發(fā)布時(shí)間：2018-11-22 16:57

【摘要】：以PM25和03為特征的區(qū)域大氣復(fù)合污染已成為制約我國(guó)京津冀、長(zhǎng)三角、珠三角和其他快速發(fā)展城市群區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重大瓶頸因素。在過(guò)去十年里,以PM2.5和03為主要污染物,CO、SO2、NO2、PM10等多種污染物并存的大氣復(fù)合污染問(wèn)題日益突顯。為此,環(huán)境管理信息化逐步建設(shè)與發(fā)展,必將產(chǎn)生一個(gè)龐大的環(huán)境空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)庫(kù)。隨之,以環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和環(huán)境科學(xué)理論為決策依據(jù)的大氣復(fù)合污染環(huán)境管理模式正在悄然形成。挖掘海量環(huán)境空氣質(zhì)量信息資源,以發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)中潛在的概念和規(guī)律,揭示大氣環(huán)境復(fù)合污染形成機(jī)制與發(fā)生根因,可為環(huán)境管理決策提供科學(xué)支撐�？v觀國(guó)內(nèi)外基于環(huán)境空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)的大氣環(huán)境復(fù)合污染研究方法,有灰色關(guān)聯(lián)分析、主成分分析、Spearman秩相關(guān)系數(shù)法、線性相關(guān)性分析等基于傳統(tǒng)統(tǒng)計(jì)學(xué)的關(guān)聯(lián)分析技術(shù)；神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、支持向量機(jī)、層次貝葉斯等數(shù)據(jù)挖掘的分類(lèi)預(yù)測(cè)技術(shù)；K-means聚類(lèi)、模糊推理等數(shù)據(jù)挖掘的聚類(lèi)分析技術(shù),在識(shí)別多污染物相關(guān)關(guān)系,污染物濃度預(yù)測(cè)方面取得了大量研究成果,并且,數(shù)據(jù)挖掘的關(guān)聯(lián)分析技術(shù)也可以應(yīng)用于環(huán)境信息的分析與預(yù)測(cè)。本論文延續(xù)了利用空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)解析大氣污染問(wèn)題的思路和相關(guān)關(guān)系思想,基于全國(guó)190個(gè)城市945個(gè)監(jiān)測(cè)站點(diǎn)的實(shí)時(shí)空氣質(zhì)量數(shù)據(jù),運(yùn)用計(jì)算機(jī)領(lǐng)域中關(guān)聯(lián)規(guī)則發(fā)現(xiàn)和序列模式挖掘原理,建立了解析大氣復(fù)合污染狀態(tài)及其變化過(guò)程的方法,從PM25和03著手,揭示了污染物的關(guān)聯(lián)關(guān)系及其時(shí)空特征、在污染過(guò)程中表現(xiàn)出的序列特征,這有助于面向大氣復(fù)合污染問(wèn)題的環(huán)境管理決策,也為海量空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)的資源化利用提供新途徑。本論文的研究結(jié)論對(duì)政府監(jiān)管、科學(xué)研究、公眾預(yù)防都有積極的意義。 重點(diǎn)研究?jī)?nèi)容： 1.海量數(shù)據(jù)自動(dòng)采集和購(gòu)物籃數(shù)據(jù)庫(kù)構(gòu)建。錄制腳本與自編程序相結(jié)合實(shí)現(xiàn)自動(dòng)采集全國(guó)城市空氣質(zhì)量實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),現(xiàn)收集了2013年9月4日至12月4日的3個(gè)月的數(shù)據(jù)；在數(shù)據(jù)中添加了站點(diǎn)空間屬性數(shù)據(jù)和監(jiān)測(cè)時(shí)間數(shù)據(jù)；采用離散化方法,進(jìn)行符合數(shù)據(jù)挖掘格式的預(yù)處理,構(gòu)建購(gòu)物籃數(shù)據(jù)庫(kù)。 2.面向大氣復(fù)合污染的關(guān)聯(lián)規(guī)則發(fā)現(xiàn)和序列模式挖掘的實(shí)現(xiàn)�；谡鎸�(shí)的環(huán)境空氣質(zhì)量數(shù)據(jù),關(guān)聯(lián)規(guī)則與序列模式原理,選擇分析平臺(tái)與算法,設(shè)計(jì)面向大氣復(fù)合污染的挖掘方案,編寫(xiě)R語(yǔ)言程序,建立大氣復(fù)合污染物指標(biāo)關(guān)聯(lián)規(guī)則和序列模式挖掘方法。 3.大氣復(fù)合污染關(guān)聯(lián)規(guī)則和序列模式的識(shí)別。(1)識(shí)別包含PM2.5或03指標(biāo)的強(qiáng)關(guān)聯(lián)規(guī)則。即頻繁出現(xiàn)的包含PM2.5或O3指標(biāo)的關(guān)聯(lián)規(guī)則及其置信度,并分析規(guī)則的時(shí)空特征,解析在不同經(jīng)濟(jì)區(qū)、經(jīng)緯區(qū)和日時(shí)段與PM2.5或03關(guān)聯(lián)性強(qiáng)的大氣復(fù)合污染物。(2)識(shí)別包含PM2.5或O3指標(biāo)的強(qiáng)序列模式。即不同時(shí)間間隔下頻繁出現(xiàn)的包含PM2.5或O3指標(biāo)的序列及其支持度,解析PM2.5及O3在大氣復(fù)合污染過(guò)程中的序列特征。 主要研究結(jié)論： 1.在全國(guó)范圍,大氣中多種污染物共同存在比一種污染物單獨(dú)存在更容易并發(fā)嚴(yán)重的PM2.5污染。當(dāng)?shù)蜐舛?二級(jí))的CO,NO2,SO2和PM10(六級(jí))共存時(shí),PM25六級(jí)發(fā)生的概率為93.0%,而每種污染物單獨(dú)存在情況下PM2.5六級(jí)發(fā)生的最高概率僅為65.7%。 2.在東北地區(qū),大氣中PM10六級(jí)與NO2三級(jí)組合存在或NO2三級(jí)單獨(dú)存在時(shí),極易發(fā)生PM2.5六級(jí)污染,概率在98%左右。在京津唐經(jīng)濟(jì)區(qū),大氣中PM10達(dá)到六級(jí)、CO、NO2、SO2達(dá)到二至三級(jí)時(shí),多種組合下發(fā)生PM2.5六級(jí)污染的概率高,在90%左右。大氣中PM10與PM2.5的關(guān)聯(lián)南方大于北方,東部大于西部。CO、NO2與PM2.5的關(guān)聯(lián)北方大于南方,東部大于西部。SO2與PM2.5的關(guān)聯(lián)北方大于南方。 3.23：00-6：00和14：00-16：00時(shí)段出現(xiàn)的大氣污染物指標(biāo)規(guī)則置信度大于0.9。從全國(guó)平均看,1-7時(shí)段發(fā)生PM2.5污染的容易度：T=7T=6T=5T=4T=1T=3T=2。T=2、3時(shí)段,即9：00-11：00和12：00-13：00,為一天中大氣較清潔的時(shí)間段；T=1、4時(shí)段,即7：00-8：00和14：00-16：00,為一天中的輕污染時(shí)段；T=5、6、7時(shí)段,即17：00-6：00,為一天中PM2.5污染較嚴(yán)重的時(shí)間段。在東北地區(qū),T=3、4、6、7時(shí)段,即12：00-16：00和20：00-6：00,為一天中PM2.5污染嚴(yán)重的時(shí)間段。在PM2.5嚴(yán)重污染較難發(fā)生的時(shí)段,PM1o六級(jí)和某種污染物共存于大氣中,在PM2.5嚴(yán)重污染較易發(fā)生的時(shí)段,污染物種類(lèi)較多,CO、SO2、NO2、之間復(fù)雜混合。 4.PM2.5濃度維持穩(wěn)定,逐級(jí)加重,逐級(jí)減輕所需時(shí)間隨污染程度改變。PM2.5維持穩(wěn)定的最長(zhǎng)時(shí)間是24h,隨著污染程度的加重,失穩(wěn)時(shí)間由12-24h變?yōu)?h,逐級(jí)加重所需時(shí)間由12-24h變?yōu)?-3h。除六級(jí)降為五級(jí)約為1h外,PM2.5污染逐級(jí)減輕所需的典型時(shí)間是12-24ho PM10、CO、NO2、SO2都與PM2.5表現(xiàn)出序列關(guān)系。 5.O3二級(jí)的維持時(shí)間比三級(jí)持久,O3濃度傾向于穩(wěn)定而非加重或減輕。多種大氣污染物中只有NO2與O3表現(xiàn)出強(qiáng)序列關(guān)系。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類(lèi)號(hào)】：X51

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2349954