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1、第五章第五章 环境预测与决策环境预测与决策第一节第一节 环境预测环境预测一、环境预测的概念一、环境预测的概念（EnvironmentalForecast） 环境预测是依据调查或监测所获得的历史资料，运用现代科学方法和环境预测是依据调查或监测所获得的历史资料，运用现代科学方法和手段手段对环境对环境未来的发展趋势进行估计和推测未来的发展趋势进行估计和推测，为防止环境进一步恶化和改，为防止环境进一步恶化和改善环境的对策提供依据。善环境的对策提供依据。 环境预测是环境决策的前提。环境预测是环境决策的前提。环境预测的好坏取决于人们对环境预测的好坏取决于人们对环境信息环境信息掌握的程度掌握的程度及及预测方
2、法的可靠性预测方法的可靠性等因素。等因素。二、环境预测的分类和内容二、环境预测的分类和内容 根据根据预测范围（对象）预测范围（对象）的不同，可分为：的不同，可分为：区域环境预测区域环境预测：针对某一区域的环境质量变化进行预测。针对某一区域的环境质量变化进行预测。部门行业环境预测部门行业环境预测：各部门、行业主要污染物的排放量及时空分布等。各部门、行业主要污染物的排放量及时空分布等。专题环境预测专题环境预测：将某个区域内的环境问题归结为某些专题进行预测，如将某个区域内的环境问题归结为某些专题进行预测，如城市环境问题、农业生态问题、乡镇企业问题等。城市环境问题、农业生态问题、乡镇企业问题等。202
3、4/9/142环境预测的基本内容：环境预测的基本内容：社社会会和和经经济济发发展展预预测测：人人口口预预测测，能能源源消消耗耗预预测测、国国民民生生产产总总值值预预测测、工业部门产值预测。工业部门产值预测。 环环境境容容量量和和资资源源预预测测：区区域域环环境境容容量量的的变变化化，区区域域内内各各类类资资源源的的开开采采量、储备量以及资源的开发利用效果。量、储备量以及资源的开发利用效果。 环环境境污污染染预预测测：各各类类污污染染物物在在大大气气、水水体体、土土壤壤等等环环境境要要素素中中的的总总量量、浓浓度度以以及及分分布布的的变变化化，可可能能出出现现的的新新污污染染物物种种类类和和数数
4、量量，以以及及由由环环境境污污染可能造成的各种社会和经济损失。染可能造成的各种社会和经济损失。 生生态态环环境境预预测测：包包括括城城市市生生态态环环境境、农农业业生生态态环环境境、森森林林、草草原原、沙沙漠漠等等的的面面积积、分分布布，以以及及区区域域内内的的物物种种、自自然然保保护护区区和和旅旅游游风风景景区区的的变变化趋势。化趋势。 环环境境资资源源破破坏坏和和污污染染的的经经济济损损失失预预测测：资资源源不不合合理理开开发发、利利用用造造成成的的资资源源损损失失，环环境境问问题题引引起起的的各各种种生生产产减减产产、成成本本增增加加、人人体体健健康康受受损损、设备及建筑物腐蚀等经济损失
5、。设备及建筑物腐蚀等经济损失。 环环境境治治理理和和投投资资预预测测：各各类类污污染染物物的的治治理理技技术术、装装置置、措措施施、方方案案以以及及污污染染治治理理的的投投资资和和效效果果的的预预测测；环环境境保保护护总总投投资资、投投资资比比例例、投投资资重重点、投资期限和投资效益等。点、投资期限和投资效益等。 2024/9/143三、环境预测的工作程序三、环境预测的工作程序 （4个阶段，个阶段，11个步骤）个步骤）目标明确，任务具体目标明确，任务具体规定预测的时间期限规定预测的时间期限人员、期限、经费等人员、期限、经费等充分可靠的历史和现实资料充分可靠的历史和现实资料系统内、外信息的完整性
6、和系统内、外信息的完整性和准确性准确性预测结果作为环境决策预测结果作为环境决策的科学依据的科学依据预测模型正确预测模型正确与否是关键与否是关键2024/9/144四、环境预测的方法类型四、环境预测的方法类型（一）根据预测方法的特性分类（一）根据预测方法的特性分类 定性预测方法（直观预测法）：定性预测方法（直观预测法）：依靠预测人员在依靠预测人员在自身经验和逻辑推理基础上自身经验和逻辑推理基础上形成的主观判断能力形成的主观判断能力来预测事件的未来状况。适于分析复杂、交叉和宏观问题。来预测事件的未来状况。适于分析复杂、交叉和宏观问题。 定量预测方法：定量预测方法：依靠历史统计数据，在依靠历史统计数
7、据，在定性分析的基础上构建数学模型定性分析的基础上构建数学模型进行预进行预测。可分为约束外推法和模拟模型法两大类。测。可分为约束外推法和模拟模型法两大类。 综合预测方法：综合预测方法：定性方法与定量方法的综合。定性方法与定量方法的综合。（二）根据预测方法的原理分类（二）根据预测方法的原理分类 直观法：直观法：即定性预测方法。即定性预测方法。 因果型预测方法：因果型预测方法：依据依据相关性原理相关性原理分析预测对象与有关因素的相互关系，并以分析预测对象与有关因素的相互关系，并以此关系构造模型进行预测。如投入产出法，回归预测法等。此关系构造模型进行预测。如投入产出法，回归预测法等。 趋势外推预测方
8、法：趋势外推预测方法：利用研究对象过去和现在的统计数据资料，找出其利用研究对象过去和现在的统计数据资料，找出其变化趋变化趋势势，并据此趋势推测其未来状态。如时间序列预测法，增长曲线预测法等。，并据此趋势推测其未来状态。如时间序列预测法，增长曲线预测法等。2024/9/1452024/9/146五、环境预测中常用的定性预测方法五、环境预测中常用的定性预测方法（一）专家评估法（一）专家评估法（1）个人判断法）个人判断法 依靠专家对预测对象依靠专家对预测对象未来的发展趋势及状况未来的发展趋势及状况作出专家个人的判断。作出专家个人的判断。能够最大限度地发挥能够最大限度地发挥个人个人“智能结构智能结构”
9、的效用，但容易受到专家个人智能结的效用，但容易受到专家个人智能结构的限制，难免带有片面性。构的限制，难免带有片面性。（2）专家会议法）专家会议法依靠依靠一定数量的专家一定数量的专家，对预测对象的未来发展趋势及状况作出判断。，对预测对象的未来发展趋势及状况作出判断。有利于专家们有利于专家们交换意见，相互启发，交换意见，相互启发，弥补个人意见的不足。但易弥补个人意见的不足。但易受心理因素受心理因素影响影响，易屈服于权威或大多数人的意见而忽略少数人的意见，易受劝说的影响，易屈服于权威或大多数人的意见而忽略少数人的意见，易受劝说的影响，或或出于自尊心等因素出于自尊心等因素而而固固执己己见等等。（3）头
10、脑风暴法（）头脑风暴法（BrainStorming，BS法）法）由由现现代代创创造造学学创创始始人人、美美国国学学者者奥奥斯斯本本（AlexF.Osborn）于于1939年年首首次次提提出、出、1953年正式发表的一种年正式发表的一种激发创造性思维的方法激发创造性思维的方法。通通过过专专家家（微微观观智智能能结结构构）之之间间的的信信息息交交流流，引引起起思思维维共共振振，产产生生组组合合效效应应，形成宏观智能结构，进行创造性思维。也称形成宏观智能结构，进行创造性思维。也称“思维共振法思维共振法”。2024/9/147试试你的创造性？试试你的创造性？轻松享“瘦”，猫钻鼠洞2024/9/1482
11、024/9/1492024/9/14102024/9/1411都是死，区别在于一个快点，一个慢点。香烟杀人比海洛因和可卡因加起来还多2024/9/1412孕妇咨询中心广告2024/9/1413牛奶真牛（Milk power）2024/9/14142024/9/1415思维锻炼思维锻炼: :不重复，你能用三笔画出以下图形吗？不重复，你能用三笔画出以下图形吗？哥尼斯堡七桥问题哥尼斯堡七桥问题2024/9/1416头脑风暴法的头脑风暴法的分类：分类：直直接接头头脑脑风风暴暴法法：在在专专家家群群体体决决策策基基础础上上尽尽可可能能激激发发创创造造性性，产产生生尽尽可可能能多多的设想的方法。的设想的方
12、法。质质疑疑头头脑脑风风暴暴法法：同同时时召召开开两两个个专专家家会会议议，第第一一个个会会议议按按照照直直接接头头脑脑风风暴暴法法的的要要求求进进行行，第第二二个个会会议议对对第第一一个个会会议议提提出出的的设设想想或或方方法法逐逐一一质质疑疑，发发现现其其现现实可行性实可行性。 特点：特点：自由畅谈：自由畅谈：让思维自由驰骋让思维自由驰骋，尽可能标新立异，提出独创性的想法。，尽可能标新立异，提出独创性的想法。延延迟迟评评判判：必必须须坚坚持持当当场场不不对对任任何何设设想想作作出出评评价价，防防止止评评判判约约束束与与会会者者的的积积极思维，破坏自由畅谈的有利气氛，影响创造性设想的产生。极
13、思维，破坏自由畅谈的有利气氛，影响创造性设想的产生。绝绝对对禁禁止止批批评评：这这是是头头脑脑风风暴暴法法应应遵遵循循的的一一个个重重要要原原则则。每每个个人人都都不不得得对对别别人人的的设设想想提提出出批批评评意意见见，发发言言人人的的自自我我批批评评也也在在禁禁止止之之列列，避避免免批批评评对对创创造造性性思维产生抑制作用。思维产生抑制作用。追追求求数数量量，以以量量求求质质：头头脑脑风风暴暴会会议议的的目目标标是是获获得得尽尽可可能能多多的的设设想想，增增加加设想的数量以获得有价值的创造。设想的数量以获得有价值的创造。2024/9/1417（2）特尔斐法（）特尔斐法（DelphiTech
14、nique）由由美美国国兰兰德德公公司司（RandCorporation）提提出出并并使使用用，是是一一种种直直觉觉预预测测技术，技术，成为全球成为全球120多种预测法中使用比例最高的一种。多种预测法中使用比例最高的一种。 以以无无记记名名方方式式，通通过过数数轮轮函函询询，征征求求专专家家意意见见。利利用用一一系系列列简简明明扼扼要要的的征征询询表表和和对对征征得得意意见见的的有有控控制制的的反反馈馈，从从而而取取得得一一组组专专家家的的最最可可靠靠的的统统一意见。一意见。 特尔斐法的特点：特尔斐法的特点： 匿名性：匿名性：所有专家所有专家单独表态单独表态，以免受权威意见影响而改变自己的意见
15、。，以免受权威意见影响而改变自己的意见。 反反馈馈性性：每每轮轮的的征征询询结结果果经经过过统统计计处处理理后后均均反反馈馈给给预预测测专专家家作作为为参参考考，允许参与者在参考别人判断的资料之后修正自己的看法允许参与者在参考别人判断的资料之后修正自己的看法。 循环反复：循环反复：一般需一般需两轮或以上的反复两轮或以上的反复过程，以求得专家意见的收敛。过程，以求得专家意见的收敛。 预预测测结结果果的的统统计计性性：采采用用统统计计方方法法进进行行汇汇总总，以以期期作作出出符符合合客客观观情情况况发发展的判断和见解。展的判断和见解。 专家共识：专家共识：创造特定条件让专家创造特定条件让专家达成共
16、识达成共识，得出最后预测结果。得出最后预测结果。2024/9/1418适用于以下情况：适用于以下情况：庞大复杂的问题庞大复杂的问题专家人数众多，面对面交流思想的方法效率很低专家人数众多，面对面交流思想的方法效率很低时间与费用的限制时间与费用的限制专家之间分歧隔阂严重，或出于其它政治原因不宜当面交流专家之间分歧隔阂严重，或出于其它政治原因不宜当面交流需要保持参加者的多种成份，避免因权威作用而压倒其它意见需要保持参加者的多种成份，避免因权威作用而压倒其它意见DelphiDelphi法的预测程序法的预测程序2024/9/1419六、环境预测中常用的定量预测方法六、环境预测中常用的定量预测方法（一）平
17、均数预测法（一）平均数预测法（1）算术平均数预测）算术平均数预测 求得所研究的观察期内的平均数，作为对下一个时期的预测数。求得所研究的观察期内的平均数，作为对下一个时期的预测数。预测方法简单；预测方法简单；但当观察期的数据具有但当观察期的数据具有明显的季节变动明显的季节变动和和长期性的增减变化趋势长期性的增减变化趋势时，预测结果的误差往往较大。时，预测结果的误差往往较大。2024/9/1420（2）加权平均数预测）加权平均数预测 根据各观察期数据重要性的不同，分别给予不同的权值后再加以平根据各观察期数据重要性的不同，分别给予不同的权值后再加以平均。均。关键是确定关键是确定适当的权值适当的权值；
18、一般给予近期数以较大的权值，距离预测期远的则权值递减。一般给予近期数以较大的权值，距离预测期远的则权值递减。2024/9/1421（3）移动平均法）移动平均法 将观察期的数据由远而近按一定跨越期进行平均，逐一求得其平均将观察期的数据由远而近按一定跨越期进行平均，逐一求得其平均值，并将接近预测期的最后一个移动平均值，作为确定预测值的依据。值，并将接近预测期的最后一个移动平均值，作为确定预测值的依据。2024/9/1422（二）回归分析预测（二）回归分析预测 分析分析因因变量与自量与自变量量之之间相互关系，建立合理的回相互关系，建立合理的回归方程，根据自方程，根据自变量的数量的数值变化，去化，去预
19、测因因变量数量数值变化。化。 一一元元回回归预测：用用相相关关分分析析法法分分析析一一个个自自变变量量和和一一个个因因变变量量之之间间的的相相关关关系，利用一元回归方程式进行预测。关系，利用一元回归方程式进行预测。 多多元元回回归归预预测测：分分析析一一个个因因变变量量与与若若干干个个自自变变量量的的相相关关关关系系，建建立立多多元元回回归归方方程程，从从若若干干自自变变量量的的变变化化去去预预测测一一个个因因变变量量的的变变化化程程度度和和未未来来的的数数量量状况。状况。回归预测步骤一般包括：回归预测步骤一般包括： 筛选自变量筛选自变量 确定回归方程式确定回归方程式 计算相关系数，说明预测结
20、果的可靠程度计算相关系数，说明预测结果的可靠程度 利用回归方程进行预测利用回归方程进行预测 估计预测结果的置信区间估计预测结果的置信区间2024/9/1423例：例：一元一元线性线性回回归预测的步骤的步骤2024/9/1424（三）趋势外推法（逻辑规律法）（三）趋势外推法（逻辑规律法）大大量量生生命命和和非非生生命命的的自自然然现现象象和和社社会会现现象象在在随随时时间间而而发发展展变变化化的的过过程程中中都都遵遵循循着着一一种种逻逻辑辑型型规规律律。其其基基本本线线型型由由一一条条指指数数曲曲线线和和一一条条对对数数曲曲线线平平滑滑衔接而成。曲线呈衔接而成。曲线呈S S形状，又称形状，又称“
21、S S”规律。规律。（比利时（比利时VerhulstVerhulst提出）提出） 利用研究对象过去和现在的统计数据资料，寻找其变化趋势，由此推测利用研究对象过去和现在的统计数据资料，寻找其变化趋势，由此推测未来状态。未来状态。四个发展阶段：四个发展阶段： 前期：前期：缓慢持续增长阶段，曲线上凹；缓慢持续增长阶段，曲线上凹； 中前期：中前期：迅速增长阶段，曲线上凹；迅速增长阶段，曲线上凹； 中后期：中后期：减速增长阶段，曲线下凹，发减速增长阶段，曲线下凹，发展趋势发生质的变化；展趋势发生质的变化； 后期：后期：相对稳定饱和阶段，曲线平缓发相对稳定饱和阶段，曲线平缓发展，达到平衡状态。展，达到平衡状态。2024/9/14251、指数曲线法、指数曲线法2、生长曲线法、生长曲线法2024/9/1426
