基于负二项回归模型的空气质量指数分析

作者:罗静;田茂再; 刊名:统计与信息论坛 上传者:赵海荣

【摘要】空气质量指数是与人们的日常活动密切相关的指标.基于中国18个城市2014年共52个周的空气污染计数数据进行负二项回归分析,通过运用广义线性混合效应模型和广义估计方程的方法进行比较分析,从理论和实际应用上得到了一定结论.研究结果表明:广义线性混合效应模型和广义估计方程两种方法在分析空气污染问题中差别不大;人口因素、城市园林绿化状况、气象因素、城市群效应以及季节效应对所研究城市的空气污染状况发生与否及其严重程度有显著的影响.

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第 32卷第 7期 Vo1.32 No.7 统 计 与 信 息 论 坛 Statistics& Information Forum 2017年 7月 Ju1.,2017 【统计应用研究】 基于负二项回归模型的空气质量指数分析 罗 静 ,田茂再h (1.新疆财经大学 a.新疆社会经济统计研究中心 .b.统计与信息学院,新疆 乌鲁木齐 830012; 2.中国人民大学 a.应用统计科学研究中心;b.统计学院,北京 100872; 3.兰州财经大学 统计学 院 ,甘肃 兰州 730020) 摘要 :空气质量指数是与人们的日常活动密切相关的指标 。基于中国 18个城市 2014年共 52个周的空 气污染计数数据进行负二项 回归分析,通过运用广义线性混合效应模型和广义估计方程的方法进行比较分 析,从理论和实际应用上得到了一定结论。研究结果表明:广义线性混合效应模型和广义估计方程两种方法 在分析空气污染 问题 中差别 不大 ;人 口因素 、城市 园林绿 化状况 、气象 因素 、城 市群效 应 以及 季节效应 对所研 究城市的空气污染状况发生与否及其严重程度有显著的影响。 关键词:空气质量指数;广义线性混合效应;广义估计方程 中图分类号:C812 文献标志码 :A 文章编号 :1O07—3116(2017)07—008807 一 、 引 言 大气污染 问题是 当今 中国面临 的一个重 大问 题。自 20世纪 90年代 以来 ,重大环境污染事件显 著增多 ,对人们的 日常生 活以及经济社会的发展都 产生 了日益严重的影响。国内外有很多关于大气污 染对人们健康状况影 响的分析 ,其结论认为影响是 显著 的。比如 Cohen等人研究 了交通大气污染 的 个人暴露 的反应及其对有哮喘病史的在校儿童呼吸 系统疾病 的影响 ,结果发现滞后一天 的大气污染物 浓度 的提高增 加 了呼 吸系统 疾病 复发 的风 险 ; Sahu等人研究 了细颗粒物 PMz.s的时空模型 ,通过 引入 随机效应 ,并把监测地点进行 了农村和城市的 划分 ,使用全贝叶斯模型方法很好地拟合 了时间空 间效应[ ];王淑英等人进行 了北京地区大气能见度 变化规律以及影响因子 的统计分析 ,结果表 明空气 湿度 、风速都能影响大气能见度l3 ;符璐等人通过研 究成都市环境空气治理效应评价 ,得 出空气质量的 状况有滞后性和季节性及降水因素 的影响_4 ;程兴 88 宏研究 了北京城市街 区PM 。的时空分布特征 ,对颗 粒物的质量浓度空 间分布状况进行了描述性分 析, 得出了浓度 日变化特征因休息日和工作日的区分而 分为两种显著特征规律的结论_5],这为在建模时考 虑季节效应提供 了思路 ;侯雅文等人通过对空气质 量指数进行时间序列建模 ,利用 ARMA模 型拟合 数据 ,通过模型残差建立控制图,再根据控制图的波 动 情 况 进 行 监 控 和 预 警 ,得 到 了 比较 好 的 拟 合 结果 。 综上 ,笔者对大气污染进行了计数统计 ,从而就 参考的影响 因素进行 统计 显著性分 析是有现 实意 义 的 。 本文研究的是 中国 18个省会城市以及直辖市 的 2014年共 52个周 的每周空气污染 次数计数数 据 ,衡量空气污染发生与否的标准是空气质量指数 (air quality index,AQI)。AQI是基于单一概念性 数值对几种常见空气污染物污染浓度 的综合反映 , 并依据受污染的空气在后续几个小时或者几天 内可 能对人体健康造成的危害程度进行分级 。根据 中华 收稿 日期 :2016一O6

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