主成分分析和聚类分析结合灰色Gompertz模型预测“完美风暴”.pdfVIP

中国科技论文在线 主成分分析和聚类分析结合灰色Gompertz 模型预 测“完美风暴” 1 1 梁浩楠 , 张田 1 中国矿业大学理学院，江苏徐州（221008 ） E-mail ：lianghailei@126.com 摘 要：英国科学家约翰· 贝丁顿于3 月18 日在英国《卫报》发表文章警告称，气候变化 和人口增长将导致食品、水和能源短缺，到2030 年，世界将面临“ 完美风暴” ，出现大的 动荡。世界由许多国家组成，全部都考虑显然不易实现，所以首先利用主成份分析法和聚类 分析法选出适量、适当的具有代表性的国家，即取出样本来代表世界的水平。之后，利用灰 色Gompertz 模型进行预测，得出了与“ 完美风暴” 值非常接近的数值，2030 完美风暴将 会发生。 关键词：完美风暴，主成分分析，聚类分析， 灰色Gompertz预测模型 中图分类号: O29 1.引言： 英国科学家约翰· 贝丁顿于3 月18 日在英国《卫报》发表文章警告称，气候变化和 人口增长将导致食品、水和能源短缺，进而引发大规模移民、公共骚乱和国际冲突。如果未 来数年内没有充分准备的话，到2030 年，世界将面临“完美风暴”，出现大的动荡。贝丁 顿说，人口的持续增长将会在未来20 年里引发对食品、水和能源的大量需求，与此同时， 各国政府还必须应对气候变化。所有这一切都将同时到来。据贝丁顿教授说，再过20 多年， 全球人口将增加到大约83 亿。仅此一点，就意味着全球资源需求将在未来变得更大。贝丁 顿博士警告说，资源短缺压力将急剧增加，气候变化将使问题恶化。目前，全球的粮食储存 量太小，只有年消费量的 14%，一旦发生干旱或者洪灾，粮食就会严重短缺。他说：“我 们的粮食储备是50 年来最低的，到2030 年，我们对粮食的需求会增加50%，同时，我们 对能源的需求也会增加 50%，淡水的需求会增加 30% 。如果这些问题集中在一起同时间爆 发，谁也无法保证不会发生世界范围内的动荡或战争。” 全球范围内对于人口增长、资源短缺问题都在采取积极的应对措施，环境问题也成为各 国政治、经济稳定发展的一大隐患。虽然世界上很多国家和地区都在积极的应对，和谐发展 人与自然的关系，保护环境，但是也有相当部分地区无视人类和谐发展与环境的关系，肆意 破环环境，造成全球都受到自然灾害的惩罚。对于环境问题发展变化的预测显得尤其重要， 世界上共有224 个国家和地区，如果把所有国家都包括在内去预测，数据量极大，显然很难 实现。我们根据地球上各国家的发展程度、环境政策、自然条件等的不同，要预测全球的环 境状况，必须选取具有代表性的国家，利用主成分分析和聚类分析法使这种想法成为现实。 通过对选出来的典型国家预测环境的发展，得出了2030 年的环境状况，与贝丁顿教授的预 测数据基本吻合，如果不尽早采取措施，世界将面临“完美风暴”。 2.典型国家的选取与灰色Gompertz 预测模型 2.1. 主成份分析 - 1 - 中国科技论文在线 判定“完美风暴”发生的可能性，虽然是全球性的问题，但考虑所有的国家显然是不可 行的。主成分分析是把原来多个变量划为少数几个综合指标的一种统计分析方法，即一种降 维处理技术。 首先人为选择29 个国家，这29 个国家在七大洲上均有分布。观测这29 个对象，记第 i 个观测对象8 个指标的观测值分别为：Xi1 ，Xi2 ，……Xi8，则所有29 个对象8 个指标的 观测值可以表示为矩阵形式： X 11 X 12