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基于实例的系统聚类分析法在环境空气质量评价中的应用

基于实例的系统聚类分析法在环境空气质量评价中的应用
基于实例的系统聚类分析法在环境空气质量评价中的应用

旅游环境质量评价系统建构

旅游环境质量评价系统建构 近年来,随着人民物质生活水平的极大提高和社会经济条件的不断改善,人们对景区旅游环境的要求也随之增加。与之形成对比的是,目前多数的旅游景区旅游环境管理相对滞后,特别是在一些热门的景区,由于旅游人数的激增所导致的旅游环境明显恶化,已引起旅游者的严重不满,对旅游行业的可持续健康发展产生了不良影响。因此,建立一套指标体系对旅游环境质量进行全面、有效、有针对性的评价是旅游环境研究中要解决的问题。基于此,笔者尝试以珠海市赤花山森林公园为对象,运用层次分析法(AHP)和Delphi法,采用多层次模糊综合评价方法建立旅游环境质量综合评价模型,对其旅游环境进行定性定量分析,从而为景区的旅游环境管理提供有效的决策方法。 1研究区域概况 赤花山森林公园位于广东省珠海市唐家湾镇,公园总面积为264.87hm2,森林覆盖率为95%,植被类型为南亚热带常绿阔叶林群落,树木种类繁多,景观独特,其浓郁的“赤花八景”为发展生态建设和生态旅游提供了良好的条件。 2构建评价指标体系的原则

为了使所建立的评价指标体系能够综合反映森林公园旅游环境质量的各个方面,在进行评价指标体系构建过程中就需要遵循一定的基本原则。从一般意义上讲,选取指标构建旅游环境质量评价体系时必须注意以下基本原则[1]:1)科学性原则指标体系建立在科学的基础上,指标概念要明确。要充分运用森林生态学、旅游学和可持续发展等相关理论知识,并且应有一定科学的内涵,能够反映出旅游环境质量评价的内容。2)系统性原则旅游环境质量评价指标体系采用的指标尽可能完整齐全,指标体系要能真实地反映出旅游资源各个方面的基本特征,以及旅游资源综合评价的内涵。3)代表性原则旅游资源涵盖范围较广,在充分考虑各类旅游资源的特征及其时空分布尺度的前提下,选取既能反映不同种类生态旅游资源共性而又具有代表性的因子,从而构建具普适性的评价指标体系。4)定性与定量相结合的原则评价指标体系应尽可能量化,但对于一些意义重大却又难以量化的指标,也可用定性指标来描述。5)可比性原则可比性要求评价结果可以在时间和空间上进行比较。从时间上反映旅游资源系统的发展变化过程,从空间上反映同一时间不同种类旅游资源的空间差异。6)可操作性原则可操作性要求在尽可能简单的前提下,挑选指标容易获取、计算方便,并能够很好地反映旅游资源实际情况的指标构建体系。 3评价指标体系的构建 旅游环境质量评价指标体系的建立是旅游环境质量评价的基础。

各类环境要素评价方法-综合污染指数

精心整理培训资料—2 各类环境要素评价方法 一、环境空气质量评价 1、评价标准 执行国家《环境空气质量标准》(GB3095-1996)和修改单(环发[2001]1号)规定的浓度限值 Coi—i项空气污染物的环境质量标准限值。 n—计入空气污染综合指数的污染物项数。 根据全省各地空气污染的状况和特征,结合空气常规监测项目情况,计入空气污染综合指数的参数为空气质量常规监测的二氧化硫、二氧化氮、总悬浮颗粒物或可吸入颗粒物,12个城市将可吸入颗粒物监测结果计入综合污染指数,其他市、县、区以总悬浮颗粒物监测结果计算空气污染综合指数。

⑵空气质量达标评价由单项污染物水平和级别以及综合的空气质量级别进行评价,其中年均 单项污染物级别由环境空气质量的年均值标准确定;综合的空气质量级别的确定为最差一个单项污染物级别即为空气质量级别。达到国家空气质量二级标准(一级和二级)为达标,超过二级标准(三级和劣三级)为超标。其中一级为空气接近良好背景水平的优级,二级为空气有一定程度的污染物存在但影响程度尚可接受的合格水平,三级为空气污染已经达到危害性程度,劣三级为空气污染相当严重。 ⑶污染负荷系数法 为: 1 2 9:00 3、降水评价方法 降水酸度(pH值)以pH=5.60作为划分酸雨界限,一般将pH<5.60的降水称为酸雨。用降水pH 年均值和酸雨出现的频率评价酸雨状况。 三、沙尘暴评价 (总站生字﹝2004﹞根据中国环境监测总站《关于印发<沙尘天气分级技术规定(试行)>的通知》 31号)规定进行评价。详见表3-7。 表3-7 沙尘天气分级颗粒物浓度限值单位: mg/Nm3

10 2、沙尘天气持续时间达不到规定时间者,其分级下降一级; 3、未达到分级标准的其它沙尘现象统称为“受沙尘天气影响”。 四、地表水评价 限值进行比较,以该断面(或河流)污染最重因子的类别作为该断面(河段)的水质综合类别。 ⑵地表水域功能标准 根据陕西省地表水域功能标准进行水质超标状况评价 ⑶综合污染指数法评价 用综合污染指数法及污染分担率来计算和评价各水域(或河流)间的污染程度大小和污染年际变化(污染指数计算,采用第Ⅲ类标准值)。

环境高质量评价与衡量要点

环境质量评价 累积影响:指“当一项活动与其他过去、现在及可以合理预见的将来的活动结合在一起时,因影响的增加而产生的对环境的影响。累积影响来源于连续发生在一段时间、单独的影响很小,但集合起来影响却非常大的行动。 环境影响评价:指对拟议中的建设项目、区域开发计划和国家政策实施后可能对环境产生的影响(后果)进行的系统性识别、预测和评估。其根本目的是鼓励在规划和决策中考虑环境因素,以达到人类活动和环境相协调,是社会经济走可持续发展的重要保证。 环境影响后评价:指拟定的开发建设规划或者具体的建设项目实施后,对规划或建设项目给环境实际造成和将可能进一步造成的影响进行后评价,通过检查、分析、评估等对原环境影响评价结论的客观性及规定的环境保护对策和措施的有效性进行炎症性评价,并提出需补救、完善或者调整的方案、对策、措施的方法和制度。 总量控制:总量控制是指以控制一定时段一定区域排污单位排放污染物总量为核心的环境管理方法体系。它包含了三个方面的容:一是排放污染物的总量;二是排放污染物总量的地域围;三是排放污染物的时间跨度。通常有三种类型:目标总量控制、容量总量控制和行业总量控制。 环境影响识别:环境影响识别是要找出所有受影响(特别是不利影响)的环境因素,并定性说明环境影响的性质、程度和可能围。即辩识一项行动或一个项目对哪些环境要素产生哪些影响,确定其中有重要意义的受影响因子。 环境影响评价制度:是指把环境影响评价工作以法律、法规或行政规章的形式确定下来从而必须遵守的制度。 水体自净:水体中的污染物在没有人工净化措施的情况下,它的浓度随时间和空间的推移而逐渐降低的特性成为水体的自净。 混合断面:当断面上任意一点的浓度与断面平均浓度之差小于平均浓度的5%,可以认为达到均匀分布,这个断面就称为混合断面。 环境风险评价:广义上讲是指人类的各种开发行动所引发的或面临的危害对人体健康、社会经济发展、生态系统等所造成的风险带来的损失进行评估,并据此进行管理和决策的过程。狭义上的,常指对有毒化学物质危害人体健康的影响程度进行概率估计,并提出减小环境风险的方案和对策。 混合层高度:表征污染物在垂直方向被热力湍流稀释的围,即低层空气热力对流与湍流所能达到的高度,它与大气稳定度有密切关系,而风速则直接影响动力湍流的发展。 大气稳定度:大气稳定度系指整层空气的稳定程度,是大气对其中作垂直运动的气团是加速、遏制还是不影响其运动的一种热力学性质。

环境质量评价期末考结业考试

1.环境质量评价目的:7目的(实现经济生产的合理布局)、(指导环境保护措施的设计,强化环境管理)、(为区域的社会经济发展提供导向)、(为城市发展规划提供依据)、(有效控制新污染源)、(优化环境保护和治理方案)、(为建设项目和规划活动实施环境管理提供系统资料) 2.环境质量评价的程序:8程序(划定评价的范围)、(确定评价的内容)、(提出评价精度的要求)、(统一评价方法和途径)、(资料收集)、(系统监测或模拟研究)、(数据处理和建立模型)、(成果分析和报告书的编制) 3.环境质量评价类型 (1)按照环境要素分类:(单要素评价:大气环境质量评价、水环境质量评价)、(综合要素评价) (2)按照评价参数分类:(卫生学评价)、(生态学评价)、(污染物评价)、(物理学评价)、(地质学评价)、(美学评价)等 (3)按照评价区域分类:(城市环境质量评价)、(农村环境质量评价)、(工矿区环境质量评价)、(交通环境质量评价)、(流域环境质量评价)、(海洋环境质量评价)、(风景游览区环境质量评价)、(自然保护区环境质量评价) (4)按照评价时间分类:(环境回顾评价)、(环境现状评价)、(环境影响评价) 4.环境保护法规体系: (1)宪法 (2)环境保护法的颁布《中华人民共和国环境保护法》 (3)各种专门性环境保护法规(环境保护单行法)(环境保护行政法规) (4)地方环境保护法规 (5)环境保护标准 (6)国际条约与协定 5.环境法律制度 (1)环境影响评价制度:《中华人民共和国环境影响评价法》总则第二条称,环境影响评价,是指对规划和建设项目实施后可能造成的环境影响进行分析、预测和评估,提出预防或者减轻不良环境影响的对策和措施,以及进行跟踪监测的方法与制度。 (2)“三同时”制度:同时设计、同时施工、同时投产 (3)征收排污费制度 (4)限期治理制度 (5)排污申报登记制度 (6)环境保护许可制度 6.环境标准: 保护环境、控制污染与生态破坏的各种标准的总称。它是以(保护人群健康、社会物质财富和促进生态良性循环)为目的,针对环境结构和状态,在综合考虑自然环境特征、科学技术水平和经济条件的基础上,由国家按照法定程序制定和批准的技术规范,是国家环境政策在技术方面的具体体现,也是执行各项环境法律、法规的基本依据。 7.环境标准的作用: (1)环境标准是制定环境规划与环境计划的主要依据

模糊聚类分析方法

模糊聚类分析方法 对所研究的事物按一定标准进行分类的数学方法称为聚类分析,它是多元统计“物以类聚”的一种分类方法。载科学技术、经济管理中常常要按一定的标准(相似程度或亲疏关系)进行分类。例如,根据生物的某些性状可对生物分类,根据土壤的性质可对土壤分类等。由于科学技术、经济管理中的分类界限往往不分明,因此采用模糊聚类方法通常比较符合实际。 一、模糊聚类分析的一般步骤 1、第一步:数据标准化[9] (1) 数据矩阵 设论域12{,,,}n U x x x =为被分类对象, 每个对象又有m 个指标表示其性状,即 12{,, ,}i i i im x x x x = (1,2,,) i n =, 于是,得到原始数据矩阵为 1112 1 21222 12 m m n n nm x x x x x x x x x ?? ? ? ? ??? 。 其中nm x 表示第n 个分类对象的第m 个指标的原始数据。 (2) 数据标准化 在实际问题中,不同的数据一般有不同的量纲,为了使不同的量纲也能进行比较,通常需要对数据做适当的变换。但是,即使这样,得到的数据也不一定在区间[0,1]上。因此,这里说的数据标准化,就是要根据模糊矩阵的要求,将数据压缩到区间[0,1]上。通常有以下几种变换: ① 平移·标准差变换

i k k ik k x x x s -'= (1,2,,;1,2,i n k m == 其中 11n k i k i x x n ==∑, k s =。 经过变换后,每个变量的均值为0,标准差为1,且消除了量纲的影响。但 是,再用得到的ik x '还不一定在区间[0,1]上。 ② 平移·极差变换 111m i n { }m a x {}m i n {}i k i k i n ik ik ik i n i n x x x x x ≤≤≤≤≤≤''-''=''- ,(1,2, ,)k m = 显然有01ik x ''≤≤,而且也消除了量纲的影响。 ③ 对数变换 lg ik ik x x '= (1,2,,;1,2,i n k m == 取对数以缩小变量间的数量级。 2、第二步:标定(建立模糊相似矩阵) 设论域12{,, ,}n U x x x =,12{,,,}i i i im x x x x =,依照传统聚类方法确定相似 系数,建立模糊相似矩阵,i x 与j x 的相似程度(,)ij i j r R x x =。确定(,)ij i j r R x x =的方法主要借用传统聚类的相似系数法、距离法以及其他方法。具体用什么方法,可根据问题的性质,选取下列公式之一计算。 (1) 相似系数法 ① 夹角余弦法 2 2m ik jk ij m ik jk x x r x = ∑∑ ② 最大最小法 11() () m ik jk k ij m ik jk k x x r x x ==∧= ∨∑∑。 ③ 算术平均最小法

地表水环境质量评价办法(试行)

附件: 地表水环境质量评价办法 (试 行) 二○一一年三月 —3—

目 录 一、基本规定 (6) (一)评价指标 (6) 1.水质评价指标 (6) 2.营养状态评价指标 (6) (二)数据统计 (6) 1.周、旬、月评价 (6) 2.季度评价 (6) 3.年度评价 (6) 二、评价方法 (7) (一)河流水质评价方法 (7) 1.断面水质评价 (7) 2.河流、流域(水系)水质评价 (7) 3.主要污染指标的确定 (8) (二)湖泊、水库评价方法 (9) 1.水质评价 (9) 2.营养状态评价 (10) (三)全国及区域水质评价 (11) 三、水质变化趋势分析方法 (12) (一)基本要求 (12) (二)不同时段定量比较 (12) —4—

(三)水质变化趋势分析 (13) 1.不同时段水质变化趋势评价 (13) 2.多时段的变化趋势评价 (14) 附录一:污染变化趋势的定量分析方法 (15) 附录二:术语和定义 (17) —5—

为客观反映地表水环境质量状况及其变化趋势,依据《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)和有关技术规范,制定本办法。本办法主要用于评价全国地表水环境质量状况,地表水环境功能区达标评价按功能区划分的有关要求进行。 一、基本规定 (一)评价指标 1.水质评价指标 地表水水质评价指标为:《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)表1中除水温、总氮、粪大肠菌群以外的21项指标。水温、总氮、粪大肠菌群作为参考指标单独评价(河流总氮除外)。 2.营养状态评价指标 湖泊、水库营养状态评价指标为:叶绿素a(chla)、总磷(TP)、总氮(TN)、透明度(SD)和高锰酸盐指数(COD Mn)共5项。 (二)数据统计 1.周、旬、月评价 可采用一次监测数据评价;有多次监测数据时,应采用多次监测结果的算术平均值进行评价。 2.季度评价 一般应采用2次以上(含2次)监测数据的算术平均值进行评价。 3.年度评价 国控断面(点位)每月监测一次,全国地表水环境质量年度评—6—

Matlab学习系列23. 模糊聚类分析原理及实现

23. 模糊聚类分析原理及实现 聚类分析,就是用数学方法研究和处理所给定对象,按照事物间的相似性进行区分和分类的过程。 传统的聚类分析是一种硬划分,它把每个待识别的对象严格地划分到某个类中,具有非此即彼的性质,这种分类的类别界限是分明的。 随着模糊理论的建立,人们开始用模糊的方法来处理聚类问题,称为模糊聚类分析。由于模糊聚类得到了样本数与各个类别的不确定性程度,表达了样本类属的中介性,即建立起了样本对于类别的不确定性的描述,能更客观地反映现实世界。 本篇先介绍传统的两种(适合数据量较小情形,及理解模糊聚类原理):基于择近原则、模糊等价关系的模糊聚类方法。 (一)预备知识 一、模糊等价矩阵 定义1 设R=(r ij )n ×n 为模糊矩阵,I 为n 阶单位矩阵,若R 满足 i) 自反性:I ≤R (等价于r ii =1); ii) 对称性:R T =R; 则称R 为模糊相似矩阵,若再满足 iii) 传递性:R 2 ≤R (等价于1 ()n ik kj ij k r r r =∨∧≤) 则称R 为模糊等价矩阵。 定理1 设R 为n 阶模糊相似矩阵,则存在一个最小的自然数k

(k

SPSS软件聚类分析过程的图文解释及结果的全面分析

SPSS聚类分析过程 聚类的主要过程一般可分为如下四个步骤: 1.数据预处理(标准化) 2.构造关系矩阵(亲疏关系的描述) 3.聚类(根据不同方法进行分类) 4.确定最佳分类(类别数) SPSS软件聚类步骤 1. 数据预处理(标准化) →Analyze →Classify →Hierachical Cluster Analysis →Method 然后从对话框中进行如下选择从Transform Values框中点击向下箭头,此为标准化方法,将出现如下可选项,从中选一即可: 标准化方法解释:None:不进行标准化,这是系统默认值;Z Scores:标准化变换;Range –1 to 1:极差标准化变换(作用:变换后的数据均值为0,极差为1,且|x ij*|<1,消去了量纲的影响;在以后的分析计算中可以减少误差的产生。);Range 0 to 1(极差正规化变换/ 规格化变换); 2. 构造关系矩阵 在SPSS中如何选择测度(相似性统计量): →Analyze →Classify →Hierachical Cluster Analysis →Method 然后从对话框中进行如下选择常用测度(选项说明):Euclidean distance:欧氏距离(二阶Minkowski距离),用途:聚类分析中用得最广泛的距离;Squared Eucidean distance:平方欧氏距离;Cosine:夹角余弦(相似性测度;Pearson correlation:皮尔逊相关系数; 3. 选择聚类方法 SPSS中如何选择系统聚类法 常用系统聚类方法 a)Between-groups linkage 组间平均距离连接法 方法简述:合并两类的结果使所有的两两项对之间的平均距离最小。(项对的两成员分属不同类)特点:非最大距离,也非最小距离 b)Within-groups linkage 组内平均连接法 方法简述:两类合并为一类后,合并后的类中所有项之间的平均距离最小 C)Nearest neighbor 最近邻法(最短距离法) 方法简述:用两类之间最远点的距离代表两类之间的距离,也称之为完全连接法

基于GIS的城市生态环境质量评价系统

收稿日期:2003-02-05基金项目:“九五”国家科技攻关滚动计划(96-911-08-04)作者简介:成 筠,女,三峡大学经济与管理学院,讲师,博士。 文章编号:1001-4179(2004)05-0045-03 基于GIS 的城市生态环境质量评价系统 成 筠1  徐泮林2  郑丙辉 3 (1.三峡大学经济与管理学院,湖北宜昌443002; 2.山东科技大学地球信息科学与工程学院,山东泰安 271019; 3.中国环境科学研究院,北京100012) 摘要:生态学、生态经济学、景观生态学、生物多样性保护理论的发展和完善,已为人类认识宏观环境提供了先进的理论和思想,为开展大尺度的区域生态区划与生态环境质量评价提供了可度量的技术与方法。计算机技术的发展,也为我们认识和管理生态环境提供了手段和方法。根据GIS 开发设计中原型法的思想,以结构化系统分析为主要技术路线,利用面向对象技术和组件技术,用可视化编程语言Visual Basic 和GIS 控件MapObjects 开发了城市生态环境质量评价系统,探讨了系统开发中的主要技术问题,包括确立系统开发的构想与目标、系统分析与设计、系统实现等。关 键 词:城市生态环境;质量评价;GIS;原型法;系统设计中图分类号:X 84 文献标识码:A 1 概述 生态环境是人类生存和发展的基本条件,是社会和经济可持续发展的基础。随着全球工业化和城市化的迅速发展,现代城市面临着生态环境危机。 生态保护离不开生态环境信息的采集和处理,而生态环境信息85%以上与空间位置有关。城市生态环境质量的综合评价工作,就是在分析、归纳大量环境调查和监测资料的基础上,通过各种生态环境质量评价方法与模型的计算,找出研究区域的主要生态环境问题,指出环境质量的发生、发展与空间分布规律。要解决这个问题,依靠传统的生态调查方法和限于局部环境及相互分离的评价方法显然是不行的。寻求能够从更大的空间尺度上调查与评价城市生态环境质量、建立指标体系,提出评价模式,建立生态环境质量评价系统是当务之急。 近年来,生态学、生态经济学、景观生态学、生物多样性保护理论的发展和完善,已为人类认识宏观环境提供了先进的理论和思想,为开展大尺度的区域生态区划与生态环境质量评价提供了可度量的技术与方法。计算机技术、遥感(RS )技术、地理信息系统(GIS )技术、全球定位系统(G PS )以及信息网络技术的发展,也为我们认识和管理生态环境提供了手段和方法。 2 系统需求 目前的城市生态环境质量评价不外乎如下几种情况: (1)单环境要素的城市环境质量评价,如大气环境质量评价、水环境质量评价和噪声环境质量评价等; (2)城市环境质量的综合评价,其评价数据仅来自于地面监测数据和社会统计资料,评价因子考虑也不全面,评价结果主 要是以表格和统计图方式表示,几乎没有引入生态学的概念,也 没有利用3S 技术,空间概念不明确; (3)以卫星遥感数据为基础,结合地面调查,依据生态学理论,对城市生态环境质量进行评价,但大多处于半自动化半手工方式,亦即对卫星遥感影像进行解译后,利用计算机或手工方式对数据进行计算分析,然后根据分析结果做出人为评价,没有形成系统。 建立城市生态环境质量评价系统的目的旨在实现生态环境质量评价的计算机化;提高生态环境监测数据的综合利用能力;利用现代化技术手段,反映和预测生态环境破坏,生态环境质量变化及规律,实现生态环境管理的规范化和科学化。针对生态环境质量综合评价的目的,利用卫星遥感监测数据和地面同步实地监测数据以及社会经济统计数据,运用景观生态学理论,构建一套包括城市生态系统压力、生态系统状态和生态系统响应3方面的全新的且较为全面的城市生态环境质量评价指标体系,建立一套可行的生态环境质量评价方法进行生态环境质量的综合评价并最终实现计算机化。 3 系统的分析与设计 3.1 系统设计思想 首先通过地面监测数据和遥感解译的初步成果,参考已有 的自然区划和植被区划的成果,进行生态功能区域划分,然后确定指标体系,并应用专家经验法确定其权重系数,对于选定的指标和标准,建立评价模型。最后利用计算机技术、地理信息系统技术,设计出城市生态环境质量评价系统。 3.2 数据流程图 系统的数据流程如图1。 第35卷第5期人 民 长 江 V ol.35,N o.5 2004年5月 Y angtze River May , 2004

模糊聚类分析方法汇总

模糊聚类分析方法 对所研究的事物按一定标准进行分类的数学方法称为聚类分析,它是多元统计“物以类聚”的一种分类方法。载科学技术、经济管理中常常要按一定的标准(相似程度或亲疏关系)进行分类。例如,根据生物的某些性状可对生物分类,根据土壤的性质可对土壤分类等。由于科学技术、经济管理中的分类界限往往不分明,因此采用模糊聚类方法通常比较符合实际。 一、模糊聚类分析的一般步骤 1、第一步:数据标准化[9] (1) 数据矩阵 设论域12{,,,}n U x x x =为被分类对象,每个对象又有m 个指标表示其性状, 即 12{,, ,}i i i im x x x x = (1,2, ,)i n =, 于是,得到原始数据矩阵为 11 121212221 2 m m n n nm x x x x x x x x x ?? ? ? ? ??? 。 其中nm x 表示第n 个分类对象的第m 个指标的原始数据。 (2) 数据标准化 在实际问题中,不同的数据一般有不同的量纲,为了使不同的量纲也能进行比较,通常需要对数据做适当的变换。但是,即使这样,得到的数据也不一定在区间[0,1]上。因此,这里说的数据标准化,就是要根据模糊矩阵的要求,将数据压缩到区间[0,1]上。通常有以下几种变换: ① 平移·标准差变换

ik k ik k x x x s -'= (1,2,,;1,2,,)i n k m == 其中 11n k ik i x x n ==∑, k s = 经过变换后,每个变量的均值为0,标准差为1,且消除了量纲的影响。但 是,再用得到的ik x '还不一定在区间[0,1]上。 ② 平移·极差变换 111min{}max{}min{}ik ik i n ik ik ik i n i n x x x x x ≤≤≤≤≤≤''-''=''-,(1,2,,)k m = 显然有01ik x ''≤≤,而且也消除了量纲的影响。 ③ 对数变换 lg ik ik x x '= (1,2,,;1,2,,)i n k m == 取对数以缩小变量间的数量级。 2、第二步:标定(建立模糊相似矩阵) 设论域12{,, ,}n U x x x =,12{,, ,}i i i im x x x x =,依照传统聚类方法确定相似 系数,建立模糊相似矩阵,i x 与j x 的相似程度(,)ij i j r R x x =。确定(,)ij i j r R x x =的方法主要借用传统聚类的相似系数法、距离法以及其他方法。具体用什么方法,可根据问题的性质,选取下列公式之一计算。 (1) 相似系数法 ① 夹角余弦法 21 m ik jk ij m ik jk k x x r x == ∑∑。 ② 最大最小法 11() () m ik jk k ij m ik jk k x x r x x ==∧= ∨∑∑。 ③ 算术平均最小法

系统聚类分析课程设计

《空间分析》 系统聚类算法及编程实现 学院:地质工程与测绘学院 专业:遥感科学与技术 班级:2011260601 学号: 学生姓名: 指导老师:李斌

目录 第1章前言 (3) 第2章算法设计背景 (3) 2.1 聚类要素的数据处理 (3) 2.2距离的计算 (5) 第3章算法思想与编程实现 (5) 3.1 算法思想 (5) 3.2 用Matlab编程实现 (7) 3.2.1 程序代码 (7) 3.2.2 编程操作结果 (12) 第4章K-均值算法应用与优缺点 (13) 4.1 K-均值聚类法的应用 (13) 4.2 K-均值聚类法的优缺点 (14) 第5章课程设计总结 (14) 主要参考文献 (15)

第一章前言 本课题是根据李斌老师所教授的《空间分析》课程内容及要求而选定的,是对于系统聚类算法的分析研究及利用相关软件的编程而实现系统聚类。研究的是系统聚类算法的分析及编程实现,空间聚类的目的是对空间物体的集群性进行分析,将其分为几个不同的子群(类)。子群的形成的是地理系统运作的结果,根据此可以揭示某种地理机制。此外,子群可以作为其它分析的基础,例如,公共设施的建立一般地说是根据居民点群的分布,而不是具体的居民住宅的分布来布置的,因此需要对居民点群进行聚类分析以形成若干居民点子群,这样便于简化问题,突出重点。 空间聚类可以采用不同的算法过程。在分析之初假定n个点自成一类,然后逐步合并,这样在聚类的过程中,分类将越来越少,直至聚至一个适当的分类数目,这一聚类过程称之为系统聚类。常见的聚类分析方法有系统聚类法、动态聚类法和模糊聚类法等。下面主要介绍系统聚类算法,并基于Matlab软件用K-means算法(即k-均值算法)来实现系统聚类的算法编程。 第二章算法设计背景 2.1聚类要素的数据处理 假设有m 个聚类的对象,每一个聚类对象都有个要素构成。它们所对应的要素数据可用表3.4.1给出。在聚类分析中,常用的聚类要素的数据处理方法有如下几种。

生态环境状况评价技术规范

生态环境状况评价技术规范 前言 为贯彻《中华人民共和国环境保护法》,加强生态环境保护,评价我国生态环境状况及变化趋势,制定本标准。 本标准规定了生态环境状况评价指标体系和各指标计算方法。 本标准适用于县域、省域和生态区的生态环境状况及变化趋势评价,生态区包括生态功能区、城市/城市群和自然保护区。 本标准于2006年首次发布,本次为第一次修订。 本次修订主要内容: ——优化生态环境状况和各分指数的评价指标和计算方法;——新增生态功能区、城市/城市群和自然保护区等专题生态区生态环境评价指标和计算方法。 自本标准实施之日起,《生态环境状况评价技术规范(试行)》(HJ/T 192—2006)废止。 本标准附录A和附录B为资料性附录。 本标准由环境保护部科技标准司组织修订。 本标准主要起草单位:中国环境监测总站、环境保护部南京环境科学研究所、上海市环境监测中心、江苏省环境监测中心、青海省生态环境遥感监测中心、新疆维吾尔自治区环境监测总站、深圳市环境监测中心站、浙江省环境监测中心、辽宁省环境监测实验中心、环境保护部卫星环境应用中心。 本标准环境保护部2015年3月13日批准。

本标准自2015年3月13日起实施。 本标准由环境保护部解释。 1 适用范围 本标准规定了生态环境状况评价指标体系和各指标计算方法。 本标准适用于评价我国县域、省域和生态区的生态环境状况及变化趋势。其中,生态环境状况评价方法适用于县级(含)以上行政区域生态环境状况及变化趋势评价,生态功能区生态功能评价方法适用于各类型生态功能区的生态功能状况及变化趋势评价,城市生态环境质量评价方法适用于地级(含)以上城市辖区及城市群生态环境质量状况及变化趋势评价,自然保护区生态保护状况评价方法适用于自然保护区生态环境保护状况及变化趋势评价。 2 规范性引用文件 本标准内容引用了下列文件或其中的条款。凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本标准。 GB 3095 环境空气质量标准 GB 3096 声环境质量标准 GB 3838 地表水环境质量标准 GB 15618 土壤环境质量标准 GB/T 14848 地下水质量标准 GB/T 24255 沙化土地监测技术规程 HJ 623 区域生物多样性评价标准 SL 190 土壤侵蚀分类分级标准

模糊聚类法

模糊聚类分析法及其应用 (汽车学院钟锐 2011122071) 摘要模糊聚类分析方法是一种多元统计分析方法, 它通过多个指标将样本划分为若干类, 这种分类方法能很好地应用于交通规划、交通流分析、安全评价等多个方面。文章以交通调查的选择为例说明了模糊聚类分析在规划过程中的具体应用, 并分析了模糊聚类分析在交通规划其他方面的应用。在交通调查中, 可利用模糊聚类分析将交通分区按工业、居住、公建、道路绿化广场等各项用途来进行分类。可相应减少同类交通分区的相似调查工作量。 关键词模糊聚类分析; 交通规划; 交通调查 1 问题的提出 交通规划旨在确定公路和城市道路交通建设的发展目标, 设计达到这些目 标的策略、过程与方案。交通规划包括目标确定、组织工作、数据调查、相关基本模型分析、分析预测、方案设计、方案评价、方案实施过程中的信息反馈和修改等工作阶段。在交通规划的很多阶段, 需要进行分类。例如可将众多的交通小区划分成几大类, 将具有相似特性的交通小区归于一类, 可以减少调查的工作量; 对线路网络进行分析评价时, 也需要进行分类。单一的指标往往不能全面反映交通分区之间的关系, 需要用多个指标来进行。在分类方法中,聚类分析是一种应用很广泛的方法, 它在交通规划领域应用较多。 2 聚类分析方法 聚类分析取意于“人以群分, 物以类聚”的俗语, 即将一组事物根据其性质上亲疏远近的程度进行分类, 把性质相近的个体归为一类, 使得同一类中的个体具有高度的同质性, 不同类之间的个体具有高度的异质性。为使分类合理, 必须描述个体之间的亲疏程度。对此, 通常有距离法、相关系数法等方法。距离法是将每个样本看成m( m 为统计指标的个数) 维空间的一个点, 在m 维空间中定义点与点之间的某种距离; 相关系数法是用某种相似系数来描述样本之间的关系, 如相关系数。聚类的方法有很多, 如系统聚类法、模糊聚类法、分裂法、

环境质量评价方法

i 1 未来1 第一节单因子环境质量指数法 知识点:单因子环境质量指数 单因子环境质量指数法是目前应用最多的一种评价方法。该方法的优点在于将指数系 统与环境标准进行了有机的结合,具有简单、直观、易于换算、可比性强等优点。但也有 其局限性,比如污染物浓度与环境危害之间的关系,在很大程度上是非线性的。 设某一因子i 作用于环境,其环境质量指数的公式可写为: 式中:P i —— i 点的DO 环境质量指数;DO f ――饱和DO 浓度;T ――水温(C ); DO j —— i 点的DO 浓度; DO s — —DO 的评价标准。 2. pH 的标准型指数形式 7.0 pH i P i pH 7.0 7.0 pH sd c pH i 7.0 P i pH 7.0 pH su 7.0 式中:P i ------------ i 点的pH 环境质量指数;pH i -------------------- i 点的pH 监测值; pH sd -------- 评价标准中规定的 pH 下限;pH su ----------------------评价标准中规定的 pH 上限。 需要注意的是:当 P i W 1,表示未超标; 当P i > 1,表明已超标,而此时(P i - 1 )x 100 %可以表示超标百分率。 第二节单要素综合指数法 知识点:单要素综合指数 在环境质量现状评价的评价对象中,一类是相对稳定的研究对象,它们往往是以要素 形式出现,主要有大气、水、土壤、噪声等。 单要素综合指数 是对某一要素中不同的环境 因子进行综合评价,用于描述环境中某一要素的质量现状。根据不同评价目的的需要,环 境质量指数可以设计为随环境质量提高而递增,也可设计为随污染程度的提高而递增。 常用的单要素综合指数具体形式如下: 1.代数叠加型指数: n P i P i C i S 式中:p i 为环境质量指数;C i 为i 因子在环境中的浓度; S 为环境质量标准中该因子某 ■标准浓度值。 大气、水、土壤等绝大多数评价因子均可采用上述的标准型指数;由于 和pH 与 其他因子的性质不同,需采用不同的指数形式。 1. DO 的标准型指数形式 DO (溶解氧) DO f DO i| P i DO i DO s DO f DO s P i 10 9 竺 DO i DO s DO s DO f 468 31.6 T

环境质量评价(建文)

《环境质量评价》复习题 一、填空题 、在我国环境标准体系中,其构成是七类两级。七类标准是指:环境质量标准、 污染物排放标准、环境保护基础标准、环境保护方法标准、环境标准样品标准、环境仪器设备标准和污染报警标准。两级是指国家级和地方级。 、在污染源的调查中,最为基本的方法是社会调查法,在具体的调查过程中,又可分为详查和普查两种方法。 、在污染源的调查中,污染物排放量的确定是调查工作的核心内容之一,目前,确定污染物排放量的方法主要有三种。即物品衡算法、实测法和排毒系数法。 、在环境质量评价中,既考虑分指数的平均值,又考虑分指数的最大值的评价的方法有两种,它们分别是上海大气质量指数法和内梅罗指数法。 、环境质量评价按照评价进度分为:过去评价、现状评价和影响评价。按照法律层面上分为:规划环境影响评价和建设项目环境影响评价 、水环境影响评价工作等级的划分依据为:污水量、水质复杂程度、水域规模、水质要求、大气环境影响评价工作等级的划分选择推荐模式中的估算模式对项追求大气环境影响评价工作进行分级。用污染物的最大地面质量浓度占标率,及该污染物的地面质量浓度达标准限值时所对应的最远距离作为判据。 、模式适用于评价范围小于等于的一级、二级评价项目。模式适用于评价范围小于等于的一级、二级评价项目。模式适用于评价范围大于等于的一级评价项目,以及复杂风场下的一级、二级评价项目。 、植被群落的重要值等于:相对密度()、相对频度()和相对盖 度()之和。 、噪声环境影响评价中,噪声污染防治对策应该考虑从声源上降低噪声和从噪声传播途径上降低噪声两个环节。 二、名词解释 、环境质量评价:对环境质量按照一定的方法和标准给予定性与定量的说明。 、社会调查法:通常指深入到工厂、企业、学校和党政机关进行访问等各种类型座谈会的调查方法。 、最佳实用技术:体现技术先进和经济合理的治理技术。 、新建项目源强的“两本账”:一是工程自身的污染物设计排放量。另一本是按治理规

环境质量评价(1)

一、名词解释 1.环境:以人类社会为主体的外部世界的主体。 2.环境质量:环境系统客观存在的一种本质属性,并能用定性和定量的方法加以描述的环境系统所处的状态。 3 .环境质量评价学:是关于环境评价的理论,方法及应用的科学。 4.决定论评价法:通过对环境因素与评价标准进行判断与比较的过程。设定若干个评价指标和判断标准,将各个因子依据各个判断标准,通过直接观察和互相比较对环境质量进行分等或按评分的多少排序,从而判断环境质量的状态。 5.经济学评价法:从经济的角度对环境质量评价的方法。其立足点在于环境质量在人类活动过程中所具有的经济价值。 6.环境状态:是环境结构的运动和变化的外在表现形态,是环境系统的外貌。 7.环境结构:环境整体中各独立组成部分间数量比例关系,空间位置的配置关系以及联系的内容和方式。 8.环境影响评价:是一项技术,识别、预测某项人类活动对环境更产生的影响,解释和传播信息,制定出减轻不利影响的对策措施,达到人类行为与环境之间的协调发展。 9.环境风险评价:广义上讲是指对某建设项目的兴建、运转,或是区域开发行为所引发的或面临的灾害(包括自然灾害)对人体健康、社会经济发展、生态系统等造成的风险可能带来的损失进行评估,并以此进行管理和决策的过程。狭义上讲是指对有毒化学物质危害人体健康的可能程度进行概率估计,并提出减少环境风险的方案和决策。 10.环境质量的发展价值:环境质量与人类社会经济发展需要之间的满足关系 11. 环境质量现状评价:对一定区域内人类近期和当前的活动致使环境质量变化以及受此变化引起人类与环境质量间的价值关系的改变进行评价。 12..环境质量的生态价值:环境质量对维持生态良性循环需要的满足关系 13. 环境的稳定性:环境系统具有一定的自我调节功能的特性14.环境质量标准:各国政府对环境要素中各种污染物在一定时间和空间范围内的允许含量所作的强制性的规定。 15.环境质量变异规律:环境质量的运动变化所遵循的客观规律。 二、填空题 1. 从对人类社会生存发展的角度考虑,环境的基本特性可归结为(整体性与区域性)(变动性与稳定性)(资源性和价值性)。 2. 环境质量价值的多维性体现为(人体健康生存的需要)(人类生活条件提高的需要)(人类发展生产的需要)(维持自然生态系统良性循环的需要)。 3. 环境质量的评价对象是(环境质量的价值),评价的目的是(调整人类社会的行为)。 4. 环境质量评价从评价要素上可分为(大气环境质量评价)(土壤环境质量评价)(水环境质量评价)。 5. 环境质量评价包括二个方面的内容(环境质量的识别),(人类社会生存发展需要的分析)。 6. 环境质量标准的分级分为(国家级)和(地方级)二个级别。 7. 大气环境质量评价指标有(均值型指数)(上海型大气质量指数)(美国橡树岭大气污染指数)(美国格林大气污染综合指数)(加拿大大气质量指数)。 8. 水环境质量评价指标常用的有(N.L内梅罗水污染指标方法)(有机污染综合评价值) (分级型指数) (水质指数WQI) (S.L.Ross 的水质指数)(频率公式)(统计型水质评价值)列举五个。 9. 环境质量评价可用(决定论评价法),(经济论评价法),(专家评价法)和(模糊综合评价法)方法。 10.特尔斐专家评价法的特点为(匿名性)(轮回反馈沟通情况)(评价结果统计判断)11. 环境质量价值的估算模式有(市场价值法),(人力资本法),(机会成本法),(资产价值法),(旅行费用法)等。 12. 环境质量现状的评价方法有(环境污染评价法)(生态学评价方法)(美学评价法)13.水质污染状况应从(污染强度)(污染范围)(污染历时)三个方面来评定。

系统聚类分析

聚类分析 聚类分析是研究“物以类聚”的一种多元统计方法。国内有人称它为群分析、点群分析、簇群分析等。 聚类分析的基本概念 聚类分析是研究对样品或指标进行分类的一种多元统计方法,是依据研究对象的个体的特征进行分类的方法。它把分类对象按一定规则分成若干类,这些类非事先给定的,而是根据数据特征确定的。在同一类中这些对象在某种意义上趋向于彼此相似,而在不同类中趋向于不相似。它职能是建立一种能按照样品或变量的相似程度进行分类的方法。 聚类分析的基本思想是认为我们所研究的样本或指标(变量)之间存在着程度不同的相似性(亲疏关系)。于是根据一批样本的多个观测指标,具体找出一些彼此之间相似程度较大的样本(或指标)聚合为一类,把另外一些彼此之间相似程度较大的样本(或指标)又聚合为另一类,关系密切的聚合到一个小的分类单位,关系疏远的聚合到一个大的分类单位,直到把所有样本(或指标)都聚合完毕,把不同的类型一一划分出来,形成一个由小到大的分类系统。最后把整个分类系统画成一张谱系图,用它把所有样本(或指标)间的亲疏关系表示出来。这种方法是最常用的、最基本的一种,称为系统聚类分析。 聚类分析有两种:一种是对样本的分类,称为Q型,另一种是对变量(指标)的分类,称为R型。 聚类分析给人们提供了丰富多彩的方法进行分类,这些方法大致可以归纳为: (1)系统聚类法。首先将n个也样品看成n类(一个类包含一个样品),然后将性质最接近的两类合并成一个新类,我们得到n-1类,再从中找出最接近的两类加以合并成了n-2类,如此下去,最后所有的样品均在一类,将上述并类过程画成一张图(称为聚类图)便可决定分多少类,每类各有什么样品。 (2)模糊聚类法。将模糊数学的思想观点用到聚类分析中产生的方法。该方法多用于定型变量的分类。 (3)K—均值法。K—均值法是一种非谱系聚类法,它是把样品聚集成k个类的集合。类的个数k可以预先给定或者在聚类过程中确定。该方法可用于比系

环境质量评价方法

第一节 单因子环境质量指数法 知识点:单因子环境质量指数 单因子环境质量指数法是目前应用最多的一种评价方法。该方法的优点在于将指数系统与环境标准进行了有机的结合,具有简单、直观、易于换算、可比性强等优点。但也有其局限性,比如污染物浓度与环境危害之间的关系,在很大程度上是非线性的。 设某一因子i 作用于环境,其环境质量指数的公式可写为: 式中:P i 为环境质量指数;C i 为i 因子在环境中的浓度;S i 为环境质量标准中该因子某一标准浓度值。 大气、水、土壤等绝大多数评价因子均可采用上述的标准型指数;由于DO (溶解氧)和pH 与其他因子的性质不同,需采用不同的指数形式。 1. DO 的标准型指数形式 式中:P i ——i 点的DO 环境质量指数;DO f ——饱和DO 浓度;T ——水温(℃); DO j ——i 点的DO 浓度;DO s ——DO 的评价标准。 2. pH 的标准型指数形式 式中:P i ——i 点的pH 环境质量指数;pH i ——i 点的pH 监测值; pH sd ——评价标准中规定的pH 下限;pH su ——评价标准中规定的pH 上限。 需要注意的是:当P i ≤1,表示未超标; 当P i >1,表明已超标,而此时(P i -1)×100%可以表示超标百分率。 第二节 单要素综合指数法 知识点:单要素综合指数 在环境质量现状评价的评价对象中,一类是相对稳定的研究对象,它们往往是以要素形式出现,主要有大气、水、土壤、噪声等。单要素综合指数是对某一要素中不同的环境因子进行综合评价,用于描述环境中某一要素的质量现状。根据不同评价目的的需要,环境质量指数可以设计为随环境质量提高而递增,也可设计为随污染程度的提高而递增。 常用的单要素综合指数具体形式如下: 1. 代数叠加型指数: i i i S C P =() s i s f i f i DO DO DO DO DO DO P ≥--=()s i s i i DO DO DO DO P --=pH pH pH P su i i n

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