Wykorzystanie metod chemometrycznych w analizach danych z monitoringu zanieczyszczeń powietrza

• Autorzy: Smoliński A. , Hławiczka S.

Warianty tytułu

FR

Chemometric techniques analysis in air pollution monitoring data assessment

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W prezentowanej pracy wykorzystano analizę składowych głównych (PCA) do analizy danych z monitoringu zanieczyszczeń powietrza. W danych środowiskowych bardzo często występują brakujące elementy. Większość metod chemometrycznych stosowanych w analizie danych nie umożliwia konstrukcji poprawnego modelu dla danych, w których występują brakujące elementy i dlatego konieczne jest stosowanie innych metod radzących sobie z tym problemem. W prezentowanej pracy do konstrukcji poprawnego modelu wykorzystano iteracyjną procedurę EM (Expectation Maximization), która jest wbudowywana w procedurę obliczeniową PCA. Na podstawie skonstruowanego modelu wskazano zanieczyszczenia, których stężenia różniły się dla różnych pór roku oraz zanieczyszczenia niewykazujące takiej zależności, a także okresy występowania najwyższych stężeń analizowanych zanieczyszczeń, wraz z oceną polegającą na stwierdzeniu czy jest to związane z chwilowym zwiększeniem emisji danego zanieczyszczenia, czy też jest to cecha charakterystyczna dla danej pory roku.

EN

In the presented paper principal component analysis (PCA) was used for exploration of air monitoring data set. Multivariate data sets may contain missing elements. Most chemometric techniques of data analysis do not allow data gaps and different methods have been applied for handling missing measurements in the analysis of monitoring data. In our paper the Expectation-Maximization algorithm (which can be built into computational procedure such as PCA) was used for construction of the correct model. The model constructed allows indicating the difference in measured pollutants' concentrations in various year seasons as well as seasons for which the highest contamination levels were observed.

Słowa kluczowe

PL

ochrona środowiska; emisja zanieczyszczeń

EN

emission pollutants; environmental pollution

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Przemysłu Hutniczego w Polsce, Zarząd Główny
• Czasopismo: Ochrona Powietrza i Problemy Odpadów
• Rocznik: 2006
• Tom: Vol. 40, nr 4
• Strony: 109--115
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Smoliński A.

autor

Hławiczka S.

• Główny Instytut Górnictwa, Plac Gwarków 1, 40-166 Katowice

Bibliografia

• [1] Fifield F.W., Haines G.J.: Environmental Analytical Chemistry, Chaman & Hall, London, 1995
• [2] Bandy A.R.: The Chemistry of the Atmosphere - Oxidants and Oxidation in the Earth's Atmosphere, The Royal Society of Chemistry, Pennsylvania, USA, 1995
• [3] Wąchalewski T.: Elementy chemii środowiska, Wydawnictwa AGH, Kraków 1997
• [4] Trzepierczyńska I.: Fizyko-chemiczna analiza zanieczyszczeń powietrza, Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, Wrocław 1997
• [5] Joliffe I.T.: Principal Components Analysis, Springer, New York 1986
• [6] Wold S.: Principal Components Analysis, Chemometrics and Intelligent Laboratory Systems, 2, 37-52, 1987
• [7] Golub G., VanLoan C.: Matrix Computations, The John Hopkins University Press, Oxford 1983
• [8] Good I.J.: Some applications of the singular decomposition of a matrix, Technometrics, 11, 823-831, 1969
• [9] Smoliński A., Walczak B.: Exploratory analysis of chromatographic data-sets with missing elements. lnitialization of the expectation-maximization algorithm, Acta Chromatogr., 12,30-48,2002
• [10] McLaachlan G.J., Krishnan T.: The EM Algorithm and Extensions, John Wiley & Sons, New York 1997
• [11] Walczak B., Massart D.L.: Dealing with missing data, Part l, Chemometrics and Intelligent Laboratory Systems, 58,15-27,2001
• [12] B. Walczak, D.L. Massart, Dealing with missing data, Part 2, Chemometrics and Intelligent Laboratory Systems, 58, 29-42, 2001