环境数据处理与数学模型课件-02-环境数据处理的基本概念

环境数据处理与数学模型

环境数据分析的基本概念本部分回答的4个问题什么是环境数据？环境数据有怎样的功能？如何描述环境数据的质量？如何进行环境数据的分析？本部分回答的4个问题什么是环境数据？环境数据有怎样的功能？如何描述环境数据的质量？如何进行环境数据的分析？什么是数据？科学实验、检验、统计等所获得的和用于科学研究、技术设计、查证、决策等的数值。各种数值、字母、数字符号的组合、语音、图形、图像等的统称。指存储在某种介质上能够识别的物理符号。什么是环境数据？

与环境问题相关的数据。

环境质量数据

环境污染数据人体健康数据

资源能源数据社会经济数据

灾害事故数据……环境质量数据表征污染物在环境中的浓度水环境、大气环境、土壤环境、声环境……物理指标、化学指标、生物指标2015年2月1日~28日,北京PM2.5浓度变化Source:http:///环境污染数据描述污染源排放污染物的状况浓度、负荷点源、面源全球不同区域水体BOD浓度的变化(UNEP)环境污染数据描述污染源排放污染物的状况浓度、负荷点源、面源2011年昆明市主城区COD排放状况源解析结果人体健康数据环境质量影响人体健康状态，人体健康状态在许多方面是环境状态的反映一般健康状况指标死亡率、婴儿死亡率、预期寿命……疾病类肿瘤疾病发病率、心血管疾病发病率……

人体接触数据直接关系到人体健康，常用于风险评价大米中镉的含量、奶粉中三聚氰胺的含量……“穹顶之下”资源能源数据污染物排放影响资源的承载力在资源/能源开发利用过程中，不可避免地带来环境污染和生态破坏问题实际可获取的人均水资源量（2008,立方米/人.年）

社会经济数据

社会经济的发展驱动环境状态的变化，环境状态的变化影响社会经济的发展人口数据

产业数据

……世界人口数据灾害事故数据有许多自然灾害、人类活动或事故会对环境造成破坏自然灾害：地震、火山、热带旋风、洪水、滑坡、干旱、海啸事故：工业事故、构筑物毁坏2005年松花江水污染事件环境数据从哪里获得？监测、调研统计年鉴水资源公报、环境统计年鉴、地区统计年鉴……数据库

UN、Infobank、搜数网、环境监测中心……

商业产品遥感影像、行业资料……本部分回答的4个问题什么是环境数据？如何描述环境数据的质量？如何进行环境数据的分析？环境数据有怎样的功能？为什么需要环境数据？/目的环境污染控制环境质量管理自然资源管理可持续发展……环境过程的信息需要环境数据需要生成支撑环境数据产生支撑环境管理所需要的各种信息环境数据的作用描述自然的和人为的因素作用于环境时所产生的影响描述环境过程的一般特征和发展趋势，以便能更好地理解这些过程检验环境所处状态是否满足环境质量标准的要求检验污染控制措施对改善环境状态是否有效环境评价：环境质量评价、环境影响评级环境过程模拟：历时状态再现、未来状态预测环境数据的重要性ActualEnvironmentalProcessUnderstandingInterpretationAssessmentData唯一手段充足，可靠增加对环境过程的认识；减少不确定性缺失，劣质错误的理解；错误的决策环境数据如何发挥作用环境信息数据数据数据……充足可靠的数据数据分析技术数据分析技术数据分析技术转化提炼表征真实有效的信息本部分回答的4个问题什么是环境数据？环境数据有怎样的功能？如何描述环境数据的质量？如何进行环境数据的分析？环境数据的质量数据适用于应用条件/场合的能力

不同应用条件对同一类数据要求的质量不同水体中污染物的浓度污水厂的控制：min气候变化的评估：year

表征的方式准确度、精度、相容性、不确定性、一致性、完整性、可得性……环境数据的质量准确度(Accuracy)测量值与真实值之间的接近程度，可以用误差（Error）来衡量

精度(Precision)描述的精细程度

有效数字位数

相容性(Compatibility)

两个来源的数据在同一个应用中使用的难易程度/合理性

城市GDP，建成区人口

城市人均GDP环境数据的质量不确定性(Uncertainty)如果某现象不能精确测得，即真值不可测或无法知道时，由于无法确定误差，因而用不确定性取代误差

认知的不确定性：使用某一时刻的流量来描述河流

测量的不确定性：测量误差

一致性

(Consistency)对同一现象或同类现象进行表达时的一致程度大、中、小城市：人口/面积/GDP环境数据的质量完整性(Completeness)指具有同一准确度和精度的数据在类型上和特定空间范围内是否完整的程度

时间/空间上缺项

可得性(Accessibility)指获取或使用数据的容易程度

免费/收费……本部分回答的4个问题如何进行环境数据的分析？什么是环境数据？环境数据有怎样的功能？如何描述环境数据的质量？何谓数据分析用适当的统计分析方法对收集来的大量数据进行分析，将它们加以汇总和理解并消化，以求最大化的开发数据的功能，发挥数据的作用

为了提取有用信息和形成结论而对数据加以详细研究和概括总结的过程让数据说话发现规律何谓数据分析描述性数据分析描述数据特征对比分析、平均分析……如：班级成绩分析验证性数据分析侧重于验证已有假设的真伪相关性分析、聚类分析……如：气温升高降雨增多探索性数据分析侧重于在数据中发现新的特征相关性分析、聚类分析……如：BOD降解与T的关系何谓数据分析描述性数据分析验证性数据分析探索性数据分析分析现状、识别原因、预测未来数据分析六步曲1明确目的与思路2数据收集3数据处理4数据分析5数据展现6报告撰写数据处理对收集到的数据进行加工整理，形成适合数据分析的样式数据分析前必不可少的阶段从大量的、杂乱无章、难易理解的数据中，抽取并推导出对解决问题有价值、有意义的数据包括：数据清洗、数据转化、数据提取、数据计算等用适当的分析方法及工具，对处理过的数据进行分析，提取有价值的信息，形成有效的结论数据处理