摘 要

近年来，环境保护被越来越多的人关注。为了自然资源的可持续性开发，我国已经成立了专门的机构，环境保护综合管理系统也在逐渐完善。

其中，对环境状况的监测会产生大量具有时效性、复杂性的数据，从这些数据中快速地提取出有用的信息，发现大数据集中的知识，从而为更好的环境保护提供科学的依据，是急需解决的问题。

作为计算机技术的一个分支，数据挖掘是结合统计学与利用数据库管理的人工智能两种方法，从大数据集中提取模式的过程。

本文主要针对环境保护综合管理系统，研究数据挖掘在其中应用的有效方法。首先，分析了环境保护的重要性和数据挖掘在其中的用途，介绍了研究的背景和意义。

其次，介绍了数据挖掘的研究现状，了解了它的应用广泛性。数据挖掘已经在商业、科学、地理信息等多个研究领域有了成功的应用，在环境保护中，它也能够占一席之地。

然后，进一步介绍了数据挖掘的步骤、算法和工具。数据挖掘是一个重复的进程，通常包括多个互相联络的步骤，如问题定义与主题分析、预处理、数据挖掘和结果验证。通过回归分析、主成分分析、聚类分析、Bayes分析等方法对数据整理，分析，建模，是数据挖掘的重要组成部分。

最后，通过对武汉市2015年空气质量数据的分析和挖掘，来验证数据挖掘的作用。经过这项研究案例，可以得出这一研究领域是必要的而且可行的这一结论。

关键词：数据挖掘；环境保护综合管理系统；SPSS；分类；回归

Abstract

In recent years, environmental protection has been paid more and more attention. In order to achieve the sustainable development of natural resources, China has set up a special agency, environmental protection and comprehensive management system is also gradually improving.

Among them, real-time monitoring system for environmental change collected a large amount of data, extract the useful information from these data, knowledge discovery in large data sets, so as to provide a scientific for the protection of the environment on the basis of, is urgently needed to solve the problem.

Data mining, a branch of computer science, is the process of extracting patterns from large data sets by combining methods from statistics and artificial intelligence with database management.

This paper mainly aims at the comprehensive management system of environmental protection, and the effective method of data mining in the application of data mining. Firstly, the importance of environmental protection and the application of data mining are analyzed, and the background and significance of the research are introduced.

Secondly, the research status of data mining is introduced, and the application of data mining is widely studied. Data mining has been successfully applied in many research fields such as business, science, geographic information and so on. It can also occupy a place in environmental protection.

Then, the steps, algorithms and tools of data mining are introduced. Data mining is a repeated process, usually including a number of interrelated steps, such as problem definition and subject analysis, preprocessing, data mining, and results validation. Through regression analysis, principal component analysis, cluster analysis, Bayes analysis and other methods of data consolidation, analysis, modeling, is an important part of data mining.

Finally, through analyzing and mining the air quality data of Wuhan city in 2015, the function of data mining is verified. Through this case study, it is necessary and feasible to draw the conclusion that this research field is necessary and feasible.

Key words: Data mining; environmental protection integrated management system; SPSS; classification; regression

目 录

摘 要 I

Abstract II

第1章 绪论 1

1.1 论文研究的背景与意义 1

1.1.1 环境保护的重要性 1

1.1.2 数据挖掘和环境保护的契合性 1

1.2 数据挖掘的研究现状 1

1.3论文研究思路 5

1.4论文研究内容 5

第2章 数据挖掘技术及其工具 7

2.1 数据挖掘概述 7

2.1.1 数据挖掘的定义 7

2.1.2 数据挖掘的步骤 7

2.1.3 数据挖掘的常用算法 8

2.2 数据挖掘工具 9

2.2.1 常见的数据挖掘工具 9

2.2.3 数据挖掘工具的选择 15

第3章 应用案例：关于空气污染的数据挖掘 17

3.1 多元线性回归分析 17

3.1.1 多元线性回归分析原理 17

3.1.2 数据基本分析 17

3.2 因子分析 23

3.2.1 因子分析原理 23

3.2.2 数据基本分析 24

3.3 本章小结 30

4.1 总结 31

4.2 展望 31

参考文献 33

致 谢 35

第1章 绪论

1.1 论文研究的背景与意义

1.1.1 环境保护的重要性

环境保护与经济发展是当今世界共同关注的重要课题。目前，我国经济正处于高速发展阶段，环境污染问题日益严重。特别是化工、医药、建材等行业生产规模的扩大，令更多难以转化的有毒有害物质释放出来。进入大气形成雾霾，被附近的土壤吸入令农作物减产，排入地下形成地下水污染，直接危害到人民生命和日常生活，有些地方因空气和水质污染严重，形成癌症多发区，使当地老百姓苦不堪言。这应引起政府部门的高度重视，各级主管部门的密切关注，来制订出行之有效的改进整治方案，极大限度的减轻人民疾苦，减少群众损失。使人民群众真正能安居乐业，实现党为人民服务的宗旨。

环境保护的重要性日益突出，环境监测是环保工作的数据来源，是环境管理与决策的依据。环境保护综合管理系统是对辖区内各部门各单位环境监测数据的集成和整合，通过对所需检测的各种数据的收集，归纳整理，找出主要污染源和污染物，责成各单位对污染物回收处理，消化利用，达标排放，从源头上控制把关。