杨阳 沈泽昊 郑天立 丁雨賝 李本纲



中国当前城市空气综合质量的主要影响因素分析

杨阳 沈泽昊 郑天立 丁雨賝 李本纲†

北京大学城市与环境学院, 北京 100871; †通信作者, E-mail: libengang@pku.edu.cn

基于2010年我国 78 个主要城市的5个空气质量指标数据, 利用主成分分析方法, 计算城市空气质量综合得分; 采用多元线性回归方法, 从气候、地形、城市发展和城市环境状况四方面的 48 个变量中筛选出与城市空气质量显著相关的 10 个, 并定量评价不同因子对城市空气质量的贡献。依据空气质量综合得分, 从 78 个城市中分层随机选取 30 个城市作为训练样本, 构建基于径向基函数(RBF)的人工神经网络模型。利用城市自然、社会、经济特征及环境管理现状模拟城市空气质量, 并应用于我国173个主要城市空气质量状况的模拟。结果表明, 年平均饱和水气压、城市建成区面积、城区海拔落差和第二产业占 GDP 的百分比是影响中国当前城市空气综合质量的主要因素, 分别可以解释城市空气质量变异性的 14.7%, 12.8%, 8.8%和7.2%。研究结果突破了以往大部分空气质量评价模型仅以大气污染物和气象因子作为模型输入因子的局限, RBF人工神经网络模型的模拟结果准确性较高(2=0.658,<2.2×10-14)。

人工神经网络; 城市空气质量; 影响因子

大气环境质量是大气污染物和气象因素变化共同作用的结果, 对人体健康和生态环境影响巨大[1–2]。由于针对高度聚集的人群, 城市大气环境质量问题更受关注[3]。改善城市空气质量涉及社会生产生活的多个方面[4], 如城市经济发展将对城市消耗燃料的总量、类型构成、污染物排放量及处理技术产生影响, 城市绿地面积等影响城市内部对大气污染物的吸附和降解能力[5]。……