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基于组合模型的PM2.5浓度预测及其不确定性分析

王学梅 王凤文 陈滔 张庆国 蒋跃林

王学梅, 王凤文, 陈滔, 张庆国, 蒋跃林. 基于组合模型的PM2.5浓度预测及其不确定性分析[J]. 环境工程, 2020, 38(8): 229-235. doi: 10.13205/j.hjgc.202008038
引用本文: 王学梅, 王凤文, 陈滔, 张庆国, 蒋跃林. 基于组合模型的PM2.5浓度预测及其不确定性分析[J]. 环境工程, 2020, 38(8): 229-235. doi: 10.13205/j.hjgc.202008038
WANG Xue-mei, WANG Feng-wen, CHEN Tao, ZHANG Qing-guo, JIANG Yue-lin. PM2.5 CONCENTRATION PREDICTION AND UNCERTAINTY ANALYSIS BASED ON A COMPOSITE MODEL[J]. ENVIRONMENTAL ENGINEERING , 2020, 38(8): 229-235. doi: 10.13205/j.hjgc.202008038
Citation: WANG Xue-mei, WANG Feng-wen, CHEN Tao, ZHANG Qing-guo, JIANG Yue-lin. PM2.5 CONCENTRATION PREDICTION AND UNCERTAINTY ANALYSIS BASED ON A COMPOSITE MODEL[J]. ENVIRONMENTAL ENGINEERING , 2020, 38(8): 229-235. doi: 10.13205/j.hjgc.202008038

基于组合模型的PM2.5浓度预测及其不确定性分析

doi: 10.13205/j.hjgc.202008038
基金项目: 

国家重点基础研究发展计划(2018YFD0300905);安徽省教育厅重点科研项目(KJ2019A0208)。

详细信息
    作者简介:

    王学梅,女,硕士,主要研究方向为应用气象及计算机模拟。xmwang@ahau.edu.cn

    通讯作者:

    王凤文(1974-),男,博士,讲师,主要研究方向为应用气象、环境监测。wfw2008@ahau.edu.cn

PM2.5 CONCENTRATION PREDICTION AND UNCERTAINTY ANALYSIS BASED ON A COMPOSITE MODEL

  • 摘要: 运用GIS软件及克里金(Kriging)插值等方法分析合肥城市圈PM2.5浓度的时空分布,根据合肥市环境监测历史数据、地面气象站点数据及历史气象数据,采用多元回归分析、相关分析等方法,研究合肥市PM2.5浓度的影响因素。结果表明:1)PM2.5 浓度整体变化情况为冬季 > 秋季 > 春季 > 夏季,大部分城市PM2.5浓度峰值出现在1月,之后浓度开始逐渐下降,7月达到最低值,此后浓度逐渐升高。2)PM2.5浓度与CO呈高度正相关,相关系数高达0.875;与PM10、SO2、NO2的相关性也较高;与O3呈负相关。PM2.5浓度与气压、风速、降雨量以及能见度呈负相关,与温度、相对湿度呈强正相关。基于2018—2019年合肥市地面站点PM2.5浓度监测数据,构建预测PM2.5浓度的组合模型:对比三次指数平滑模型,确定模拟退火+遗传+三次指数平滑为优组合模型,拟合度达到95%。通过Kappa及MAPE指数对组合模型不确定性进行分析评价,两者分别为0.654和0.072,说明该模型具有高度稳定性。恰当的预测因子组合和模型不确定性研究有助于模型预测精度的提升和改善,从而为大气环境质量监测和评价提供参考。
  • 郭家瑜,张英杰,郑海涛,等.北京2015年大气细颗粒物的空间分布特征及变化规律[J].环境科学学报,2017,37(7):2409-2419.
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    苏筱倩,安俊琳,张玉欣.基于支持向量机回归和小波变换的O3预报方法[J].中国环境科学,2019,39(9):3719-3726.
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    崔淑华,倪艳姝.城市主要气体污染物与PM2.5相关性建模分析[J].森林工程,2016,32(2):65-68.
    王学梅,陈滔,张庆国.PM2.5浓度智能数据分析及预测系统:2019SR0976437. V1.0[P].
    SGAMBI L, GARAVAGLIA E, BASSO N, et al. Monte Carlo simulation for seismic analysis of a long span suspension bridge[J]. Engineering Structures, 2014,78:100-111.
    骆勇鹏,黄方林,刘景良,等.基于有限测试数据的结构响应不确定性量化分析[J].铁道科学与工程学报,2018,15(12):3217-3224.
    刘庚,毕如田,张朝,等.某焦化场地苯并(a)芘污染空间分布范围预测的不确定性分析[J].环境科学学报,2013,33(2):587-593.
    张剑波,江泽友,房俊,等.Kappa统计量和Bland-Altman分析法在HbA1c试剂盒一致性评价中的应用[J].数学的实践与认识,2019,49(20):167-175.
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  • 收稿日期:  2019-11-14

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