2025年HiMCM數(shù)學(xué)建模競賽模擬試卷（數(shù)據(jù)分析與模型構(gòu)建）-環(huán)境質(zhì)量評估與預(yù)測版

2025年HiMCM數(shù)學(xué)建模競賽模擬試卷（數(shù)據(jù)分析與模型構(gòu)建）——環(huán)境質(zhì)量評估與預(yù)測版一、選擇題（每題5分，共20分）1.下列哪項不屬于環(huán)境質(zhì)量評估的指標(biāo)體系？A.水質(zhì)指標(biāo)B.噪聲指標(biāo)C.土壤指標(biāo)D.經(jīng)濟指標(biāo)2.在環(huán)境質(zhì)量評估中，常用的評估方法有：A.定量評估B.定性評估C.混合評估D.以上都是3.下列哪項不是環(huán)境質(zhì)量預(yù)測的方法？A.時間序列分析B.灰色預(yù)測C.機器學(xué)習(xí)D.經(jīng)驗公式法4.在環(huán)境質(zhì)量預(yù)測中，以下哪個因素對預(yù)測結(jié)果影響最??？A.氣候變化B.人類活動C.地理位置因素D.環(huán)境污染程度5.下列哪項不是環(huán)境質(zhì)量評估與預(yù)測的關(guān)鍵步驟？A.數(shù)據(jù)收集B.模型構(gòu)建C.預(yù)測結(jié)果分析D.預(yù)測結(jié)果可視化二、填空題（每題5分，共20分）1.環(huán)境質(zhì)量評估是指對_________、_________、_________等方面的綜合評價。2.環(huán)境質(zhì)量預(yù)測的方法主要包括_________、_________、_________等。3.在環(huán)境質(zhì)量預(yù)測中，時間序列分析是一種常用的方法，其主要目的是_________。4.環(huán)境質(zhì)量評估與預(yù)測的關(guān)鍵步驟包括_________、_________、_________、_________等。5.環(huán)境質(zhì)量預(yù)測結(jié)果的分析主要包括_________、_________、_________等。三、判斷題（每題5分，共20分）1.環(huán)境質(zhì)量評估只關(guān)注環(huán)境質(zhì)量的好壞，不考慮環(huán)境質(zhì)量的演變趨勢。（）2.環(huán)境質(zhì)量預(yù)測的結(jié)果越準(zhǔn)確，就越能指導(dǎo)實際的環(huán)境保護工作。（）3.在環(huán)境質(zhì)量預(yù)測中，灰色預(yù)測方法適用于數(shù)據(jù)量較少的情況。（）4.時間序列分析在環(huán)境質(zhì)量預(yù)測中的應(yīng)用非常廣泛，因為它可以有效地預(yù)測環(huán)境質(zhì)量的未來趨勢。（）5.環(huán)境質(zhì)量評估與預(yù)測的結(jié)果，可以用于制定環(huán)境保護政策、規(guī)劃和管理措施。（）四、簡答題（每題10分，共30分）1.簡述環(huán)境質(zhì)量評估的基本步驟。2.解釋環(huán)境質(zhì)量預(yù)測中的交叉驗證方法，并說明其作用。3.簡要說明在構(gòu)建環(huán)境質(zhì)量模型時，如何處理缺失數(shù)據(jù)和異常值。五、論述題（20分）論述環(huán)境質(zhì)量評估與預(yù)測在實際環(huán)境保護工作中的應(yīng)用及其重要性。六、案例分析題（30分）假設(shè)某地區(qū)近年來空氣質(zhì)量持續(xù)惡化，根據(jù)以下提供的數(shù)據(jù)，分析該地區(qū)空氣質(zhì)量惡化的原因，并構(gòu)建一個簡單的空氣質(zhì)量預(yù)測模型。（1）該地區(qū)過去五年的月平均空氣質(zhì)量指數(shù)（AQI）數(shù)據(jù)：月份：1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月AQI：100110120130140150160170180190200210（2）該地區(qū)近年來的主要工業(yè)排放數(shù)據(jù)：工業(yè)類型：鋼鐵廠紡織廠化工廠排放量：噸/年500030004000（3）該地區(qū)近年來的氣象數(shù)據(jù)：年份：2019202020212022平均風(fēng)速：m/s2.52.32.42.6平均氣溫：℃15.015.215.115.3要求：1.分析空氣質(zhì)量惡化的原因。2.構(gòu)建一個簡單的空氣質(zhì)量預(yù)測模型，并預(yù)測2023年的月平均AQI。3.根據(jù)預(yù)測結(jié)果，提出相應(yīng)的環(huán)境保護建議。本次試卷答案如下：一、選擇題1.D解析：經(jīng)濟指標(biāo)通常不屬于環(huán)境質(zhì)量評估的指標(biāo)體系，因為它主要關(guān)注經(jīng)濟活動的經(jīng)濟效益，而非環(huán)境質(zhì)量。2.D解析：環(huán)境質(zhì)量評估可以采用定量評估、定性評估或混合評估方法，因此選項D是正確的。3.D解析：經(jīng)驗公式法通常不是環(huán)境質(zhì)量預(yù)測的專業(yè)方法，而是基于經(jīng)驗公式進行預(yù)測，因此不屬于常用的預(yù)測方法。4.C解析：地理位置因素對環(huán)境質(zhì)量的影響相對穩(wěn)定，而氣候變化、人類活動和環(huán)境污染程度的變化更為頻繁，因此地理位置因素對預(yù)測結(jié)果的影響最小。5.D解析：預(yù)測結(jié)果可視化是環(huán)境質(zhì)量評估與預(yù)測的最終步驟，用于將預(yù)測結(jié)果以圖表等形式呈現(xiàn)，以便于理解和決策。二、填空題1.環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀、環(huán)境質(zhì)量演變趨勢、環(huán)境質(zhì)量影響解析：環(huán)境質(zhì)量評估通常涉及對當(dāng)前環(huán)境質(zhì)量、環(huán)境質(zhì)量的演變趨勢以及環(huán)境質(zhì)量對人類社會和生態(tài)系統(tǒng)的影響進行評價。2.時間序列分析、灰色預(yù)測、機器學(xué)習(xí)解析：這些是環(huán)境質(zhì)量預(yù)測中常用的方法，分別適用于不同類型的數(shù)據(jù)和預(yù)測需求。3.預(yù)測環(huán)境質(zhì)量的未來趨勢解析：時間序列分析通過對歷史數(shù)據(jù)的分析，預(yù)測未來環(huán)境質(zhì)量的變化趨勢。4.數(shù)據(jù)收集、模型構(gòu)建、參數(shù)估計、模型驗證、預(yù)測結(jié)果分析解析：這些是環(huán)境質(zhì)量評估與預(yù)測的關(guān)鍵步驟，涵蓋了從數(shù)據(jù)準(zhǔn)備到結(jié)果分析的全過程。5.預(yù)測結(jié)果解釋、預(yù)測結(jié)果不確定性分析、預(yù)測結(jié)果應(yīng)用解析：這些是環(huán)境質(zhì)量預(yù)測結(jié)果分析的主要內(nèi)容，旨在確保預(yù)測結(jié)果的準(zhǔn)確性和實用性。三、判斷題1.×解析：環(huán)境質(zhì)量評估不僅關(guān)注環(huán)境質(zhì)量的好壞，還要考慮環(huán)境質(zhì)量的演變趨勢和影響因素。2.√解析：環(huán)境質(zhì)量預(yù)測的準(zhǔn)確性越高，越能提供可靠的信息支持環(huán)境保護工作的決策。3.√解析：灰色預(yù)測方法在數(shù)據(jù)量較少的情況下較為適用，因為它不需要大量的歷史數(shù)據(jù)。4.√解析：時間序列分析在環(huán)境質(zhì)量預(yù)測中的應(yīng)用廣泛，因為它能夠捕捉到環(huán)境質(zhì)量隨時間的變化規(guī)律。5.√解析：環(huán)境質(zhì)量評估與預(yù)測的結(jié)果可以為環(huán)境保護政策、規(guī)劃和管理提供科學(xué)依據(jù)。四、簡答題1.環(huán)境質(zhì)量評估的基本步驟包括：-確定評估目標(biāo)和指標(biāo)體系；-收集相關(guān)環(huán)境數(shù)據(jù)；-數(shù)據(jù)處理和分析；-評估結(jié)果的綜合評價；-提出環(huán)境保護建議。2.交叉驗證是一種評估模型預(yù)測能力的方法，其作用包括：-評估模型的泛化能力；-選擇最佳的模型參數(shù)；-檢測模型中的過擬合或欠擬合現(xiàn)象。3.在構(gòu)建環(huán)境質(zhì)量模型時，處理缺失數(shù)據(jù)和異常值的方法