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1、基于聚类分析和因子分析的各地区环境污染程度评价基于聚类分析和因子分析的各地区环境污染程度评价环境学院 环境工程专业 吴阳玲 1201520351摘要：摘要：因子分析模型和聚类分析模型是用少数不可观测的变量来解释原始变量间相互关系的一种数学模型。本文选取了废水排放总量(万吨)、化学需氧量排放量(万吨）、废气中二氧化硫排放量(吨)、氮氧化物排放量(吨)、烟(粉)尘排放量(吨)、一般固体废物产生量（万吨）、氨氮排放量(万吨)、总磷排放量(万吨)这八个环境指标，采用了因子分析和聚类分析对我国 31 个省市自治区 2013 年的污染状况作出分析，发现环境污染的主要因素，为各地区环境污染治理提出科学、准确
2、的方法。关键词关键词：SPSS、因子分析、聚类分析、环境污染一、引言近年来，随着城市经济高速发展，成熟规模逐渐扩大、布局不断调整。一方面，城市化的发展孕育了城市现代文明，改变了人们的传统观念。另一方面，随着发展的需要，从环境获取资源的数量越来越多，排放到环境中的气体、液体和固体废弃物有人迅猛增加，既造成环境污染，又造成自然资源的破坏和再生能力的下降；同时随着城市人口密集度的增加，产生的废弃物也愈来愈多，一定程度上会加重环境污染。因此，如何解决好经济的可持续发展和环境问题的冲突，是一个亟待解决问题。本文选取了我国 31 个省市自治区 8 个环境污染物排放指标，运用聚类分析和因子分析对我国各地区环
3、境污染程度作出分析。二、数据来源和分析方法1 数据来源本文旨在对全国 31 个省市自治区的污染状况进行分析，选取了 8 个指标：废水排放总量(万吨)、化学需氧量排放量(万吨）、废气中二氧化硫排放量(吨)、氮氧化物排放量(吨)、烟(粉)尘排放量(吨)、一般固体废物产生量（万吨）、氨氮排放量(万吨)、总磷排放量(万吨)。本文所有原始数据（表 1）均来自于国家统计局发表的中国城市统计年鉴 2014。表 1 2013 年全国污染物排放情况地区废水排放总量(万吨)化学需氧量排放量(万吨）二氧化硫排放量(吨)氮氧化物排放量(吨)烟(粉)尘排放量(吨)一般固体废物产生量（万吨）氨氮排放量(万吨)总磷排放量(
4、万吨)北京市144579.9317.8587041.62166329.1259285.9510441.970.4天津市8421022.15216832.07311719.2687456.8815922.470.44河北省310920.54130.991284697.461652467.631313312.624328910.713.93山西省138030.4346.131255426.921157804.221026718.12305205.530.78内蒙古自治区106920.4786.321358691.741377573.1822126.73200815.121.25辽宁省234508.
5、18125.261027044.07955381.4670585.642675910.332.68吉林省117702.5376.12381452.65560518.74320187.4645915.471.57黑龙江省153089.62144.73489093.76751588.31722454.2460948.772.54上海市222962.9123.56215848.15380354.6180924.9820544.580.18江苏省594359.1 114.89941679.051338040.44499960.611085614.741.82浙江省419120.3 75.5159336
6、3.79752976.23319745.93430010.751.06安徽省266234.1990.27501349.13863668.62418617.271193710.331.97福建省259097.8663.9361003.48438344.09259363.4185359.091.25江西省207137.5673.45557703.6570408.06356271.27115188.881.26山东省494570.19184.571644967.091651327.58696725.611817216.156.2河南 412581.8 135.42 1253983 1565643 6
7、41273.141627014.424.75省2.82.4湖北省294053.96105.82599352.87612392.26359524.92818112.492.32湖南省307227124.9641321.04588160.68358671.3780615.772.38广东省862471.08173.39761896.061204239.38353967.54591221.642.49广西壮族自治区225302.6775.94471986.8504306.91289473.8276768.11.36海南省36156.05 19.4432414.15100248.5918003.184
8、152.260.39重庆市142535.4739.18547686.06362042.51191204.4831625.220.63四川省307647.83123.2816706.01624313.95296004.851400713.73.17贵州省93084.53 32.82986423.12557292.49301301.5681943.830.44云南省156583.2854.72663091.24523672.47386895.16160405.80.74西藏自治区5004.682.584191.66 44327.66750.753620.320.04陕西省132169.3351.9
9、3806152.32758897.78537738.5774915.960.83甘肃省64969.46 37.91561980.82442925.65226573.7259073.920.38青海省21953.03 10.34156694132256.1173762.04123770.970.06宁夏回族自治区38528.43 22.19389712.3437439.67230619.6532771.710.21新疆维吾尔自治区100720.2967.24829431.08886926.57755909.3792834.651.27 个指标具有不同的量纲和量纲单位，为了消除由此带来的不可公度性
10、，应将各指标作无量纲处理，本文采用的方法是标准化法，标准化的结果见表2。表 2 标准化处理后的数据地区废水排放总量化学需氧量排放量二氧化硫排放量氮氧化物排放量烟(粉)尘排放量一般固体废物产生量氨氮排放量总磷排放量北京市 -0.43245 -1.16901 -1.38371 -1.22092 -1.17186 -1.00430 -1.13706 -0.81004 天津市 -0.75978 -1.08241 -1.06990 -0.89945 -1.07835 -0.94653 -1.04157 -0.78238 河北0.46947 1.10963 1.51205 2.06511 2.99095
11、3.44900 0.53200 1.63056 省 山西省 -0.46796 -0.59945 1.44128 0.97135 2.03959 2.10294 -0.45721 -0.54731 内蒙古自-0.63664 0.20998 1.69096 1.45728 1.36043 1.00250 -0.53551 -0.22236 辽宁省 0.05515 0.99423 0.88908 0.52377 0.85738 1.70647 0.45943 0.76632 吉林省 -0.57818 0.00455 -0.67187 -0.34932 -0.30579 -0.63039 -0.468
12、67 -0.00112 黑龙江省-0.38631 1.38636 -0.41161 0.07316 1.02956 -0.47195 0.16152 0.66953 上海市 -0.00745 -1.05401 -1.07227 -0.74769 -1.10003 -0.89783 -0.63863 -0.96214 江苏省 2.00630 0.78538 0.68268 1.36987 0.29098 0.03004 1.30160 0.17173 浙江省 1.05614 -0.00774 -0.15950 0.07622 -0.30725 -0.66107 0.53964 -0.35372
13、安徽省 0.22717 0.28953 -0.38197 0.32098 0.02096 0.14399 0.45943 0.27544 福建省 0.18848 -0.24156 -0.72131 -0.61946 -0.50769 -0.21463 0.22263 -0.22236 江西省 -0.09325 -0.04923 -0.24572 -0.32745 -0.18600 0.09983 0.18253 -0.21545 山东省 1.46524 2.18873 2.38313 2.06259 0.94416 0.80126 1.57086 3.20001 河南省 1.02069 1.1
14、9885 1.43779 1.87313 0.76008 0.60076 1.24049 2.19750 湖北省 0.37802 0.60271 -0.14502 -0.23462 -0.17520 -0.25195 0.87192 0.51743 湖南省 0.44944 0.98698 -0.04354 -0.28820 -0.17804 -0.29148 1.49829 0.55891 广东省 3.46003 1.96357 0.24799 1.07402 -0.19365 -0.49114 2.61927 0.63496 广西壮0.00524 0.00092 -0.45297 -0.47
15、361 -0.40774 -0.30518 0.03357 -0.14631 族海南省 -1.02033 -1.13699 -1.51579 -1.36703 -1.30890 -1.07061 -1.08168 -0.81695 重庆市 -0.44353 -0.73943 -0.26994 -0.78818 -0.73395 -0.78103 -0.51641 -0.65102 四川省 0.45172 0.95274 0.38051 -0.20826 -0.38606 0.36221 1.10299 1.10510 贵州省 -0.71166 -0.86752 0.79087 -0.35646
16、 -0.36848 -0.25058 -0.78186 -0.78238 云南省 -0.36737 -0.42645 0.00910 -0.43079 -0.08434 0.57652 -0.40565 -0.57497 西藏自治-1.18924 -1.47655 -1.58403 -1.49068 -1.34626 -1.07620 -1.45215 -1.05894 陕西省 -0.49974 -0.48264 0.35500 0.08932 0.41639 -0.32468 -0.37510 -0.51274 甘肃省 -0.86411 -0.76500 -0.23538 -0.60933 -0.61654 -0.49166 -0.76467 -0.82387 青-1.09735 -1.32026 -1.21530 -1.29626 -0.79185 0.19038 -1.32802 -1.04511 海省 宁夏回族-1.00747 -1.08160 -0.65190 -0.62146 -0.60311 -0.76891 -1.
