自然科学版
陕西师范大学学报(自然科学版)
概率统计及其应用专题
雾霾污染的区域结构特征学习
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张海*, 王圣涵, 郭骁
(西北大学 数学学院, 陕西 西安 710127)
张海,男,教授,博士生导师,主要从事机器学习、高维数据统计分析和复杂系统及社会网络等方面的研究。E-mail:zhanghai@nwu.edu.cn
摘要:
基于复杂网络分析方法,开展雾霾污染结构特征学习。收集了中国363个城市2015—2018年每小时的PM2.5实时观测数据,分析了4年中各城市PM2.5变化,利用复杂网络图建模,研究了城市之间形成的雾霾污染网络的中心点和社区结构的变化。研究发现:经过雾霾治理,全国范围内雾霾有明显改善,北京及东北地区雾霾污染治理效果优于西北地区;雾霾污染网络具有中心点,中心点大多为污染严重的地区,主要分布于中西部地区,开展雾霾治理需要重点关注污染网络的中心点城市及其所在区域;雾霾污染网络存在社区结构,社区结构与地理位置高度一致,不同社区结构之间雾霾污染的成因及特征有一定的差异,开展雾霾治理不仅要考虑不同社区的差异,而且同一个社区内部要相互配合,协作治理,才能取得更好的雾霾治理效果。
关键词:
雾霾污染; 网络社区结构; 大数据分析; 复杂网络建模; PM2.5
收稿日期:
2020-01-02
中图分类号:
O212.1
文献标识码:
A
文章编号:
1672-4291(2020)02-0117-08
基金项目:
国家自然科学基金(11571011);NSFC-广东省大数据科学研究中心项目(U1811461)
Doi:
Structure learning of region feature of haze pollution
ZHANG Hai*, WANG Shenghan, GUO Xiao
(School of Mathematics, Northwest University, Xi′an 710127, Shaanxi, China)
Abstract:
The region structure learning of haze pollution is studied by using the complex network analysis method. The PM2.5 data of each hour from 2015 to 2018 in 363 cities of China are collected. Then the change of concentration of PM2.5 in those cities in the recent four years is analyzed. Based on the complex graphical model method, the change of hubs and structure of the haze pollution network among the 363 cities is studied. The results show that: after the haze governance, the effect of nationwide haze control has been significantly improved, but the haze control effect in Beijing and northeast China is better than that in northwest China. Haze control needs to focus on the central cities and the regions that they locate in; to carry out haze governance, we should not only consider the differences among different communities, but also cooperate with each other within the same community to achieve better haze governance results.
KeyWords:
haze pollution; community structure; big data analysis; complex network modeling; PM2.5 自1978年以来,中国经济保持了三十多年的高速增长。中国的发电量2017年达到25万亿千瓦,随着能源规模的不断扩大,伴随而来的是2013年以来的雾霾天气频发,其不仅对全国人民的生活、健康、出行产生了极大的危害,同时对中国的经济增长质量和国家形象均产生了负面的影响。因此,开展雾霾治理,制定科学合理的雾霾治理政策,对于实现“绿水青山”的现代化中国有着重要的意义。