东华大学环境工程学.ppt

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1、2023/2/61第一节第一节 环境环境(hunjng)预测预测一、环境预测的概念（一、环境预测的概念（Environmental Forecast）环境预测是依据调查或监测所获得的历史资料，运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对环境未来的发展趋势进行估计用现代科学方法和手段对环境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善环境的对策提供和推测，为防止环境进一步恶化和改善环境的对策提供依据。依据。环境预测是环境决策的前提。环境预测的好坏取决环境预测是环境决策的前提。环境预测的好坏取决于人们于人们(rn men)对环境信息掌握的程度及预测方法的对环境信息

2、掌握的程度及预测方法的可靠性等因素。可靠性等因素。二、环境预测的分类和内容二、环境预测的分类和内容 根据预测范围（对象）的不同，可分为：根据预测范围（对象）的不同，可分为：区域环境预测：针对某一区域的环境质量变化进行预测。区域环境预测：针对某一区域的环境质量变化进行预测。部门行业环境预测：各部门、行业主要污染物的排放量部门行业环境预测：各部门、行业主要污染物的排放量及时空分布等。及时空分布等。专题环境预测：将某个区域内的环境问题归结为某些专专题环境预测：将某个区域内的环境问题归结为某些专题进行预测，如城市环境问题、农业生态问题、乡镇企题进行预测，如城市环境问题、农业生态问题、乡镇企业问题等。业

3、问题等。第1页/共26页第一页，共27页。2023/2/62环境预测的基本内容：环境预测的基本内容：社会和经济发展预测：人口预测，能源消耗预测、国民生产总值社会和经济发展预测：人口预测，能源消耗预测、国民生产总值预测、工业部门产值预测。预测、工业部门产值预测。环境容量和资源预测：区域环境容量的变化环境容量和资源预测：区域环境容量的变化(binhu)，区域内，区域内各类资源的开采量、储备量以及资源的开发利用效果。各类资源的开采量、储备量以及资源的开发利用效果。环境污染预测：各类污染物在大气、水体、土壤等环境要素中的环境污染预测：各类污染物在大气、水体、土壤等环境要素中的总量、浓度以及分布的变化总

4、量、浓度以及分布的变化(binhu)，可能出现的新污染物种，可能出现的新污染物种类和数量，以及由环境污染可能造成的各种社会和经济损失。类和数量，以及由环境污染可能造成的各种社会和经济损失。生态环境预测：包括城市生态环境、农业生态环境、森林、草原、生态环境预测：包括城市生态环境、农业生态环境、森林、草原、沙漠等的面积、分布，以及区域内的物种、自然保护区和旅游风沙漠等的面积、分布，以及区域内的物种、自然保护区和旅游风景区的变化景区的变化(binhu)趋势。趋势。环境资源破坏和污染的经济损失预测：资源不合理开发、利用造环境资源破坏和污染的经济损失预测：资源不合理开发、利用造成的资源损失，环境问题引起

5、的各种生产减产、成本增加、人体成的资源损失，环境问题引起的各种生产减产、成本增加、人体健康受损、设备及建筑物腐蚀等经济损失。健康受损、设备及建筑物腐蚀等经济损失。环境治理和投资预测：各类污染物的治理技术、装置、措施、方环境治理和投资预测：各类污染物的治理技术、装置、措施、方案以及污染治理的投资和效果的预测；环境保护总投资、投资比案以及污染治理的投资和效果的预测；环境保护总投资、投资比例、投资重点、投资期限和投资效益等。例、投资重点、投资期限和投资效益等。第2页/共26页第二页，共27页。2023/2/63三、环境三、环境(hunjng)预测的工作程序预测的工作程序 （4个阶段，个阶段，11个步

6、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与预测模型正确与否是关键否是关键第3页/共26页第三页，共27页。2023/2/64四、环境四、环境(hunjng)预测的方法类型预测的方法类型（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）：依靠预测人员在自身经定性预测方法（直观预测法）：依靠预测人员在自身经验

7、和逻辑推理基础上形成的主观判断能力来预测事件的未验和逻辑推理基础上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。来状况。适于分析复杂、交叉和宏观问题。定量预测方法：依靠历史统计数据，在定性分析的基础定量预测方法：依靠历史统计数据，在定性分析的基础上构建数学模型进行预测。可分为约束外推法和模拟模型上构建数学模型进行预测。可分为约束外推法和模拟模型法两大类。法两大类。综合预测方法：定性方法与定量方法的综合。综合预测方法：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：即定性预测方法。直观法：即定性预测方法。因果型预测方法：依据相关

8、性原理分析预测对象与有关因果型预测方法：依据相关性原理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。产出法，回归预测法等。趋势外推预测方法：利用研究对象过去和现在的统计数趋势外推预测方法：利用研究对象过去和现在的统计数据资料，找出其变化趋势，并据此趋势推测其未来状态。据资料，找出其变化趋势，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。如时间序列预测法，增长曲线预测法等。第4页/共26页第四页，共27页。2023/2/65第5页/共26页第五页，共27页。2023/2/66五、环境预测

9、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未来的发展趋势及状况作出专家依靠专家对预测对象未来的发展趋势及状况作出专家个人的判断。个人的判断。能够最大限度地发挥个人能够最大限度地发挥个人“智能结构智能结构”的效用，但容的效用，但容易受到专家个人智能结构的限制，难免带有片面性。易受到专家个人智能结构的限制，难免带有片面性。（2）专家会议法）专家会议法依靠一定数量的专家，对预测对象的未来发展趋势及依靠一定数量的专家，对预测对象的未来发展趋势及状况作出判断。状况作出判断。有利于专家们交换意见，相互启发，弥补个人意见

10、的有利于专家们交换意见，相互启发，弥补个人意见的不足。但易受心理因素影响，易屈服于权威不足。但易受心理因素影响，易屈服于权威(qunwi)或或大多数人的意见而忽略少数人的意见，易受劝说的影响，大多数人的意见而忽略少数人的意见，易受劝说的影响，或出于自尊心等因素而固执己见等。或出于自尊心等因素而固执己见等。（3）头脑风暴法（）头脑风暴法（BrainStorming，BS法）法）由现代创造学创始人、美国学者奥斯本（由现代创造学创始人、美国学者奥斯本（AlexF.Osborn）于）于1939年首次提出、年首次提出、1953年正式发表的一种激年正式发表的一种激发创造性思维的方法。发创造性思维的方法。通

11、过专家（微观智能结构）之间的信息交流，引起思通过专家（微观智能结构）之间的信息交流，引起思维共振，产生组合效应，形成宏观智能结构，进行创造性维共振，产生组合效应，形成宏观智能结构，进行创造性思维。也称思维。也称“思维共振法思维共振法”。第6页/共26页第六页，共27页。试试你的创造性？试试你的创造性？轻松(qn sn)享“瘦”，猫钻鼠洞第7页/共26页第七页，共27页。2023/2/68第8页/共26页第八页，共27页。2023/2/69第9页/共26页第九页，共27页。2023/2/610第10页/共26页第十页，共27页。都是死，区别在于(ziy)一个快点，一个慢点。香烟(xingyn)杀

12、人比海洛因和可卡因加起来还多第11页/共26页第十一页，共27页。2023/2/612孕妇(ynf)咨询中心广告第12页/共26页第十二页，共27页。2023/2/613牛奶(ni ni)真牛（Milk power）第13页/共26页第十三页，共27页。第14页/共26页第十四页，共27页。2023/2/615思维思维(swi)(swi)锻炼锻炼:不重复不重复(chngf)，你能用三笔画出以下图形吗？，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(wnt)第15页/共26页第十五页，共27页。2023/2/616头脑风暴法的分类：头脑风暴法的分类：直接头脑风暴法：在专家群体决策基

13、础上尽可能激发创造性，产生直接头脑风暴法：在专家群体决策基础上尽可能激发创造性，产生尽可能多的设想的方法。尽可能多的设想的方法。质疑头脑风暴法：同时召开两个专家会议，第一个会议按照直接头质疑头脑风暴法：同时召开两个专家会议，第一个会议按照直接头脑风暴法的要求进行，第二个会议对第一个会议提出的设想或方脑风暴法的要求进行，第二个会议对第一个会议提出的设想或方法逐一质疑，发现其现实可行性。法逐一质疑，发现其现实可行性。特点：特点：自由畅谈：让思维自由驰骋，尽可能标新立异，提出独创性的想法。自由畅谈：让思维自由驰骋，尽可能标新立异，提出独创性的想法。延迟评判：必须坚持当场不对任何设想作出评价，防止评判

14、约束与延迟评判：必须坚持当场不对任何设想作出评价，防止评判约束与会者的积极思维，破坏自由畅谈的有利气氛，影响创造性设想的会者的积极思维，破坏自由畅谈的有利气氛，影响创造性设想的产生。产生。绝对禁止批评：这是头脑风暴法应遵循的一个重要原则绝对禁止批评：这是头脑风暴法应遵循的一个重要原则(yunz)(yunz)。每个人都不得对别人的设想提出批评意见，发言人的自我批评也每个人都不得对别人的设想提出批评意见，发言人的自我批评也在禁止之列，避免批评对创造性思维产生抑制作用。在禁止之列，避免批评对创造性思维产生抑制作用。追求数量，以量求质：头脑风暴会议的目标是获得尽可能多的设想，追求数量，以量求质：头脑风

15、暴会议的目标是获得尽可能多的设想，增加设想的数量以获得有价值的创造。增加设想的数量以获得有价值的创造。第16页/共26页第十六页，共27页。2023/2/617（2）特尔斐法（）特尔斐法（DelphiTechnique）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技术术，成成为为全全球球120多多种种预预测测法法中中使使用用比比例例最最高高的的一一种。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

16、的反反馈馈，从从而而(cngr)取得一组专家的最可靠的统一意见。取得一组专家的最可靠的统一意见。特尔斐法的特点：特尔斐法的特点：匿匿名名性性：所所有有专专家家单单独独表表态态，以以免免受受权权威威意意见见影影响响而而改改变变自自己己的意见。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，允允许许参参与与者者在在参参考考别别人人判判断断的的资资料料之之后后修修正正自自己己的的看看法。法。循循环环反反复复：一一般般需需两两轮轮或或以以上上的的反反复复过过程程，以以求求得得专专家家意意见见的的收敛。收敛。预预测测结结果果

17、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情况发展的判断和见解。观情况发展的判断和见解。专家共识：创造特定条件让专家达成共识，得出最后预测结果。专家共识：创造特定条件让专家达成共识，得出最后预测结果。第17页/共26页第十七页，共27页。2023/2/618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时间(shjin)(shjin)与费用的限制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

18、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第18页/共26页第十八页，共27页。2023/2/619六、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，作为对下一个求得所研究的观察期内的平均数，作为对下一个(y)时期的预测数。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明显的季节但当观察期的数据具有明显的季节(jji)(jji)变动和长

19、期性的增减变化趋势时，预变动和长期性的增减变化趋势时，预测结果的误差往往较大。测结果的误差往往较大。第19页/共26页第十九页，共27页。2023/2/620（2 2）加权平均数预测）加权平均数预测 根据根据(gnj)(gnj)各观察期数据重要性的不同，分别给予不同的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。权值后再加以平均。关键是确定适当的权值；关键是确定适当的权值；一般给予近期数以较大一般给予近期数以较大(jio d)(jio d)的权值，距离预测期远的则权值递减。的权值，距离预测期远的则权值递减。第20页/共26页第二十页，共27页。2023/2/621（3 3）移动平均

20、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，逐一将观察期的数据由远而近按一定跨越期进行平均，逐一(zhy)(zhy)求得其求得其平均值，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。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。第21页/共26页第二十一页，共27页。2023/2/622（二）回归分析预测（二）回归分析预测分析因变量与自变量之间相互关系，建立合理的回归方程，根分析因变量与自变量之间相互关系，建立合理的回归方程，根据自变量的数值变化，去预测因变量数值变化。据自变量的数值变化，去预测因变量数值变化。一元一元(yyun)回归预测：用相关

21、分析法分析一个自变量和一个回归预测：用相关分析法分析一个自变量和一个因变量之间的相关关系，利用一元因变量之间的相关关系，利用一元(yyun)回归方程式进行预回归方程式进行预测。测。多元回归预测：分析一个因变量与若干个自变量的相关关系，多元回归预测：分析一个因变量与若干个自变量的相关关系，建立多元回归方程，从若干自变量的变化去预测一个因变量的变建立多元回归方程，从若干自变量的变化去预测一个因变量的变化程度和未来的数量状况。化程度和未来的数量状况。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，说明预测结果的可靠程度计算相关系数，说明预

22、测结果的可靠程度 利用回归方程进行利用回归方程进行(jnxng)(jnxng)预测预测 估计预测结果的置信区间估计预测结果的置信区间第22页/共26页第二十二页，共27页。2023/2/623例：一元线性回归例：一元线性回归(hugu)(hugu)预测的步骤预测的步骤第23页/共26页第二十三页，共27页。2023/2/624（三）趋势外推法（逻辑规律法）（三）趋势外推法（逻辑规律法）大量生命和非生命的自然现象和社会现象在随时间而发展变大量生命和非生命的自然现象和社会现象在随时间而发展变化的过程中都遵循着一种逻辑型规律。其基本线型由一条指数曲化的过程中都遵循着一种逻辑型规律。其基本线型由一条指

23、数曲线线(qxin)和一条对数曲线和一条对数曲线(qxin)平滑衔接而成。曲线平滑衔接而成。曲线(qxin)呈呈S形状，又称形状，又称“S”规律。（比利时规律。（比利时Verhulst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，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。由此推测未来状态。四个发展阶段：四个发展阶段：前期前期(qinq)(qinq)：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(qinq)(qinq)：迅速增长阶段，曲线上凹；：迅速增长阶段，曲线上凹；中后期：减速增长阶段，曲线下凹，发展趋势发中后期：减

24、速增长阶段，曲线下凹，发展趋势发生质的变化；生质的变化；后期：相对稳定饱和阶段，曲线平缓发展，达到后期：相对稳定饱和阶段，曲线平缓发展，达到平衡状态。平衡状态。第24页/共26页第二十四页，共27页。2023/2/6251、指数、指数(zhsh)曲线法曲线法2、生长、生长(shngzhng)曲曲线法线法第25页/共26页第二十五页，共27页。2023/2/626谢谢您的观看(gunkn)！第26页/共26页第二十六页，共27页。内容(nirng)总结2021/11/13。第一节 环境预测。三、环境预测的工作程序 （4个阶段，11个步骤）。定量预测方法：依靠历史统计数据，在定性分析的基础上构建数学模型进行预测。匿名性：所有专家单独表态，以免受权威意见影响而改变自己的意见。专家共识(n sh)：创造特定条件让专家达成共识(n sh)，得出最后预测结果。其基本线型由一条指数曲线和一条对数曲线平滑衔接而成。第25页/共26页。谢谢您的观看。第26页/共26页第二十七页，共27页。