(二)定量预测技术

以统计学、运筹学、系统论、控制论等为基础,通过辨识建立各种预测模型,用数学或物理模拟进行环境预测。环境规划中常用的方法有:

  1. 约束外推预测法。在环境预测中常用的有时间序列预测与移(滑)动平均法。

时间序列预测常用模型: 直线预测模型:yt=a+bt

二次曲线模型:yt=a+bt+ct2 指数外推预测:y=aebt

修正指数曲线模型:yt=k+abt

龚帕兹预测法:

逻辑增长曲线预测:

y=kabx

y = k

1 + be-at

式中:yt、y 为预测值,因变量; a、b、c 为参数、常数;

t、x 为自变量,时间变量;

k 为模型参数,极限值; e 为自然数。

移动平均法又分成一次移动平均法、二次移动平均法和三次移动平均法等。

简单移动平均法:

y = 1 [y + y + y + + y ]

t n t t-1 t-2 t-(n-1)

动平均加权移动平均法:

y = w 0 y t + w 1y t-1 + w 2 y t- 2 + + wn ·yt -(n-1)

t

二次移动平均法:

w 0 + w1 + w 2 + + w

(n-1)

y(1) + y (1) + + y (1)

y(2) = t

t-1

n

t-(n-1)

式中:y 为预测值;

n 为时距; W 为权值。

  1. 回归分析与相关分析。环境预测中常用: 一元线性回归:y=b0+b1x

多元线性回归:y=b0+b1x1+b2x2+⋯+bmxm 非线性回归:幂函数曲线:y=aex

指数函数:y=aebx

对数函数:y=a+blgx 双曲函数:

1 b

S 型函数曲线:

y = a + x

y = 1

a + be-x

式中:y 为因变量,预测对象 y 的估计值; x,xn 为自变量,相关因素;

b0 为常数项,直线的截距; a,b,b1,b2,bm 为回归系数。

  1. 其它预测方法。在环境预测中还有采用决策树图预测法、马尔科夫预测法、灰色系统预测法、箱式模型预测法等,选用何种预测方法,应根据环境条件、资料、技术等情况决定。