基于多元線性回歸模型的水資源短缺風(fēng)險評價研究 源碼

1、-范文最新推薦- 基于多元線性回歸模型的水資源短缺風(fēng)險評價研究+源碼 摘要：本文圍繞水資源短缺風(fēng)險的評價與預(yù)測問題進(jìn)行了討論.以北京市為例，建立多元線性回歸，確定了影響水資源短缺的主要風(fēng)險因子，分別是：農(nóng)業(yè)用水，工業(yè)用水，第三產(chǎn)業(yè)及生活其他用水和降雨量并且運用時間序列分析的方法對未來水資源狀況進(jìn)行預(yù)測.通過對模型求解，并對模型進(jìn)行了評價,結(jié)果表明：該模型科學(xué)合理.關(guān)鍵詞：水資源；風(fēng)險因子；多元線性回歸；時間序列分析 Water Resource Shortage Risk Evaluation Based onMultivariate Linear Regression ModelAbstra

2、ct: The water shortage risk evaluation and prediction problems are discussed in this article. In Beijing, for example, according to setting up multiple linear regression and determining the major risk factors affect the shortage of water resources. Agricultural water, industrial water, and the third

3、 industry, and other life in water and rainfall are the major risk factors. Then using time series analysis method to predict the state of water resources in the future. Through resolving and evaluating the model, the results show that the established model is scientific and reasonable.Key Words:Wat

4、er resources；Risk factors ；Multiple linear regression；Analysis of time series目錄1周口師范學(xué)院本科任務(wù)書12周口師范學(xué)院本科開題報告 23周口師范學(xué)院本科中期檢查表 44周口師范學(xué)院本科指導(dǎo)教師評語表 55周口師范學(xué)院本科評閱人評審表 66周口師范學(xué)院本科答辯資格審查表 8 在這眾多文獻(xiàn)中有的采用了純理論的分析，有的采用灰色系統(tǒng)理論本文來自六維(論"文?網(wǎng)， 加7位QQ3249114找原文，風(fēng)險指數(shù)，模糊聚類分析的方法，而如何采用多元線性回歸確定主要風(fēng)險因子，預(yù)測未來幾年的風(fēng)險度量，并運用時間序列分析的方法

5、對未來幾年水資源進(jìn)行預(yù)測是一個值得研究的問題，本文就采用了此種方法對水資源短缺風(fēng)險進(jìn)行綜合評價，以北京市為例，用時間序列分析的方法對未來幾年的水資源進(jìn)行了預(yù)測，對于水資源短缺具有一定的指導(dǎo)意義，本文的結(jié)構(gòu)如下：引言部分對水資源風(fēng)險評價的多元線性回歸模型的研究背景，意義以及研究狀況進(jìn)行了闡述，明確了研究工作的整體內(nèi)容及結(jié)構(gòu).第一章對水資源短缺狀況進(jìn)行了分析.第二章根據(jù)統(tǒng)計年鑒數(shù)據(jù)運用多元線性回歸的方法確定主要水資源風(fēng)險因子，并用時間序列給出預(yù)測，最后向有關(guān)部門提出建議.第三章對本文研究問題的小結(jié).1水資源短缺現(xiàn)狀1.1 我國的水資源短缺狀況近年來，我國水資源短缺問題日趨嚴(yán)重，水資源成為焦點話題一

6、直以來我國都是一個干旱缺水的國家，根據(jù)2012年的人口計算，我國人均水資源2000 ，不足世界水平的三分之一，是全球13個人均水資源最貧乏的國家之一預(yù)計到2040年我國人口增長到16億時，人均水資源將將降低到1700 若當(dāng)除去難以利用的淡水資源之后，我國總共的水資源總共有11000 ,人均可利用的水資源約900 ，北方有十幾個個城市的水資源不到500 遠(yuǎn)達(dá)不到國際的最低標(biāo)準(zhǔn)1000 我國的水資源分布是極不平衡的，我國的淡水資源主要集中在南方，北方的淡水資源只有南方的四分之一尤其是最近20年，受全球氣候變化的影響，我國部分地區(qū)降雨量發(fā)生了變化，北方地區(qū)的水資源明顯減少，其中以黃河，淮河，遼河和海

7、河流域最為明顯，北方流域的水資源已經(jīng)從周期性的水資源短缺變成絕對性的水資源短缺與此同時，我國的用水量和污水排放量卻保持著相當(dāng)高的水平，這導(dǎo)致了我國的水資源惡化我國水資源本身分布不均勻再加上水資源的污染，是的水資源短缺在我國已經(jīng)成為十分緊迫的問題 V（風(fēng)險度量）=V1（用水量）- V2（供水量）表1 風(fēng)險度量的結(jié)果年份水資源總量V2總用水量V1風(fēng)險度量=V1-V2197938.2342.924.6919802650.5424.5419812448.1124.11198236.647.2210.62198334.747.5612.86198439.3140.050.7419853831.71-6.

8、29198627.0336.559.52198738.6630.95-7.71198839.1842.433.25198921.5544.6423.09199035.8641.125.26199142.2942.03-0.26199222.4446.4323.99199319.6745.2225.55199445.4245.870.45199530.3444.8814.54199645.8740.01-5.86199722.2540.3218.07199837.740.432.73199914.2241.7127.49 2.2確定主要風(fēng)險因子2.2.1回歸方程的建立與求解假設(shè)變量 與另外 個變

9、量 的內(nèi)在關(guān)系是線性的，它的第 次數(shù)據(jù)是那么這一組數(shù)據(jù)可以假設(shè)具有如下的結(jié)構(gòu)式：其中 是 個待估計參數(shù)， 是 個可以精確測量的一般變量， 是 個相互獨立且服從同一正態(tài)分布 的隨機變量.這就是多元線性回歸的數(shù)學(xué)模型.可用矩陣研究多元線性回歸.那么多元線性回歸方程可以表示成矩陣形式其中 是 維隨機變量，它的分量是相互獨立的.由2,1知道影響北京市水資源短缺的因素有： ：農(nóng)業(yè)用水、 ：工業(yè)用水、 ：降雨量、 ：污水處理率、 ：常住人口.又有它們對風(fēng)險度量的相關(guān)系數(shù)知，它們對風(fēng)險度量的影響相當(dāng).于是利用多元線性回歸分析方法建立北京市水資源短缺風(fēng)險的綜合評價模型，從而確定有明顯影響的風(fēng)險因子，他們分別是

10、農(nóng)業(yè)用水、工業(yè)用水、降雨量、污水處理率、常住人口.他們關(guān)于風(fēng)險度量的散點圖如下：圖1關(guān)于 的散點圖圖2 關(guān)于 的散點圖圖3 關(guān)于 的散點圖圖4 關(guān)于 的散點圖圖5 關(guān)于 的散點圖由2.1中的風(fēng)險因子及多元線性回歸方法建立以風(fēng)險度量（ ）為因變量，風(fēng)險因子（ ， ， ， ， ）為自變量的多元線性回歸模型： 2.2.3回歸系數(shù)的顯著性檢驗在多元回歸模型中，我們并不滿足線性回歸方程是顯著的本文來自六維(論"文?網(wǎng)， 加7位QQ3249114找原文，而總想從回歸方程中剔除那些次要的、不必要的變量，重新建立更為簡單的線性回歸方程.如果某個變量對 的作用不顯著，那么在多元線性回歸模型中，它前面的

11、系數(shù) 取值為零.因此，檢驗因子 是否顯著等價于檢驗假設(shè)： .可以看出，最小二乘估計 是服從正態(tài)分布的隨機變量 的線性函數(shù)，所以 是服從正態(tài)分布的隨機變量，且其中 為相關(guān)矩陣 中對角線上第 個元素.于是.隨機變量 與 是相互獨立的.于是有，故可采用統(tǒng)計量.來檢驗回歸系數(shù) 是否顯著.2.2.4模型的檢驗與改進(jìn)有2.2.1的程序得到上述模型的回歸系數(shù)估計值及其置信區(qū)間、檢驗統(tǒng)計量 的結(jié)果見表2.表2 模型的計算結(jié)果參數(shù)參數(shù)估計值置信區(qū)間-5.6199-77.7050-66.4652 0.4309-0.5872 -0.44910.2762-1.5440-1.0964-0.0494-0.06660.03

12、22-0.3666-0.7343-0.00100.0353-0.0083-0.00200.70669.63410.0001從表2可以看出， 的置信區(qū)間均包含零點，表明回歸變量 對因變量 的影響是不太顯著的.由 知因變量 的70.66%由模型確定.對于此種情況需要去除變量 ，重新建立多元線性回歸模型，與2.21中的方法類似，運用Matlab統(tǒng)計工具箱用命令regress實現(xiàn)多元線性回歸由： UST948.1990,F .這個結(jié)果接受H0（H0：各個因子的期望值都相等），說明 與 , , , 的線性關(guān)系顯著，說明這個線性回歸方程的建立是合理的.有以上結(jié)果可知這些自變量的回歸系數(shù)即為該變量每變化一單

13、位對風(fēng)險度量的影響程度有多大，從而可確定影響水資源短缺的影響明顯的風(fēng)險因子為 ：農(nóng)業(yè)用水， ：工業(yè)用水，：污水處理， ：常住人口.則可得到風(fēng)險度量和主要風(fēng)險因子之間的關(guān)系式是.（2）根據(jù)2012年北京統(tǒng)計年鑒上的數(shù)據(jù)具體內(nèi)容見表格4表格4 2012年北京統(tǒng)計年鑒數(shù)據(jù)年份水資源總量（億立方米）總用水量（億立方米）農(nóng)業(yè)用水（億立方米）工業(yè)用水（億立方米）污水處理率（%）常住人口（萬人）200921.835.512.05.280.31860201023.135.211.45.081.01961201126.826.810.95.181.72018則有公式（2）可得到2009-2011年的水資源風(fēng)險度

14、量見，同時根據(jù)2012年北京統(tǒng)計年鑒上的實際數(shù)據(jù)計算出水資源風(fēng)險度量見，具體見表格5:表格5風(fēng)險度量數(shù)據(jù)年份實際風(fēng)險度量預(yù)測風(fēng)險度量20094.74.520102.12.0201100有上述表格知：實際風(fēng)險度量和預(yù)測的風(fēng)險度量比較接近，由于實際和理論總是存在一定的誤差，所以可以認(rèn)為該預(yù)測的結(jié)果是合理的，同時也說明了上述多元線性回歸關(guān)系式（2）是合理的. 198031.8313.779.4904.328.00514.079.8900.7198131.612.2110.8919.231.71512.9910.1911.75198228.8113.8910.993530.20513.0510.859

15、27.1198331.611.2410.295030.20512.56510.55942.5198421.8414.3761096526.7212.80810.1957.5198619.469.918.9102819.4612.1439.45996.5198821.9914.047.4106121.9911.9758.151044.5198924.4213.776.6107517.3513.90571068199021.7412.347.3108623.0813.0556.951080.5199219.9415.511.2110219.9413.9254.251094199320.3515.2

16、83.1111220.14515.3952.151107 200513.26.862.4153813.357.2558.151515.35200612.86.273.81581136.568.11559.5200712.45.876.2163312.867516072008125.278.9169512.25.577.551664表格7 5-期簡單平均滑動表格年份農(nóng)業(yè)用水（億立方米）工業(yè)用水（億立方米）污水處理率（%）常住人口（萬人）對農(nóng)業(yè)用水的5-簡單滑動平均預(yù)測對工業(yè)用水的5-簡單滑動平均預(yù)測對污水處理的5-簡單滑動平均預(yù)測對常住人口的5-簡單滑動平均預(yù)測197924.1814.3710.

17、2897.1198031.8313.779.4904.3198131.612.2110.8919.2198228.8113.8910.9935198331.611.2410.295029.60413.09610.3921.12 199817.3910.8422.51245.618.942512.572518.3751215.425199918.4510.56251257.218.322511.5722.2251248.475200016.4910.5239.41363.617.612510.75527.2251276.6200117.49.3421385.117.5710.46430.1812

18、98.3200215.57.5451423.217.0469.74434.781334.94200313.88.450.11456.416.3289.25640.31377.1200413.57.753.91492.715.3388.68446.081424.2200513.26.862.4153814.687.9450.681459.08200612.86.273.8158113.767.3257.041498.26200712.45.876.2163313.146.9863.281540.222008125.278.9169512.786.3469.041587.94 本文采用多元線性回歸逐步回歸的方法，讓歷史重復(fù)自己，以客觀事實為依據(jù)建立水資源短缺問