Исследование экологической ситуации на территории Алтайского края

Введение 5
1. Методы и модели оценки экологической ситуации 9
1.1. Понятие экологической ситуации и экологической обстановки 9
1.2. Методы ранжирования данных 9
1.2.1. Основные понятия ранжирования 9
1.2.2. Метод простого ранжирования 10
1.2.3. Метод экспертных оценок 12
1.3. Модели регрессии 14
1.3.1. Модель множественной регрессии 15
1.3.2. Модель полиномиальной регрессии 18
1.3.3. Модель факторной регрессии 20
1.4. Кластерный анализ 20
2. Применение методов ранжирования объектов, регрессионного и кластерного анализа для оценки экологической ситуации на территории Алтайского края 23
2.1. Анализ исходных данных 23
2.2. Применение методов ранжирования 28
2.2.1. Метод простого ранжирования 28
2.2.3. Метод экспертных оценок 31
2.3. Применение моделей регрессии 34
2.3.1. Модель множественной регрессии 34
2.3.2. Модель полиномиальной регрессии 37
2.3.3. Факторная регрессия 39
2.4. Кластерный анализ 42
3. Анализ результатов исследования 46
3.1. Общий анализ показателей 46
3.2. Сравнение экологической ситуации за 2008-2014 года на основе метода простого ранжирования 48
3.3. Анализ результатов применения регрессионных моделей и кластерного анализа по данным за 2014 год 49
3.4. Анализ результатов применения регрессионных моделей и кластерного анализа за 2008-2014 года 53
3.5. Кластерный анализ 58
3.6. Анализ результатов применения регрессионных моделей и кластерного анализа по данным за 2016 год 59
Заключение 67
Библиографический список 70
Приложение 73
Купить

Актуальность исследования. В последние годы резкое ухудшение экологической ситуации в Алтайском крае выдвинуло в качестве одного из главных направлений оценку экологического состояния этой территории [10]. Разные научные коллективы в течение 10 лет ведут свои исследования состояния территории в рамках разнообразных федеральных программ. К настоящему моменту накоплено большое количество данных о состоянии природной экологической среды Алтайского региона.
В научной статье Бузмакова С.А., Овеснова С.А. «Экологическая оценка состояния особо охраняемых территорий регионального значения» оценивание экологической обстановки ведется по нескольким признакам: почвы, растительность, животный мир, экосистема, дополнительные оценки [3]. Данные признаки классифицируются по пяти группам в зависимости от степени деградации экосистем.
В работе Петрищева В.П., Дубровской С.А. «Методика комплексной оценки экологического состояния городских территорий» была проведена оценка для блоков города Орск [15]. Для определения экологической ситуации использовались различные коэффициенты: напряженность экологической ситуации, суммарный индекс химического загрязнения, относительная антропогенная напряженность.
Для оценки состояния территории и определения чрезвычайных экологических ситуаций или зон экологического бедствия Минприроды России 30 ноября 1992 г. утвердило «Критерии оценки экологической обстановки территорий для выявления зон чрезвычайной экологической ситуации и зон экологического бедствия» [9].
В учебном пособии Михайлова Л.А., Соломина В.П. и др. «Безопасность жизнедеятельности» рассматриваются предельно допустимые нормы, а также способы оценки экологической среды путем применения общих суммарных показателей [12].
В книге В.И. Стурмана «Экологическое картографирование» представлены основные цели и задачи картографирования [19]. Книга содержит информацию о методах составления и применения экологических карт.
В книге Кочурова Б.И. «Геоэкологическое картографирование» рассмотрены принципы и методы разработки геоэкологических карт и их место в системе тематического картографирования [8].
В данной работе приведено исследование экологической ситуации городов Алтайского края и построена экологическая карта. За образец был взят проект «Создание экологического рейтинга регионов и экологической карты РФ», целью которого являлось создание эколого-экономического индекса для регионов России [2].
К исходным данным были применены методы системного анализа (метод простого ранжирования; метод экспертных оценок) и методы регрессионного анализа (множественная, полиномиальная, факторная регрессии).
Целью проведения регрессионного анализа являлось сравнение проранжированных значений моделей регрессии с рангами, полученными методом простого ранжирования, и определение наиболее значимых признаков.
Также по исходным данным был проведен кластерный анализ с целью сравнения значений полученных кластеров с рангами, полученными методами системного анализа, и определения особых характеристик районов, присущих отдельным кластерам.
Наибольший интерес представляет оценка экологической ситуации в туристических районах Алтайского края: Барнаульский, Первомайский, Бийский, Алтайский, Змеиногорский, Егорьевский, Завьяловский.
Цель работы состоит в исследовании экологической ситуации районов Алтайского края.
Достижение указанной цели подразумевает решение следующих основных задач:
1) провести анализ методов системного, регрессионного и кластерного анализа для ранжирования объектов;
2) сформировать базу экологических данных по районам Алтайского края;
3) применить методы системного и регрессионного анализа к сформированным данным;
4) сделать выводы об экологической ситуации в районах Алтайского края.
Практическая значимость исследования заключается в оценке влияния факторов на экологическую ситуацию. Эти сведения являются критериями экологического картографирования, главная цель которого - рациональное природопользование через научно-обоснованный выбор. В исследовании и решении экологических проблем участвуют специалисты разных областей знания. В такой ситуации карта является универсальным языком общения специалистов разных наук.
Предмет исследования - методы обработки данных системного, регрессионного и кластерного анализа.
Объект исследования - районы Алтайского края.
Информационная база. В исследовании экологической ситуации Алтайского края использовались статистические данные сайта федеральной службы государственной статистики (http://www.gks.ru/) за 2008-2014 года по следующим статистическим показателям:
• количество объектов, имеющих стационарные источники загрязнения (шт.);
• количество загрязняющих веществ, отходящих от всех стационарных источников (тыс. тонн);
• текущие затраты на охрану окружающей среды, включая оплату услуг природоохранного назначения (тыс. руб.);
• количество выброшенных в атмосферу загрязняющих веществ, отходящих от стационарных источников, в том числе оксид углерода (тыс. тонн).
Карты были построены в географической информационной системе QGIS.
Методы исследования. При проведении анализа экологической ситуации Алтайского края использовались методы системного, регрессионного и кластерного анализа.
Купить