2023年天府杯全国大学生数学建模竞赛B题中国环境问题的治理解题全过程

2023年天府杯全国大学生数学建模竞赛

B题 中国环境问题的治理

原题再现：

  问题背景：
  随着经济的快速发展和人口的持续增长，中国的环境问题已经成为了一个急需解决的重要问题。这些环境问题不仅对人们的健康和生活质量产生了巨大的影响，还对生态系统和生态平衡造成了极大的破坏。近年来，中国政府积极推动环保事业的发展，通过采取一系列政策和措施，取得了一定的成效，但环境污染问题依然十分严峻，需要进一步采取措施来加以解决。
  其中，空气污染是中国环境问题中最为突出的问题之一。由于城市化进程的加速和工业化的 发展，许多城市空气中的 PM2.5 等有害物质超标，给人们的身体健康造成了严重的威胁。因此，建立空气质量指数（AQI）与不同污染物浓度之间的数学模型，能够帮助政府和公众更好地了解空气质量的情况，并采取相应的措施来改善空气质量。
  另外，水环境污染也是中国环境问题的重要方面。随着城市化进程的加速和工业化的发展，许多地区的水环境受到了严重的污染，水质问题成为了公众关注的焦点。因此，构建水环境质量综合评价指标，以反映水环境的污染程度和治理效果，对于政府和公众了解水环境问题的严重性和推动水环境治理具有重要意义。
  除此之外，城市噪声污染也是一个长期存在的环境问题。由于城市的交通密度和建筑密度的增加，以及人们生活方式的变化，城市噪声污染已经成为了一个普遍存在的问题。为了更好地监测和控制城市噪声污染，优化城市噪声污染的监测网络，以最小化监测点数量，同时保证监测结果的准确性和全面性，成为了当务之急。根据上述背景，请你和你的团队解决以下问题。请解决：
  问题 1：空气污染已经成为了中国环境问题中最为突出的问题之一。如何建立空气质量指数（AQI）与不同污染物浓度之间的数学模型，来更好地了解空气质量的情况，并采取相应的措施来改善空气质量？请给出全国各城市空气质量的最好的 10 座城市。
  问题 2：随着城市化进程的加速和工业化的发展，许多地区的水环境受到了严重的污染，水质问题成为了公众关注的焦点。如何构建水环境质量综合评价指标，以反映水环境的污染程度和治理效果？请给出全国各城市水环境的最好的 10 座城市。
  问题 3：由于城市的交通密度和建筑密度的增加，以及人们生活方式的变化，城市噪声污染已经成为了一个普遍存在的问题。选定一座城市，并收集需要的数据，确定如何优化城市噪声污染的监测网络，以最小化监测点数量，同时保证监测结果的准确性和全面性。

求解过程

  这个题就是老生常谈的一个话题，环境保护，而环境保护其中一个重要评测标准就是空气质量，第一问说如何建立空气质量指数（AQI）与不同污染物浓度之间的数学模型，来更好地了解空气质量的情况，并采取相应的措施来改善空气质量？请给出全国各城市空气质量的最好的 10 座城市。
  首先空气质量指数与不同污染物浓度，这个不同污染物浓度你要搞清有哪些？有经验的你会知道”两尘四气”， PM2.5、PM10、CO、NO2、SO2、O3，这6个指标可以准确的衡量某地空气质量情况，进而对污染源采取相应措施。但是这个数据采集就很烦，还好我这有。第一问构建多元线性回归模型,基于不同污染物的对于空气质量的影响关系；然后再进行一个空气质量总体的可视化对比和多个因子之间的环形图或饼形图对比，第一问非常简单。我打个样，可视化图表怎么做呢？





  然后第二问水污染的问题，也是如此只不过其中略微有些不同，这一整个题难度我不予评价，像问题重述、问题背景、模型假设、参考文献这种废磕练习我不写，有要整个模型建立与求解过程的请见下方“ 只会建模 QQ名片” 点击QQ名片即可。

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