Responsive image
博碩士論文 etd-0614115-155138 詳細資訊
Title page for etd-0614115-155138
論文名稱
Title
河川水質監測資料之集群分析
Cluster Analysis of River Water Quality Monitoring Data
系所名稱
Department
畢業學年期
Year, semester
語文別
Language
學位類別
Degree
頁數
Number of pages
42
研究生
Author
指導教授
Advisor
召集委員
Convenor
口試委員
Advisory Committee
口試日期
Date of Exam
2015-06-11
繳交日期
Date of Submission
2015-07-15
關鍵字
Keywords
遺失值插補、一般項目水質資料、集群分析、偵測下界值插補、線性迴歸模型
missing values, cluster analysis, censored time series model, linear regression analysis, detection limit
統計
Statistics
本論文已被瀏覽 5691 次,被下載 25
The thesis/dissertation has been browsed 5691 times, has been downloaded 25 times.
中文摘要
水在生活中與人類息息相關,且在人體內扮演著極為重要的角色,舉凡細胞的繁殖及新陳代謝等,皆須依賴水來完成,因此監測水體水質有其必要性。行政院環保署已於全國河川流域建立水質監測網提供水質資訊,有助於我們瞭解週遭水體環境與用水安全。本研究截取高屏溪流域中16 個監測站,由2005 年至2013 年河川水質數據,檢視一般項目水質資料之狀態,並進一步建立水質變化趨勢之線性迴歸模型。然而,環保署收集的水質資料複雜性高,資料當中不僅有多筆的遺失值與離群值,還有些數值低於偵測下界之資料(或稱左截尾資料)涵蓋其中。因此本研究除了插補遺失值外,還利用Park et al. (2007) 所提出的方法,對偵測下界值進行插補;再利用時間序列資料的特性,找出受天候因素影響的迴歸模型,藉由調整季節效應來觀測水質是否有改善的趨勢;亦擬藉由探討高屏溪各測站間集群分析的結果,找出群內測站的共通性與不同群之間的差異性,以提供環保署未來對水質管制策略之參考。
Abstract
Water is a major constituent of our bodies and vital organs. Safe drinking water is essential to humans and other lifeforms, so environmental water quality monitoring is very important. The Environmental Protection Administration (EPA) of Taiwan starts to monitor environmental water quality and posts on the Internet at 2001. In this study, we analyze river monitoring data about the general items of pollutants in sixteen monitoring stations of Gaoping river from 2005 to 2013. However, the water monitoring data have complex patterns. There are missing values, outliers and lower detection limit, which may be called left censored data. Before doing the data analysis, we replace missing values with median, and deal with left censored data by using censored time series model (Park et al., 2007). Then we fit a linear regression model to find seasonal and trend patterns and use the estimated coefficients of the fitted regression models to do cluster analysis. Finally, we discuss the differences of the pollution levels between different clusters of monitoring stations, which may be useful for the EPA, as reference for the river water quality management.
目次 Table of Contents
論文審定書. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . i
誌謝. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ii
摘要. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . iii
Abstract . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . iv
1 前言. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
2 資料敘述. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
2.1 資料來源. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
2.2 相關詞彙. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
2.2.1 一般項目. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
2.2.2 遺失值. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
2.2.3 偵測下界值. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
2.3 資料選取與處理. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
2.3.1 遺失值插補. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
2.3.2 偵測下界值插補. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
2.3.3 測站相關地理位置. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
3 研究方法. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
3.1 截尾時間序列模型. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
3.2 線性迴歸模型. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
3.3 集群分析. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
4 實證分析. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
4.1 偵測下界值插補結果. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
4.2 線性迴歸模型配適結果. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
4.3 集群分析結果. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
4.4 缺值與偵測下界值之探討. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
5 結果與討論. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
參考文獻. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
附錄一. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
附錄二. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
附錄三. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
附錄四. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
參考文獻 References
[1] Park, J.W., Genton, M.G., and Ghosh, S.K. (2007). Censored time series analysis with autoregressive moving average models, Canadian Journal of Statistics, 35, 151-168.
[2] Witten, I.H, Frank, E. (2005). Data mining : practical machine learning tools and techniques, 2nd ed. Morgan Kaufmann.
[3] 江東憲(2010)。淡水河流域與高屏溪流域之水質汙染監測分析,國立中山大學應用數學系碩士論文。
[4] 行政院環境保護署-空氣品質監測網
http://taqm.epa.gov.tw/taqm/zh-tw/default.aspx
電子全文 Fulltext
本電子全文僅授權使用者為學術研究之目的,進行個人非營利性質之檢索、閱讀、列印。請遵守中華民國著作權法之相關規定,切勿任意重製、散佈、改作、轉貼、播送,以免觸法。
論文使用權限 Thesis access permission:自定論文開放時間 user define
開放時間 Available:
校內 Campus: 已公開 available
校外 Off-campus: 已公開 available


紙本論文 Printed copies
紙本論文的公開資訊在102學年度以後相對較為完整。如果需要查詢101學年度以前的紙本論文公開資訊,請聯繫圖資處紙本論文服務櫃台。如有不便之處敬請見諒。
開放時間 available 已公開 available

QR Code