Bài giảng quy hoạch môi trường bài 6 các phương pháp quy hoạch môi trường PGS TS phùng chí sỹ

VIỆN MƠI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUN CHƯƠNG TRÌNH ĐÀO TẠO CAO HỌC Quy hoạch mơi trường (Bài 6: Các phương pháp quy hoạch mơi trường) Cán giảng dạy : PGS.TS Phùng Chí Sỹ Các phương pháp quy hoạch mơi trường - Thống kê xử lý số liệu Phương pháp lập bảng liệt kê (hecklist) C Phương pháp ma trận (Matrix) Phương pháp mạng lưới (Network) Đánh giá nhanh (Rapid Assessment) Mô hình hoá (nvironmental E Modelling) Phương pháp chuyên gia (Delphi) Phương pháp phân tích lợi ích chi phí (ost C Benefit Analysis) (GIS) Phương pháp chồng ghép đồ (vermapping) O PHÂN TÍCH THỐNG KÊ CÁC SỐ LIỆU MƠI TRƯỜNG Phương pháp thống kê Phương pháp thống kê (statistics) sử dụng từ lâu nhiều ngành kinh tế, y khoa, nơng nghiệp, sinh học,mơi trường … Các phương pháp thống kê tốn học : • Thống kê mơ tả (descriptive statistics) • Thống kê suy diễn (Inferential statistics) • Ước lượng trắc nghiệm (Estimation and testing) • Phân tích tương quan (hồi quy) (Regression analysis) • Phân tích chuỗi thời gian (Time series analysis) Phương pháp thống kê(tt) nhiệm vụ xử lý liệu mơi trường : 1) Phân tích liệu điều tra yếu tố mơi trường (đất, nước, khơng khí …) phục vụ cho việc đánh giá tác động mơi trường, phân tích trạng mơi trường 2) So sánh kết thu thập với tiêu chuẩn quy định, so sánh kết hay nhiều trạm quan trắc, cơng nghệ xử lý, tiêu mơi trường nhà máy, KCN … 3) Phân tích kết thí nghiệm mơi trường, từ tìm biện pháp xử lý tối ưu 4) Nghiên cứu mối liên hệ yếu tố mơi trường mối quan hệ nhân yếu tố mơi trường (Ví dụ : liều lượng/phản ứng) 5) Theo dõi diễn biến mơi trường theo thời gian (quan trắc mơi trường) Phương pháp thống kê(tt) Các phần mềm xử lý thống kê : • SPSS (Sử dụng AIT) • Minitab (Sử dụng Châu Âu) • Statgraphics 7.0 (Sử dụng rộng rãi) Phương pháp thống kê(tt) Ứng dụng thống kê mơ tả lĩnh vực tài ngun mơi trường : • • • • • • Trình bày kết đo đạc mơi trường đất, nước khơng khí … sau phân tích Trình bày thơng tin thành phần mơi trường đất đai, thành phần hố chất, cấu dân số … (Thơng tin trạng thái) Trình bày khái qt thống kê hoạt động sản xuất, đời sống người, từ đánh giá nguồn áp lực lên mơi trường thống kê giao thơng, tình hình sản xuất, dân số, sản phẩm, lượng … (Thơng tin áp lực) Trình bày kết hoạt động quản lý mơi trường, tài ngun thuế, phí mơi trường … ( Thơng tin đáp ứng) Trình bày kết phân tích liều lượng-phản ứng đánh giá rủi ro mơi trường Trình bày kết phân tích thử nghiệp nhiều lần, lấy kết chung để cơng bố CÁC ĐẶC TRƯNG THỐNG KÊ Các thơng số đo chiều hướng tập trung dãy số Trung bình (mean): Đại lượng đo độ trung bình dãy số liệu Trung bình hình học (Geometric mean) – Giá trị trung bình log giá trị nằm dãy số Trung bình số học (Arithmetic mean) – Giá trị trung bình giá trị nằm dãy số (Tổng số giá trị chia cho cỡ mẫu) CÁC ĐẶC TRƯNG THỐNG KÊ (tt) Trung vị (median) hay Giá trị (50% percentile): Xếp thứ tự số liệu từ thấp đến cao, sau tìm giá trị chia dãy kiện thành phần có số mẫu - Nếu cỡ mẫu (n) lẻ : Trung vị giá trị nằm thứ [(n+1)/2] dãy số - Nếu cỡ mẫu (n) chẵn : Trung vị giá trị trung bình giá trị nằm vị trí [n/2] vị trí thứ [(n/2) + 1] CÁC ĐẶC TRƯNG THỐNG KÊ (tt) • Phần tư vị (Lower quartile) hay giá trị 25% (25% percentile) : Giá trị nằm vị trí đầu qng phần tư thứ chia dãy số thành phần có kích cỡ • Phần tư vị (Upper quartile) hay giá trị 75% (75% percentile) : Giá trị nằm vị trí cuối qng phần tư thứ chia dãy số thành phần có kích cỡ CÁC ĐẶC TRƯNG THỐNG KÊ (tt) Bảng đồ thị Các bảng : liệu thơ ; liệu xếp, tần suất, Các đồ thị : - Giản đồ tần suất (frequency histograms) - Các đồ thị đa thức tần suất (Relative frequency polygons) - Các đồ thị hộp (box plot) - Các hộp râu (Box and whisher plot) - Các đồ thị tuyến (Line graphs) Tóm tắt bước xây dựng Box Wisher B1 : Chia khoảng biến thiên nồng độ B2 : Xác định tần suất gặp, thấy (%) B3 : Xây dựng biểu đồ phân bố tần suất (hình chng lệch)  xác định số thường gặp, Max, Min, 25%, 75%, Trung bình cộng, Số B4 : Xây dựng đồ tần suất tích luỹ B5 : Xác định số (50%), số 25%, số 75% B6 : Xây dựng Box and Wisher Các hộp râu (Box and whisher plot) Max Phần tư vị (75%) Số (Median) Trung bình cộng (Mean) Phần tư vị (25%) Min Sau thực bước ta tiến hành xây dựng đồ thị biễu diễn biến thiên nồng độ bụi Bụi (mg/m3) 2000 2001 2002 2003 2004 2005 Năm Giản đồ tần suất tích luỹ Tầ n suấ t (%) 100 75 50 Cumulative Frequency Distribution (Tần suất tích luỹ) 25 Số 75% 0 0.2 Số 25% 0.4 0.6 0.8 1.2 1.4 Nồ ng độ(mg/m3) PHƯƠNG PHÁP HỒI QUI 1) Hồi qui tuyến tính đơn tố (Simple Linear Regression) (SLR) - Tương quan tuyến tính : Y= A + B.X Ở : Y biến phụ thuộc ; X biến độc lập ; A, B số - Tương quan bội biến đổi (multiplicative) : Y = A.Xb hay logY = logA + b.logX - Tương quan mũ biến đổi (exponential) : Y = e (A+B.X) hay lnY = A + B.X - Tương quan nghịch đảo biến đổi (Reciprocal) : 1/Y = A + B.X hay Y = 1/(A+B.X) PHƯƠNG PHÁP HỒI QUI (tt) 2) Hồi quy tuyến tính đa tố (Multiple Linear Regression) (MLR) Y = α + β1X1 + β2X2 + β3X3 + + βkXk Ở : Y biến phụ thuộc ; Xi biến độc lập ; α, βi số PHƯƠNG PHÁP HỒI QUI (tt) 3) Hồi quy phi tuyến tính (Nonlinear Regression) - Hồi quy phi tuyến tính đơn tố (Simple nonlinear) Y = α + β1X + β2X2 + β3X3 + + βkXk Đặt Z1 = X, Z2 = X2, Z3 =X3, … Zk =Xk biến hàm hồi quy phi tuyến tính đơn tố thành hàm hồi quy tuyến tính đa tố : Y = α + β1Z1 + β2Z2 + β3Z3 + + βkZk PHƯƠNG PHÁP HỒI QUI (tt) - Hồi quy phi tuyến tính đa tố (Multiple nonlinear) Y = α + β1X1 + β2X12 + β3X2 + β4X22 NẮN SỐ LIỆU (DATA SMOOTHING Phương pháp nắn số liệu áp dụng để xử lý với số liệu chuỗi thời gian nhằm hạn chế tác động bất thường biến thiên ngẫu nhiên KỸ THUẬT NẮN SỐ LIỆU Làm mềm PHÂN TÍCH CHIỀU HƯỚNG (TREND ANALYSIS) Phương pháp phân tích chiều hướng cho phép mơ quy luật biến đổi chuỗi số liệu thời gian theo đường thẳng (tuyến tính); đường cong hàm parabol hay hàm mũ hay đường cong dạng S (S-curve) - Đường thẳng : Y = a +b.t - Đường cong hàm parabol : Y = a + b.t + c.t2 - Hàm mũ : Z = exp(a +b.t) - Đường cong dạng S : Z = exp(a +b/t) Các bước thực sau: B1 : Chia chuỗi số liệu thành phần có kích thước gần VD : chuỗi số liệu 10 năm (1 năm có 365 số) 3.650 số  chia làm phần: 217 + 1217 + 1217 B2 : Xác định số chuỗi số liệu B3 : Xây dựng đường thẳng di qua điểm + Vẽ đường thẳng y = ax + b x3, y3 y = ax + b x2, y2 x2, y2 a =tg XIN CÁM ƠN! [...]... =Xk có thể biến hàm hồi quy phi tuyến tính đơn tố thành hàm hồi quy tuyến tính đa tố : Y = α + β1Z1 + β2Z2 + β3Z3 + + βkZk PHƯƠNG PHÁP HỒI QUI (tt) - Hồi quy phi tuyến tính đa tố (Multiple nonlinear) Y = α + β1X1 + β2X12 + β3X2 + β4X22 NẮN SỐ LIỆU (DATA SMOOTHING Phương pháp nắn số liệu được áp dụng để xử lý với số liệu chuỗi thời gian nhằm hạn chế các tác động bất thường của các biến thiên ngẫu nhiên... nghịch đảo biến đổi (Reciprocal) : 1/Y = A + B.X hay Y = 1/(A+B.X) PHƯƠNG PHÁP HỒI QUI (tt) 2) Hồi quy tuyến tính đa tố (Multiple Linear Regression) (MLR) Y = α + β1X1 + β2X2 + β3X3 + + βkXk Ở đây : Y là biến phụ thuộc ; Xi là biến độc lập ; α, βi là các hằng số PHƯƠNG PHÁP HỒI QUI (tt) 3) Hồi quy phi tuyến tính (Nonlinear Regression) - Hồi quy phi tuyến tính đơn tố (Simple nonlinear) Y = α + β1X + β2X2... lượng đo độ nhọn của sự phân bố số liệu CÁC ĐẶC TRƯNG THỐNG KÊ (tt) 3 Bảng và đồ thị Các bảng : dữ liệu thô ; dữ liệu được sắp xếp, tần suất, Các đồ thị : - Giản đồ tần suất (frequency histograms) - Các đồ thị đa thức tần suất (Relative frequency polygons) - Các đồ thị hộp (box plot) - Các hộp và râu (Box and whisher plot) - Các đồ thị tuyến (Line graphs) Tóm tắt các bước xây dựng Box Wisher B1 : Chia...CÁC ĐẶC TRƯNG THỐNG KÊ (tt) 2 Các thông số đo đặc trưng của độ phân tán • Biến lượng (Variance) : Trung bình của bình phương tất cả các độ lệch của giá trị quan sát trừ đi giá trị trung bình • Độ lệch tiêu chuẩn (Standard Deviation) : Là căn số dương của biến lượng • Sai số tiêu chuẩn (Standard Error): là tỷ số giữa độ lệch tiêu chuẩn và căn bậc 2 của cỡ mẫu (n) CÁC ĐẶC TRƯNG THỐNG... 100 75 50 Cumulative Frequency Distribution (Tần suất tích luỹ) 25 Số 75% 0 0 0.2 Số 25% 0.4 0 .6 0.8 1 1.2 1.4 Noà ng ñoä(mg/m3) PHƯƠNG PHÁP HỒI QUI 1) Hồi qui tuyến tính đơn tố (Simple Linear Regression) (SLR) - Tương quan thuần tuyến tính : Y= A + B.X Ở đây : Y là biến phụ thuộc ; X là biến độc lập ; A, B là các hằng số - Tương quan bội biến đổi (multiplicative) : Y = A.Xb hay logY = logA + b.logX -... TÍCH CHIỀU HƯỚNG (TREND ANALYSIS) Phương pháp phân tích chiều hướng cho phép mô phỏng quy luật biến đổi của chuỗi số liệu thời gian theo đường thẳng (tuyến tính); đường cong hàm parabol hay hàm mũ hay đường cong dạng S (S-curve) - Đường thẳng : Y = a +b.t - Đường cong hàm parabol : Y = a + b.t + c.t2 - Hàm mũ : Z = exp(a +b.t) - Đường cong dạng S : Z = exp(a +b/t) Các bước thực hiện như sau: B1 : Chia... 75%, Trung bình cộng, Số giữa B4 : Xây dựng bản đồ tần suất tích luỹ B5 : Xác định số giữa (50%), số 25%, số 75% B6 : Xây dựng Box and Wisher Các hộp và râu (Box and whisher plot) Max Phần tư vị trên (75%) Số giữa (Median) Trung bình cộng (Mean) Phần tư vị dưới (25%) Min Sau khi thực hiện các bước trên ta tiến hành xây dựng đồ thị biễu diễn sự biến thiên của nồng độ bụi Bụi (mg/m3) 2000 2001 2002 2003... - Hàm mũ : Z = exp(a +b.t) - Đường cong dạng S : Z = exp(a +b/t) Các bước thực hiện như sau: B1 : Chia chuỗi số liệu thành 3 phần có kích thước gần bằng nhau VD : chuỗi số liệu 10 năm (1 năm có 365 số) là 3 .65 0 số  chia làm 3 phần: 217 + 1217 + 1217 B2 : Xác định số giữa của chuỗi số liệu B3 : Xây dựng đường thẳng di qua 3 điểm + Vẽ đường thẳng y = ax + b x3, y3 y = ax + b x2, y2 x2, y2 a =tg XIN .. .Các phương pháp quy hoạch mơi trường - Thống kê xử lý số liệu Phương pháp lập bảng liệt kê (hecklist) C Phương pháp ma trận (Matrix) Phương pháp mạng lưới (Network) Đánh... Modelling) Phương pháp chuyên gia (Delphi) Phương pháp phân tích lợi ích chi phí (ost C Benefit Analysis) (GIS) Phương pháp chồng ghép đồ (vermapping) O PHÂN TÍCH THỐNG KÊ CÁC SỐ LIỆU MƠI TRƯỜNG Phương. .. SỐ LIỆU MƠI TRƯỜNG Phương pháp thống kê Phương pháp thống kê (statistics) sử dụng từ lâu nhiều ngành kinh tế, y khoa, nơng nghiệp, sinh học,mơi trường … Các phương pháp thống kê tốn học : • Thống