1-1　環境統計學

　　現代的人，不管在日常生活或專業領域上，都會用到統計學。例如每次選舉都有預測候選人的得票率與誤差，因此從小學、國中到高中的數學課都有統計學的教材， 進入大學的工程與環境領域裏，很多決策是靠經驗法則來決定的，經驗法則就靠統計。一個工程師規劃工程容量的過程，必須先估計未來使用量，再收集相關資料做統計分析，建立預測模式後預估未來需要量，再決定工程容量。下面舉一個環工問題，說明統計決策的過程。

1. 待決問題：河川涵容能力。
水污染法規定：河水水質低於水質標準時必須實施污染「總量管制」，但排入河段的總量不能超過河川的「涵容能力」，所以實施總量管制必須先求涵容能力。涵容能力又靠流量模式和水質模式的演算求解，所以先假設流量和水質模式，而兩個模式有關的因子，如河川流量、流速、水溫和水質等，是決定這項工作的因子， 除了靠水污染專業知識外，也需要具備統計觀念。
2. 資料收集與整理：上網收集或現場調查這些因子的資料，經過整理、分類和儲存； 有些資料可能缺漏或不足，需要修正或補遺。
3. 資料分析：通常會收集到很多資料，不容易看出資料的特性，可以畫成各種圖形、求各種統計量和分佈情形等，這些工作屬於統計學裡敘述統計；有時也需要建立水質與流量之關係，這個工作屬於相關和迴歸分析；再來需要選擇適當的流量模式推估低流量發生的頻率；此外，水質模式大部分採用確立模式，是質量不減原理推導出來的。但不管是流量模式或水質模式選擇完後，模式裡有很多參數，須經過檢定與驗證，這些工作都靠統計分析。
4. 決策：環保人員再依據模式求「涵容能力」和「容許排入河川的污染量」，再進一步管制污染源的污染量。最後的「決策」再由水污染專家決定。

上面流程，第2、3屬於統計領域，第1、4屬於環境專業但也需要統計觀念， 才能做出最好的決策。從圖1.1 之流程可了解統計學是一門收集過去的資料加以整理，然後做統計分析所得到結果做決策之用。

1-2　統計在大數據時代的地位

　　現在已經進入大數據時代，以計算機及其軟體為工具，應用於數學與統計之原理與方法，分析大量數據，建立模型(式) 預測未來，供決策之用。大數據科學家、工程師或分析師，應具備下面知識：對比分析法、分組分析法、交叉分析法、結構分析法、漏斗圖分析法、綜合評價分析法、因素分析法、矩陣關聯分析法、相關分析法、迴歸分析法、聚類分析法、判別分析法、主成分分析法、因子分析法、對應分析法、時間序列等，其中統計學是最基本的知識。而本書所涉及的是屬於初等統計學，內容包括數據整理與分析、敘述統計、相關與迴歸分析以及時間數列分析。