ ａｉ ｎ；ｔ ｅｐ ｉ ｃｐ ｏ ｏ ｅ ｔ ｙ ｗｏ ｄ ｐ ｎ ｉ ａ ｏ ｏ ｅ ｔａ ａｙ ｉ ；ｅ ｖ ｒ ｎ ｎ ａ ｕ ｌ ｙ ｅ ａｕ ｔｏ ｉ ｔ ｈ ｒｎ ｉ ａ ｃ ｍｐ ｎ ｎ ｌ
实际情况不符。通过对主成分分析法原理进行研 究 ， 出两个结论 ： 得 主成分分析法可用于比较 不同时间或不 同地
点 的 环境 质 量 优 劣 ； 成 分分 析 法不 能评 价 出环境 质 量 等级 。这 主要 是 由主 成 分分 析 法 的本 质特 点所 决 定 。 主
关 键 词 ： 成 分 分析 法 ； 境 质 量 评 价 ； 成 分 主 环 主 中图 分 类 号 ： ８０ ３ Ｘ ２ ．
（ ａ ｇｈ ｕＵ ｉ ｒｉ ， ｅ ａｔ ｎ ｆ ｎ ｉ ｍｅ ｔ ｃｅｃ ｎ ｎｉｅｒ ｇ Ｙ ｎ ｚｏ ２ ０ ０，Ｃ ｉ ） Ｙ ｎ ｚｏ ｎｖ ｓｙ Ｄ ｐｒ ｔ ｖ ｅ ｔ ｍｅ ｏ Ｅ ｍｒ ｌｎａ Ｓ ｉｎｅａｄＥ ｇｎ ｅ ｎ ， ａ ｇｈ ｕ２ ５ ０ ｌ ｉ ｈｎ ａ
个指 标 的权 重 ， 避免 了主 观 随 意性 ， 一 定 的优 越 有 性， 已经被广 泛地 应用 于环 境领 域 Ｊ 。
ｌ 主 成 分 分 析 法 用 于评 价 实例
１ １ 某河 流 水质状 况 ．
某 河流 ２ ０ ０ １年 一２ ０ ０ ７年 的 污染 物 浓度 如 表 １
所示 ， 将各 年份 监 测值 与 五个 类 别 的水质 标 准值 进 行 比较 以确定 水质级别 。计算 各年 份 的综合 污 染指
文献标识码 ： Ａ
Ｓｕ ｙｏ ｐｌｉｇＰｉｃ ａ Ｃ ｍ ｏ ｅｔ ｎ ｙｉ ｔ Ｅ ｖ ｏｍｅｔ ｕ ｉ ｓｅｓ ｅｔ ｔｄ ｆ ｐｙｎ ｒ ｉ ｌ ｏ ｐｎｎ ａ ｓ ｎｉ ｎ ｎａ Ｑ ａ ｔ Ａ ｓｓ ｎ Ａ ｎｐ Ａｌ ｓｏ ｒ ｌ ｌｙ ｍ
Ｌ ｕ Ｃｈｅ ｈ ，Ｌｖ Ｘｉ ｈ ｎ ｉ ｎ ｕｉ ｎ ｏ ｇ，Ｆａ ｉａ ｎ Ｈａｙ ｎ
第３ ６卷第 ３期 ２ １ 年 ３月 ０１
环 境 科 学 与 管 理
ＥＮＶⅡ ｏＮＭ 匝ＮＴＡＩ Ｓ ＥＮＣＥ ， ＣＩ ＡＮＤ ＡＮＡＧＥ】匝ＮＴ Ｍ Ⅵ
Ｖｏ ．ｊ０ １
ｎ ｊ
ＭＲ ．２ １ ｌ ０ｌ ＂
文章编 号 ：６ ４— １ ９ ２ １ ）３－ １３－ ４ １ ７ ６ ３ （０ １ ０ ０ ８ ０
主 成 分 分 析 法 用 于 环 境 质 量 评 价 的 探（ 州 大 学 环 境 科 学 与 工 程 学 院 ， 苏 扬 州 ２ ５０ ） 扬 江 ２ ００
摘
要： 文章将主成分分析法用于某河流水质评价 ， 出该河流历年水质 变化趋势， 得 但得 到的水质评价等级却与
ｒ
在环境 质量评 价 中 ， 成分 分 析 法 在 确 定 环 境 主
标 Ｐ Ｐ＝∑ ：∑ ， ， ｉ 指 标 监 测值 ， ｉ ｃ为 Ｓ 在此 采
刖 置
该 河流水 质等 级 ， 从得 出 的评 价结果 出发 ， 主成分 对 分 析法用 于 环境质量评 价 的合理性 进行 探讨 。
主成分 分析 作 为一 种 常用 的 多 指标 统 计 方 法 ， 它将 原来 多个 变量 转 化 为 少 数几 个 综 合 指 标 ， 数 从 学 的角度说 ， 一 种 降维 处理 技 术 Ｊ 主成 分 分 析 是 １。 能够 在最大 限度 地 保 留原始 数 据 信 息 的 基 础上 ， 对 高维 变量进 行综 合 和 简 化 ， 且 能够 客 观 地 确 定 各 并
ｂ ｔｔ ｅ ｒ ｃ ｉ ｅ ａ ｅ ｕ ｌ ｙ ｅ ａ ｕ ｔ ｎ ｇ ａ ｅ ｒ ｃ ｎ ｉｔ ｎ ｔ ｈ ｃ ｕ ｌｓｔ ａｉ ｎ ｈ ｕ ｈ ｓｕ ｙｎ ｅ ｐ ｉ ｃ ｐｅ ｏ ｒｎ ｉ ｕ ｈ ｅ ｅ ｖ ｄ ｗ ｔ ｒｑ ａ ｉ ｖ ｌ ａｉ ｒ ｄ ｓ ａ ｅ ｉ ｏ ｓ ｓｅ ｔ ｈ ｔ ｅ ａ ｔ ａ ｉ ｔ ．Ｔ ｏ ｇ ｔ ｄ ｉ ｇ ｔ ｒｎ ｉ ｌ ｆｐ ｉ ｅ － ｔ ｏ ｎ ｗｉ ｕ ｏ ｈ ｐ ｏ ｏ ｅ ｔａ ａｙ ｉ ｌ ａ ｃ ｍｐ ｎ ｎ ｎ ｌ ｓ ｓ，ｗｅ ｃ ｎ ｌ ｄ ｈ ｔｐ ｎ ｉ ａ ｏ ｏ ｅ ｔａ ａ ｙ ｉ ａ ｅ ｕ ｅ ｏ ｃ ｍｐ ｒ ｎ ｉ ｎ ｎ ａ ｕ ｉ ｔｄｆｅ ｅ ｔ ｏ ｃｕ ｅ ｔ ａ ｒ ｃ ｐ ｃ ｍｐ ｎ ｎ ｎ ｌ ｓｓ ｃ ｎ ｂ ｓ ｄ ｔ ｏ ａ ｅ ｅ ｖｒ ｍｅ ｔｌｑ ａ ｔ ａ ｉ ｒ ｎ ｉ ｌ ｏ ｌｙ ｔ ｓｏ ｎ ｄ ｅ ｅ ｔ ｏ ａ ｉｎ ｉ ｍｅ ｒ ｉ ｉ ｒ ｎ ｃ ｔ ｓ；ａ ｄ ｐ ｎ ｉ ａ ｏ ｏ ｅ ｔ ｎ ｌ ｓｓ ｃ ｕ ｄ ｎ ｔｅ ａ ｕ ｔ ｅ ｇ ａ ｅ ｏ ｎ ｉ ｎ ｎ ａ ｕ ｉ ． ｆ ｌ ｏ ｎ ｒ ｃ ｐ ｌｃ ｍｐ ｎ ｎ ａ ｙ ｉ ｏ ｌ ｏ ｖ ｌ ａ ｅ ｔ ｒ ｄ ｆｅ ｖ ｒ ｍｅ ｔ ｑ ａ ｔ ｉ ａ ｈ ｏ ｌ ｌｙ Ｋｅ ｒ ｓ： ｒ ｃｐ ｌｃ ｍｐ ｎ ｎ ｎ ｌ ｓｓ ｎ ｉｏ ｍｅ ｔｌｑ ａ ｉ ｖ ｌ ａｉ ｎ；ｔ ｅｐ ｉ ｃｐ ｏ ｏ ｅ ｔ ｙ ｗｏ ｄ ｐ ｎ ｉ ａ ｏ ｏ ｅ ｔａ ａｙ ｉ ；ｅ ｖ ｒ ｎ ｎ ａ ｕ ｌ ｙ ｅ ａｕ ｔｏ ｉ ｔ ｈ ｒｎ ｉ ａ ｃ ｍｐ ｎ ｎ ｌ
实际情况不符。通过对主成分分析法原理进行研 究 ， 出两个结论 ： 得 主成分分析法可用于比较 不同时间或不 同地
点 的 环境 质 量 优 劣 ； 成 分分 析 法不 能评 价 出环境 质 量 等级 。这 主要 是 由主 成 分分 析 法 的本 质特 点所 决 定 。 主
关 键 词 ： 成 分 分析 法 ； 境 质 量 评 价 ； 成 分 主 环 主 中图 分 类 号 ： ８０ ３ Ｘ ２ ．
（ ａ ｇｈ ｕＵ ｉ ｒｉ ， ｅ ａｔ ｎ ｆ ｎ ｉ ｍｅ ｔ ｃｅｃ ｎ ｎｉｅｒ ｇ Ｙ ｎ ｚｏ ２ ０ ０，Ｃ ｉ ） Ｙ ｎ ｚｏ ｎｖ ｓｙ Ｄ ｐｒ ｔ ｖ ｅ ｔ ｍｅ ｏ Ｅ ｍｒ ｌｎａ Ｓ ｉｎｅａｄＥ ｇｎ ｅ ｎ ， ａ ｇｈ ｕ２ ５ ０ ｌ ｉ ｈｎ ａ
个指 标 的权 重 ， 避免 了主 观 随 意性 ， 一 定 的优 越 有 性， 已经被广 泛地 应用 于环 境领 域 Ｊ 。
ｌ 主 成 分 分 析 法 用 于评 价 实例
１ １ 某河 流 水质状 况 ．
某 河流 ２ ０ ０ １年 一２ ０ ０ ７年 的 污染 物 浓度 如 表 １
所示 ， 将各 年份 监 测值 与 五个 类 别 的水质 标 准值 进 行 比较 以确定 水质级别 。计算 各年 份 的综合 污 染指
文献标识码 ： Ａ
Ｓｕ ｙｏ ｐｌｉｇＰｉｃ ａ Ｃ ｍ ｏ ｅｔ ｎ ｙｉ ｔ Ｅ ｖ ｏｍｅｔ ｕ ｉ ｓｅｓ ｅｔ ｔｄ ｆ ｐｙｎ ｒ ｉ ｌ ｏ ｐｎｎ ａ ｓ ｎｉ ｎ ｎａ Ｑ ａ ｔ Ａ ｓｓ ｎ Ａ ｎｐ Ａｌ ｓｏ ｒ ｌ ｌｙ ｍ
Ｌ ｕ Ｃｈｅ ｈ ，Ｌｖ Ｘｉ ｈ ｎ ｉ ｎ ｕｉ ｎ ｏ ｇ，Ｆａ ｉａ ｎ Ｈａｙ ｎ
第３ ６卷第 ３期 ２ １ 年 ３月 ０１
环 境 科 学 与 管 理
ＥＮＶⅡ ｏＮＭ 匝ＮＴＡＩ Ｓ ＥＮＣＥ ， ＣＩ ＡＮＤ ＡＮＡＧＥ】匝ＮＴ Ｍ Ⅵ
Ｖｏ ．ｊ０ １
ｎ ｊ
ＭＲ ．２ １ ｌ ０ｌ ＂
文章编 号 ：６ ４— １ ９ ２ １ ）３－ １３－ ４ １ ７ ６ ３ （０ １ ０ ０ ８ ０