基于多元多项式回归的空气质量数据校准模型

游晋峰 安 莹

(晋中师范高等专科学校，山西 晋中 030600)

引言

空气质量指标是否合格是现在人们关注的一个热点话题之一，尤其是“两尘四气”的浓度。国家监测控制站点(简称“国控点”)对它们的浓度进行监测。但是由于布控点较少、数据发布滞后时间长、花费大等缺点，无法实时监控和预报。某公司研发了一种花费小的检测仪，不仅可以测量空气质量，也可对该地区的湿度、温度、降水量、压强、风速进行测量。而它存在的问题是传感器在工作一段时间后会因为零点漂移、量程漂移、非常规气态污染物浓度的变化和气象因素受到影响，与附近国控点的数据值存在差异。因此，需利用国控点数据对近邻的自建点数据进行校准。

本文以2019年全国大学生数学建模竞赛D题“空气质量数据的校准”为背景，首先对数据进行了描述性和探索性分析，然后分析了造成自建点数据与国控点数据之间存在差异的影响因素，并建立了基于多元多项式回归的空气质量数据校准模型，为空气质量数据校准提供了可行的办法。

1 数据分析

题目要求对自建点数据与国控点数据进行探索性分析。而探索性分析是在描述性分析的基础上，对数据分布特征的详细分析[1-2]。为更清晰地分析数据的分布特征，利用题目所给数据绘制了散点图和箱形图，并计算了月均值、方差、众数等。

1.1散点图

为准确观察数据的分布特征，利用Excel的绘图功能，对国控点和自建点的“两尘四气”数据绘制了散点图，如图1和图2。……