应用统计学课程设计运用SPSS对城市空气质量的统计分析.docx

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应用统计学课程设计运用SPSS对城市空气质量的统计分析

学号

（应用统计学课程设计）

设计说明书

运用SPSS对城市空气质量的统计分析

起止日期：

2013年7月1日至2013年7月5日

学生姓名

班级

成绩

指导教师（签字）

经济与管理学院

2013年7月5日

应用统计学课程设计

课程设计分工及成绩评定表

分工情况说明

学号

姓名

承担主要任务

贡献等级

问题提出、确定假设、分析问题、查找数据、数据录入、描述性统计分析、统计图绘制、统计报表编制、均值检验、相关性分析、回归分析、得出结论。

1

成绩评定表

学号

姓名

考勤（15%）

调查方案（20%）

分析过程（50%）

答辩成绩（35%）

分数成绩

总评成绩

1确定假设

1.假设忽略空气中可能影响空气质量的其他污染物；

2.假设在较近一段时间内，不发生重大工业事故；

3.假设在未来一段时间内，城市自然环境稳定，不发生一些较大的自然灾害，例如：

地震、洪灾、海啸等；

4.假设未来一段时间内，政府没有出台关于大规模工业的迁入迁出城市的政策。

2分析思路

此次课程设计，我针对中国主要城市在2010年及2011年的空气质量，利用SPSS软件进行统计分析。

先是对全国各主要城市的空气质量进行横向比较，分析我国的空气质量的总体情况和地区差异，然后对代表性空气质量影响因素进行分析。

分析思路总结大致是：

首先利用SPSS软件中的描述性统计分析的方法对主要城市空气质量进行横向比较，利用统计图判断在全国范围内是否存在影响空气质量的共同因素及两年的变化，然后利用报表统计城市空气质量在2010年及2011年的分布状况是否具有一致性，随后利用均值比较、相关性分析、回归分析对各个因素影响效果进行分析。

3选用的分析方法

根据分析思路知在本次统计分析中主要运用的分析方法有：

描述性分析、统计图、统计报表、均值比较、相关分析、一元线性回归分析、多元线性回归分析。

4描述性分析

4.1空气质量达到二级以上的天数占全年的比例的描述性统计

本设计选择2011年中国统计年鉴中2010年全国主要城市的空气质量统计数据及2012年中国统计年鉴中2011年全国主要城市的空气质量统计数据作为统计研究对象，对城市空气质量达到二级以上的天数占全年的比例进行分类，并进行频数分析，分析结果如表4.1及4.1.2所示。

表4.1空气质量达到二级以上的天数占全年的比例（已离散化）

频率

百分比

有效百分比

累积百分比

有效

<70.0

2

3.2

3.2

3.2

70.0-79.9

5

8.1

8.1

11.3

80.0-89.9

26

41.9

41.9

53.2

90.0+

29

46.8

46.8

100.0

合计

62

100.0

100.0

表4.1.2按空气质量达到二级以上的天数分组*空气质量数据的年份交叉制表

计数

空气质量数据的年份

合计

2010

2011

按空气质量达到二级以上的天数分组

<=244

1

1

2

<=286

3

2

5

<=329

14

13

27

<=365

13

15

28

合计

31

31

62

从表4.1及表4.1.2对比可以看出，2010年及2011年空气质量达到二级以上的天数占全年的比例小于70%的各1个省市，占两年的3.2%；70%到80%元之间2010年有3个省市，2011年有2个省市，占两年的8.1%；80%到90%之间2010年有14个省市，2011年有13个省市，占两年的41.9%；大于90%，2010年有13个省市，2011年有15个省市，占两年的46.8%；

从上面分析可以看出2011年较2010年的空气质量有所好转，但一半以上的省市空气质量达到二级以上的天数占全年的比例仍小于90%，说明城市空气质量还有提升的空间。

4.2城市空气质量因素的描述性统计

本设计对城市空气质量的可吸入颗粒、二氧化硫、二氧化氮、空气质量达到二级以上的天数、年平均温度及年平均降水量六项影响空气质量的因素做描述性统计分析，包括频数、最小值、最大值、平均值、标准差五个项目，见表4.2。

表4.2描述统计量

N

极小值

极大值

均值

标准差

可吸入颗粒

62

.040

.155

.09334

.023294

二氧化硫

62

.007

.089

.03998

.016621

二氧化氮

62

.015

.068

.04019

.012125

空气质量达到二级以上的天数

62

223

365

324.00

29.019

年平均降水量

62

166.2

2445.1

882.923

543.3003

年平均温度

62

4.5

24.6

13.984

5.0910

有效的N（列表状态）

62

从表4.2可以看出，在影响空气质量的因素中，可吸入颗粒的最小值为0.04毫克/立方米，最大值为0.155毫克/立方米，平均值为0.09334毫克/立方米，标准差为0.023294；二氧化硫的最小值为0.007毫克/立方米，最大值为0.089毫克/立方米，平均值为0.03998毫克/立方米，标准差为0.016621；二氧化氮的最小值0.015毫克/立方米，最大值为0.068毫克/立方米，平均值为0.04019毫克/立方米，标准差为29.019；空气质量达到二级以上的天数的最小值为223天，最大值为365天，平均值为324，标准差为29.019；年平均降水量的最小值为166.2毫米，最大值为2445.1毫米，平均值为882.923毫米，标准差为543.3003；年平均温度的最小值为4.5摄氏度，最大值为24.6摄氏度，平均值为13.984摄氏度，标准差为5.0910；

5统计图

5.1立体柱状图对两年各类的空气质量描述

按照4.1的分类对2010年及2011年四类空气质量在可吸入颗粒、二氧化硫、二氧化氮三个方面用立体柱状图展示，如图5.1所示：

图5.1

从图5.1得知可吸入颗粒物为影响我国城市空气质量的主要因素，2011年较2010年在空气质量达到二级以上的天数占全年的比例小于70%的城市中可吸入颗粒的含量得到有效控制，其他分组的可吸入颗粒含量没有明显变化。

5.2折线图对降水量对空气质量的影响描述

按照4.1的分类对四类空气质量在年平均降水量方面用折线图展示（温度受地区、纬度及降水

量的影响在这不做分析），如图5.2所示：

图5.2

从图5.2得知降水量对空气质量有影响，这个影响表现在降水量的增多会使空气质量有所好转，可视为降水量对空气质量的影响成正相关，但此影响是否显著还有待检验。

6统计报表

对2011年及2010年四类空气质量的可吸入颗粒、二氧化硫、二氧化氮进行统计报表。

统计报表如报表6.1所示：

报表6.1

空气质量空气质量达到二级以上的天可吸入颗粒二氧化硫二氧化氮

数据年份数占全年的比例（已离散化）合计合计合计

_______________________________________________________________________

2010<70.0.155.057.048

70.0-79.9.362.162.181

80.0-89.91.395.570.520

90.0+1.046.478.501

2011<70.0.138.048.042

70.0-79.9.245.107.124

80.0-89.91.308.550.510

90.0+1.138.507.566

总计5.7872.4792.492

从统计报表中可以看出，2011年较2010年影响空气质量的因素（可吸入颗粒、二氧化硫、二氧化氮）的含量都有所下降，进一步证实了表4.1及表4.1.2和图5.1所说明的问题。

7均值比较

对影响空气质量的六个因素进行均值比较，分析出影响空气质量的主要因素，并对这些因素的均值情况进行描述，分析结果如表7.1及表7.1.2所示：

表7.1案例处理摘要

案例

已包含

已排除

总计

N

百分比

N

百分比

N

百分比

可吸入颗粒*按空气质量达到二级以上的天数分组

62

100.0%

0

.0%

62

100.0%

二氧化硫*按空气质量达到二级以上的天数分组

62

100.0%

0

.0%

62

100.0%

二氧化氮*按空气质量达到二级以上的天数分组

62

100.0%

0

.0%

62

100.0%

年平均降水量*按空气质量达到二级以上的天数分组

62

100.0%

0

.0%

62

100.0%

年平均温度*按空气质量达到二级以上的天数分组

62

100.0%

0

.0%

62

100.0%

表7.1.2报告

按空气质量达到二级以上的天数分组

可吸入颗粒

二氧化硫

二氧化氮

年平均降水量

年平均温度

dimension0

<=244

均值

.14650

.05250

.04500

186.500

7.800

N

2

2

2

2

2

标准差

.012021

.006364

.004243

7.7782

.1414

<=286

均值

.12140

.05380

.06100

641.580

11.460

N

5

5

5

5

5

标准差

.011149

.028190

.005958

425.0155

4.0396

<=329

均值

.10385

.04363

.03944

776.563

13.341

N

27

27

27

27

27

标准差

.010298

.011429

.010382

342.2710

4.1327

<=365

均值

.07439

.03311

.03686

1078.325

15.496

N

28

28

28

28

28

标准差

.016187

.016426

.011332

655.5015

5.7352

总计

均值

.09334

.03998

.04019

882.923

13.984

N

62

62

62

62

62

标准差

.023294

.016621

.012125

543.3003

5.0910

从表7.1.2可以看出四类空气质量，可吸入颗粒的均值分别为0.14650、0.12140、0.10385、0.07439表明不同类别空气质量在可吸入颗粒的含量上有很大的差异，可吸入颗粒含量越高，城市空气质量越差，这和实际相符合；二氧化硫的均值分别为0.05250、0.05380、0.04363、0.03311表明不同类别空气质量在二氧化硫的