环境监测数据处理方法学理论研究
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Ｑ 圣 堡箜２ 塑
［ 文章编号 ］ １ ０ ０ ２ －０ ６ ２ ４ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ９ －０ ０ ２ ７ －０ ３
奎ｊ 型 皇
水 生态 环境
环境监测数据处理方法学理论研究
刘 巍 ， 任海霞 ２
（ １ ． 松辽 流域水资源保护局 ， 吉林 长春 １ ３ ０ ０ ２ １ ； ２ ． 松辽水利委员会水文局（ 信息 中心 ） ， 吉林 长春 １ ３ ０ ０ ２ １ ）
用数 值数据 来表 示属 性的量 ， 数 值数据 又分 为连续 数据 和 离 散数 据两 种 ； 第二 类是顺 序 属性 ， 度 量属 性时 不用 明 确 的数 量 ， 而 是划分成 多个状态 ， 但 状 态 间是有序 的 ， 如土 壤 酸碱 度分 为强酸 性 、 中性 、 弱酸性 、 弱碱 性 、 强碱性 等 ； 第 三 类是名 称 属性 ， 度量 属性 时既 不 同数 量 表示 ， 状 态 间也 无 次 序关 系。如土壤颜 色可 分为 ： 红、 黑、 黄等等 ； 植被可 分为 草原、 森林等 等 。 环境 监测数据的这 一属性 ， 也决定 了在进 行 数理统 计计 算时应 区别对 待 。 自然 ， 环境 监测 中常见 的
看， 除 正态 分布或近 似正态 分布 外 ， 还 有大量 的偏态 分布 。
Ｏ ； ２ ） Ｘ ： 与 的离差平方和为最小。
２ ． ２ 加权平 均数【 ） 定义 ： ＝
这一特性决定了统计方法的多样性 ， 为了能客观地反映真
实情况 ， 不能 只用适于 某一 种类型 分布
数据处理 方法学是环 境监 测学 的重要组成部 分 ， 它是
１ ． ３ 污染物浓度值一般较低， 多为痕量与超痕量
由 于污染 物 度较 低 ， 尤 是 境 景 ， 一般
环 境 监 测 实 践 中 不 断 发 展 起 来 的 专 门 研 究 监 测 数 据 特 性 、 常 用 ｐ ｐ ｂ 耋 示 分 之 一 ， 多 为 妻 量
其中： 墨为 测 量值， ｎ 为 样 本 容 量（ 测 量 次 数） ； ∑ 置为∑
的省写 ， 下 同。
武” 之地。
１ ． ２ 数 据分 布类型具有 多样 性
性质 ： Ｉ 与 的离差代数 和等 于零 ， 即 ∑（ 一 ） ＝
环境监测数据由于受随机因素的影响， 从分布类型上
门高 度概括 与抽 象的科 学 ， 一 是利 用数学模 型描述环 境 质 量变 化规律 ； 二是利 用数 学模 型来描 述污染 与环境 质量 之 间的因果关 系。环境 监测数据 处理方法学 则是应用数学 原 理， 紧 密结合 环境 监测 学 的特 征 ， 建 立符合环 境 监测 学 特 点的数学 应用理论 与方 法 。它 的研究 内容 主要有 ： 环境 监 测基本 数据 特征 、 环境 监 测 的统 计量 构成 、 环境 监 测 的数 值计算 、 环境 监 测 的数 据 类型 及 其检 验方 法 、 环 境 监测 的 数据统计关 系分析等 等。
环 境监测 常用 的统计量 有 ：
２ ． １ 算 术平 均数 （ ）
定义： ＝ １ ２ ＋…＋ 一∑ ｆ
ｎ ， ｌ
都 存在着 一定 的统计 关系 ， 从 大量 的监测数 据 中能够找 到 它们 之 间的某种 规律性 。环 境监 测数据 的这一特 性 ， 为数
学 科学 中的数 理统 计 学在 环境 监 测 中的应 用提 供 了 “ 用
［ 摘 要】 数 据是监 测工作的核 心与灵 魂 ， 方法 学属 于哲 学的范畴 。 本 文以环境科 学与数 学的有 关理论 为基础 ，深入研 究环境监 测数据 的基 本特征 ，环境监 测 的统 计量构成 以及环 境监 测数 值 计算方法等技 术理论 问题 ， 提 出 了科 学可行 的数据 处理方 法学成果 。 【 关键词 ］ 环境 监测 ； 数据 处理 ； 方法 学理论 ； 研 究 ［ 中图分 类号 】 Ｘ８ ３ ［ 文献标识码 】 Ｂ
（ 百万 分之 一 ） 、 ｐ ｐ ｈ ｍ（ 亿 分之 一 ） ． ， ｐ ｐ ｂ （ － ｆ － ￣ ７ ５ ５ － － ￣ － 表示 ，
， ．．
， 以 ， 环
这～特征 决定在进行 数据处理 时应 更多地讲究运 算技 巧 。
义。 环境监测数据处理方法学的基础是数学科学， 它是将
以连续性量 为多 。
１ 环 境 监 测数 据 的 基本 特 征 ２ 环 境 监 测 的统 计 量构 成
１ １ 随机性
在 环境监 测分析过程 中 ， 常常 要探讨各 种污染物含 量
之间 的相 互关 系 ， 而这 种 关 系具 有 不确定 性 ， 受 随 机 因素 的影响较大 ， 使 诸变量之间 的联 系不 是唯 一确定的 。但是 ，
数据 的研究 工作 关 系到环 境 监测 工 作的效 益 ， 因此 ． ， 发 展 环境 监测数 据处理方 法学 的研 究 工作 ， 具有十 分重 的意
构 磊 及 其 规 律 的 学 问 。 环 境 监 测 的 直 接 产 品 就 是 数 据 ， 对 境 监 测 数 据 一 般 都 很 小 。 比 如 ， 环 境 中 污 染 物 浓 度 常 用 ｐ ｐ ｍ
数 学科 学 引入环 境 监测 的 集 中体现 ，由于污 染 物质 的运
动、 变 化与发 展无不 表现 为一 定 的数量 关系 ， 因此 ， 数学这
・ ４监测数据类型多
环境 监测数据按 不 同的测量 方式 ， 产 生 的数 据类型 也
颇多， 大 致可 分 为三 类 ， 即： 第 一类 是数 量 属性 ， 数量 属 性
计算。
其中： 是第 ｉ 个测量值 五 的对 应权 。
・
２ ７ ・
水生 态环境
２ ． ３ 风何平均数 （ ）
东 北水 利水 电
２ ０ １ ３年第 ９期
（ ＋ ） ± 、 ／ ＋ ， 相 减 时 为（ — ） ± 、 ／ ＋ ， 相 乘 时 为ｎ ・
［ 文章编号 ］ １ ０ ０ ２ －０ ６ ２ ４ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ９ －０ ０ ２ ７ －０ ３
奎ｊ 型 皇
水 生态 环境
环境监测数据处理方法学理论研究
刘 巍 ， 任海霞 ２
（ １ ． 松辽 流域水资源保护局 ， 吉林 长春 １ ３ ０ ０ ２ １ ； ２ ． 松辽水利委员会水文局（ 信息 中心 ） ， 吉林 长春 １ ３ ０ ０ ２ １ ）
用数 值数据 来表 示属 性的量 ， 数 值数据 又分 为连续 数据 和 离 散数 据两 种 ； 第二 类是顺 序 属性 ， 度 量属 性时 不用 明 确 的数 量 ， 而 是划分成 多个状态 ， 但 状 态 间是有序 的 ， 如土 壤 酸碱 度分 为强酸 性 、 中性 、 弱酸性 、 弱碱 性 、 强碱性 等 ； 第 三 类是名 称 属性 ， 度量 属性 时既 不 同数 量 表示 ， 状 态 间也 无 次 序关 系。如土壤颜 色可 分为 ： 红、 黑、 黄等等 ； 植被可 分为 草原、 森林等 等 。 环境 监测数据的这 一属性 ， 也决定 了在进 行 数理统 计计 算时应 区别对 待 。 自然 ， 环境 监测 中常见 的
看， 除 正态 分布或近 似正态 分布 外 ， 还 有大量 的偏态 分布 。
Ｏ ； ２ ） Ｘ ： 与 的离差平方和为最小。
２ ． ２ 加权平 均数【 ） 定义 ： ＝
这一特性决定了统计方法的多样性 ， 为了能客观地反映真
实情况 ， 不能 只用适于 某一 种类型 分布
数据处理 方法学是环 境监 测学 的重要组成部 分 ， 它是
１ ． ３ 污染物浓度值一般较低， 多为痕量与超痕量
由 于污染 物 度较 低 ， 尤 是 境 景 ， 一般
环 境 监 测 实 践 中 不 断 发 展 起 来 的 专 门 研 究 监 测 数 据 特 性 、 常 用 ｐ ｐ ｂ 耋 示 分 之 一 ， 多 为 妻 量
其中： 墨为 测 量值， ｎ 为 样 本 容 量（ 测 量 次 数） ； ∑ 置为∑
的省写 ， 下 同。
武” 之地。
１ ． ２ 数 据分 布类型具有 多样 性
性质 ： Ｉ 与 的离差代数 和等 于零 ， 即 ∑（ 一 ） ＝
环境监测数据由于受随机因素的影响， 从分布类型上
门高 度概括 与抽 象的科 学 ， 一 是利 用数学模 型描述环 境 质 量变 化规律 ； 二是利 用数 学模 型来描 述污染 与环境 质量 之 间的因果关 系。环境 监测数据 处理方法学 则是应用数学 原 理， 紧 密结合 环境 监测 学 的特 征 ， 建 立符合环 境 监测 学 特 点的数学 应用理论 与方 法 。它 的研究 内容 主要有 ： 环境 监 测基本 数据 特征 、 环境 监 测 的统 计量 构成 、 环境 监 测 的数 值计算 、 环境 监 测 的数 据 类型 及 其检 验方 法 、 环 境 监测 的 数据统计关 系分析等 等。
环 境监测 常用 的统计量 有 ：
２ ． １ 算 术平 均数 （ ）
定义： ＝ １ ２ ＋…＋ 一∑ ｆ
ｎ ， ｌ
都 存在着 一定 的统计 关系 ， 从 大量 的监测数 据 中能够找 到 它们 之 间的某种 规律性 。环 境监 测数据 的这一特 性 ， 为数
学 科学 中的数 理统 计 学在 环境 监 测 中的应 用提 供 了 “ 用
［ 摘 要】 数 据是监 测工作的核 心与灵 魂 ， 方法 学属 于哲 学的范畴 。 本 文以环境科 学与数 学的有 关理论 为基础 ，深入研 究环境监 测数据 的基 本特征 ，环境监 测 的统 计量构成 以及环 境监 测数 值 计算方法等技 术理论 问题 ， 提 出 了科 学可行 的数据 处理方 法学成果 。 【 关键词 ］ 环境 监测 ； 数据 处理 ； 方法 学理论 ； 研 究 ［ 中图分 类号 】 Ｘ８ ３ ［ 文献标识码 】 Ｂ
（ 百万 分之 一 ） 、 ｐ ｐ ｈ ｍ（ 亿 分之 一 ） ． ， ｐ ｐ ｂ （ － ｆ － ￣ ７ ５ ５ － － ￣ － 表示 ，
， ．．
， 以 ， 环
这～特征 决定在进行 数据处理 时应 更多地讲究运 算技 巧 。
义。 环境监测数据处理方法学的基础是数学科学， 它是将
以连续性量 为多 。
１ 环 境 监 测数 据 的 基本 特 征 ２ 环 境 监 测 的统 计 量构 成
１ １ 随机性
在 环境监 测分析过程 中 ， 常常 要探讨各 种污染物含 量
之间 的相 互关 系 ， 而这 种 关 系具 有 不确定 性 ， 受 随 机 因素 的影响较大 ， 使 诸变量之间 的联 系不 是唯 一确定的 。但是 ，
数据 的研究 工作 关 系到环 境 监测 工 作的效 益 ， 因此 ． ， 发 展 环境 监测数 据处理方 法学 的研 究 工作 ， 具有十 分重 的意
构 磊 及 其 规 律 的 学 问 。 环 境 监 测 的 直 接 产 品 就 是 数 据 ， 对 境 监 测 数 据 一 般 都 很 小 。 比 如 ， 环 境 中 污 染 物 浓 度 常 用 ｐ ｐ ｍ
数 学科 学 引入环 境 监测 的 集 中体现 ，由于污 染 物质 的运
动、 变 化与发 展无不 表现 为一 定 的数量 关系 ， 因此 ， 数学这
・ ４监测数据类型多
环境 监测数据按 不 同的测量 方式 ， 产 生 的数 据类型 也
颇多， 大 致可 分 为三 类 ， 即： 第 一类 是数 量 属性 ， 数量 属 性
计算。
其中： 是第 ｉ 个测量值 五 的对 应权 。
・
２ ７ ・
水生 态环境
２ ． ３ 风何平均数 （ ）
东 北水 利水 电
２ ０ １ ３年第 ９期
（ ＋ ） ± 、 ／ ＋ ， 相 减 时 为（ — ） ± 、 ／ ＋ ， 相 乘 时 为ｎ ・
