2022亚太杯数学建模竞赛C题思路解析

C题全球变暖思路分析

问题与思路分析
2.1 第一问：你同意有关全球气温的说法吗？
使用2022_APMCM_C_Data。附件中的csv和其他您的团队收集的数据集，以分析全球温度变化。 
a)你同意2022年3月全球气温的上升导致了比过去10年期间更大的上升吗？为什么 
或为什么不呢？ 

问题一a分析：这道题主要是进行差异性分析

具体的分析步骤:首先先收集201003-202210的全球平均气温数据，然后分为2010-3月到2020年3月，以及2022年3月到10月两组数据，使用独立样本t检验或者独立样本manu检验(具体结合正态性检验)验证是否产生了差异，分析差异程度与差异效应。拿分重点是收集201003-202210的全球平均气温数据，组委会给的数据只到了2013年，并没有太大含义。

在数据预处理时需要注意有的需要进行归一化处理，对于个别缺失数据利用线性插值、非线性插值，或者更进一步，利用一些机器学习算法进行补全，比如随机森林等。在作图时推荐使用python或者BI可视化工具，比如Tableau

b)根据历史数据，请建立两个或两个以上的数学模型来描述过去，并预测未来的 
全球温度水平。 

问题一b分析：这道题是获奖的关键。它需要用两个或两个以上的数学模型来进行啊全球温度的时间序列预测，传统的时间序列预测方法有arima时间序列，灰色预测，业界主流的有机器学习时间序列预测，如xgboost,随机森林，决策树等等，或者深度学习时间序列预测如lstm，sequential模型等等，选取完模型之后，需要对模型参数进行调优，可以结合遗传算法，粒子群算法进行参数调优。

以上的方法都是传统方法，如果有心的话，可以用近年来的一些预测算法，从论文数据库中找（英文的），可以直接用到论文当中，会增色不少。

c)使用1个(b)中的每个模型来分别预测2050年和2100年的全球气温。你们的模型 
是否同意2050年或2100年全球观测点的平均温度将达到20.00°C的预测？如果 
不是在2050年或2100年，那么您的预测模型中的观测点的平均温度何时会达到 
20.00°C？ 

问题一c分析：这道题是在第一，二小问的基础上进行一个时间序列预测，分别预测2050年和2100年的全球气温，判断这些气温是否达到20度，如果不是20度的话，我们需要接着往后再进行预测，直到达到20度。将结果可视化出来即可。

d)你认为1(b)的模型最准确？为什么 

问题一d分析：这道题就是用一些评价指标对模型进行评价，建议可以与多种不同的方式进行对比实验。现在有很多常用的评价指标都可以用。当然，还有一种进阶的思路，就是用灵敏度分析，进一步解析模型的能力。

2.2.影响温度变化的原因是什么？ 
a)使用问题1的结果和附件2022_ APMCM_C_ Data中的数据。csv和您的团队收集的 
其他数据集，建立一个数学模型来分析全球温度、时间和位置之间的关系（如果有的 
话），并解释这种关系或证明它们之间没有关系。 

问题二a分析：这道题主要是进行相关性分析，与第一大题的第一小问一样我们需要收集全球的平均气温数据，以及其对应的经纬度还有时间，简单的做法，我们直接可以进行相关性分析，复杂一些做法可以用线性回归，灰色关联分析等等进行深入挖掘。

在进行完后，可以用热力图进行可视化分析，推荐使用python（图好看）。

b)请收集相关数据，分析自然灾害的因素（如火山爆发、森林火灾、COVID-19等 
）对全球温度的影响。

问题二b分析：我们需要对全球变暖的因素进行分析，要求我们分析自然灾害带来的影响，自然灾害通常表现为山火爆发跟森林火灾，我们需要找一个地区的山火爆发或者森林火灾的数据进行举例，分析出他们会如何导致全球温度变暖，这里可以举出两个案例进行自然灾害因素对全球变暖的影响。

c)你认为影响全球温度变化的主要原因是什么？ 

d)你认为有什么措施来遏制或减缓全球变暖吗？

以上只是简单的分析，更多内容，有关思路、相关代码、参考文献等相关内容可以点击下方群名片哦！