數(shù)學(xué)建模2013-b題霧霾時(shí)空分布(含指導(dǎo)標(biāo)記)

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1、2013高教社杯全國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽承諾書我們仔細(xì)閱讀了《全國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽章程》和《全國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽參賽規(guī)則》（以下簡(jiǎn)稱為“競(jìng)賽章程和參賽規(guī)則”，可從全國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽網(wǎng)站下載）。我們完全明白，在競(jìng)賽開始后參賽隊(duì)員不能以任何方式（包括電話、電子郵件、網(wǎng)上咨詢等）與隊(duì)外的任何人（包括指導(dǎo)教師）研究、討論與賽題有關(guān)的問(wèn)題。我們知道，抄襲別人的成果是違反競(jìng)賽章程和參賽規(guī)則的，如果引用別人的成果或其他公開的資料（包括網(wǎng)上查到的資料），必須按照規(guī)定的參考文獻(xiàn)的表述方式在正文引用處和參考文獻(xiàn)中明確列出。我們鄭重承諾，嚴(yán)格遵守競(jìng)賽章程和參賽規(guī)則

2、，以保證競(jìng)賽的公正、公平性。如有違反競(jìng)賽章程和參賽規(guī)則的行為，我們將受到嚴(yán)肅處理。我們授權(quán)全國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽組委會(huì)，可將我們的論文以任何形式進(jìn)行公開展示（包括進(jìn)行網(wǎng)上公示，在書籍、期刊和其他媒體進(jìn)行正式或非正式發(fā)表等）。我們參賽選擇的題號(hào)是（從A/B/C/D中選擇一項(xiàng)填寫）：B我們的參賽報(bào)名號(hào)為（如果賽區(qū)設(shè)置報(bào)名號(hào)的話）：所屬學(xué)校（請(qǐng)?zhí)顚懲暾娜貉嗌酱髮W(xué)里仁學(xué)院參賽隊(duì)員(打印并簽名)：1.袁丹真2.王凱3.張焱鑫指導(dǎo)教師或指導(dǎo)教師組負(fù)責(zé)人(打印并簽名)：（論文紙質(zhì)版與電子版中的以上信息必須一致，只是電子版中無(wú)需簽名。以上內(nèi)容請(qǐng)仔細(xì)核對(duì)，提

3、交后將不再允許做任何修改。如填寫錯(cuò)誤，論文可能被取消評(píng)獎(jiǎng)資格。）日期：2014年08月25日賽區(qū)評(píng)閱編號(hào)（由賽區(qū)組委會(huì)評(píng)閱前進(jìn)行編號(hào)）：232013高教社杯全國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽編號(hào)專用頁(yè)賽區(qū)評(píng)閱編號(hào)（由賽區(qū)組委會(huì)評(píng)閱前進(jìn)行編號(hào)）：賽區(qū)評(píng)閱記錄（可供賽區(qū)評(píng)閱時(shí)使用）：評(píng)閱人評(píng)分備注全國(guó)統(tǒng)一編號(hào)（由賽區(qū)組委會(huì)送交全國(guó)前編號(hào)）：全國(guó)評(píng)閱編號(hào)（由全國(guó)組委會(huì)評(píng)閱前進(jìn)行編號(hào)）：23霧霾時(shí)空分布研究摘要PM2.5一直是評(píng)估環(huán)境的重要因素，本文主要研究PM2.5的相關(guān)因素分析、時(shí)空分布、污染評(píng)估以及分布與演變。對(duì)于問(wèn)題一，采用spss軟件中的person相關(guān)性分

4、析，對(duì)附件一中PM2.5等六種影響空氣質(zhì)量指標(biāo)的數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)性分析處理，得出PM2.5的濃度與CO濃度高度相關(guān)，與SO2、NO2、PM10三者中度相關(guān)，與O3低度相關(guān)。對(duì)于問(wèn)題二，利用谷歌地球大致定位附件二中杭州市各個(gè)監(jiān)測(cè)站點(diǎn)的地理位置，同時(shí)結(jié)合附件二中的杭州市各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的PM2.5數(shù)據(jù)，考慮到受氣候的影響，我們將1、2、3月份的數(shù)據(jù)分別通過(guò)Matlab軟件進(jìn)行三維繪圖，得到杭州地區(qū)各月份及第一季度平均PM2.5值時(shí)空分布圖。通過(guò)國(guó)家環(huán)境保護(hù)部的《環(huán)境空氣質(zhì)量功能區(qū)劃分原則與技術(shù)方法》對(duì)杭州各監(jiān)測(cè)站進(jìn)行分類，結(jié)合《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》對(duì)其進(jìn)行評(píng)估，最后

5、評(píng)估結(jié)果表明杭州市一類環(huán)境空氣功能區(qū)中臥龍橋監(jiān)測(cè)站受污染相對(duì)嚴(yán)重，二類環(huán)境空氣功能區(qū)濱江監(jiān)測(cè)站受污染較為嚴(yán)重。同理，針對(duì)浙江省11市，統(tǒng)計(jì)各市所有監(jiān)測(cè)站工作總天數(shù)，統(tǒng)一將各監(jiān)測(cè)站劃分為二類空氣功能區(qū)，按照二類環(huán)境空氣功能區(qū)環(huán)境空氣評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)計(jì)各市所有監(jiān)測(cè)站滿足標(biāo)準(zhǔn)的天數(shù)，求取滿足標(biāo)準(zhǔn)率，最后按滿足率進(jìn)行排名；排名結(jié)果顯示浙江省衢州市污染最為嚴(yán)重。對(duì)于問(wèn)題三，考慮到PM2.5的產(chǎn)生與擴(kuò)散可能受到風(fēng)力、溫度、降水、濕度等天氣和季節(jié)因素的影響，在附件三中選取除對(duì)比因素外其他環(huán)境因素大致相同的時(shí)間或時(shí)間段，通過(guò)定性對(duì)比PM2.5值的變化進(jìn)行分析，以及網(wǎng)上查

6、閱相關(guān)資料，發(fā)現(xiàn)PM2.5的產(chǎn)生和演變確實(shí)受到風(fēng)力、溫度、降水、濕度等天氣和季節(jié)因素的影響。利用問(wèn)題一中PM2.5與其他空氣指標(biāo)數(shù)據(jù)的相關(guān)性考慮，結(jié)合附件數(shù)據(jù)資料，考慮了部分天氣和季節(jié)因素的影響，建立了以天氣種類、每日最高氣溫、每日最低氣溫、SO2、NO2、CO、PM10（可吸入顆粒物）為參考因素的BP神經(jīng)網(wǎng)數(shù)學(xué)模型，完成了對(duì)PM2.5的產(chǎn)生和演變規(guī)律的定量定性分析。關(guān)鍵詞：霧霾時(shí)空分布、PM2.5、Pearson相關(guān)性、BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)23一、問(wèn)題的重述2013年初以來(lái)，中國(guó)發(fā)生大范圍持續(xù)霧霾天氣，空氣質(zhì)量問(wèn)題始終是政府、環(huán)境保護(hù)部門和全國(guó)人民的熱點(diǎn)

7、問(wèn)題。為了解決對(duì)空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)、預(yù)報(bào)和控制問(wèn)題，2012年2月29日，環(huán)境保護(hù)部公布了新修訂的《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3095—2012），在新規(guī)定中啟用空氣質(zhì)量指數(shù)AQI作為空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)指標(biāo)，以代替原來(lái)的空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)指標(biāo)――空氣污染指數(shù)API(AirPollutionIndex)，同時(shí)首次將產(chǎn)生霧霾的主要因素——對(duì)人類健康危害極大的細(xì)顆粒物PM2.5的濃度指標(biāo)作為空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)指標(biāo)。PM2.5的形成機(jī)理和過(guò)程比較復(fù)雜，進(jìn)入公眾視線的時(shí)間也比較短，我們需要對(duì)其進(jìn)行深入的探索和研究。問(wèn)題一：根據(jù)附件1或附件2中的數(shù)據(jù)，利用或建立適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)模型，對(duì)AQI

8、中6個(gè)基本監(jiān)測(cè)指標(biāo)的相關(guān)與獨(dú)立性進(jìn)行定量分析，尤其是對(duì)其中PM2.5（含量）與其它5項(xiàng)分指標(biāo)及其對(duì)應(yīng)污染物（含量）之間的相