机器学习在人工增雨效果统计检验中的应用

利用福建省古田人工增雨试验基地2014年1月—2023年1月小时自然降水数据,结合线性拟合、多项式回归和样条回归等多种数学统计方法,开展决策树、支持向量机(SVM)和卷积神经网络(CNN)3种机器学习方法在估测目标区自然降水中的应用研究。目标区和对比区自然雨量关系模型对比结果表明:以区域平均面雨量为统计变量时,CNN和四项式回归效果相对较好,其中CNN的确定系数为0.516,均方根误差为1.097 mm;对平均面雨量进行六次方根变换后,各模型的精准度大幅提升,CNN表现最优,确定系数为0.658,其次为SVM;为克服目标区和对比区雨量时间序列效应及空间分布不均等问题,以面雨量空间格点数据作为研究对象,采用CNN 3种优化器(自适应矩估计、均方根传递和梯度随机下降)算法进行对比,发现基于自适应矩估计优化器建立目标区和对比区雨量关系模型最优,其降水估测值与实测值更接近,均方根误差最小,为0.61 mm。因此,利用CNN方法能够进一步优化目标区和对比区雨量关系模型,可为定量评估人工增雨效果提供参考。

基于傅里叶变换与统计检验的圆度误差分离技术研究

采用傅里叶变换及数理统计假设检验的方法对圆度误差进行分离。针对圆轮廓的高精度测量数据,通过最小区域法拟合圆心。应用傅里叶变换将圆轮廓信号转换成谐波信号,从理想圆轮廓模型出发,逐步添加傅里叶分量,迭代过程中通过偏F检验构造包含未知系统形状误差的主导性模型。通过自相关法检验、卡方检验及J-B检验获取残余的显著性傅里叶分量,进一步构建显著性模型,实现圆度误差中系统误差的分离。通过数控加工16个圆孔的实验数据分析,证明了该方法可以对圆度误差进行有效分离。

山东无棣人工增雨效果的统计检验

为客观评估无棣增雨作业效果,使用1964—2023年滨州、无棣国家级基本气象站及区域气象观测站4—7月降水资料,采用序列分析、区域回归分析、区域对比分析3种统计检验方法对2014—2023年的人工增雨作业效果进行分析研究。结果表明:(1)4—7月序列分析、区域回归分析的旬平均绝对增雨量分别为7.24 mm、7.89 mm;4、5、7月序列分析通过α=0.05的显著性水平检验,4、7月区域回归分析通过α=0.05的显著性水平检验。(2)区域对比分析的作业日平均绝对增雨量为3.75 mm、平均相对增雨率为21.93%;4、6、7月通过α=0.05的显著性水平检验,5月通过α=0.10的显著性水平检验。

无量纲化效果的统计检验

针对综合评价过程中无量纲化方法选择主观性较强的问题,对指标间的量纲差异大小进行测度,并构建无量纲化效果的统计检验方法,给出了综合评价过程中无量纲化处理的具体步骤,通过数值模拟实验检测多种无量纲化方法的效果。结果发现,统计检验方法能更加客观的进行无量纲化方法选择,提高数据处理的科学性和准确性。

飞机人工增雨作业效果统计检验方法对比分析

本文对2015-2017年在大兴安岭地区开展的飞机人工增雨作业,采用序列分析法、对比分析法、双比分析法、区域历史回归分析法等4种统计检验方法进行作业效果对比分析。结果表明:序列分析方法计算绝对增雨量3.52 mm;对比分析方法计算绝对增雨量6.6 mm;双比分析方法计算绝对增雨量4.02 mm;区域历史回归分析方法计算绝对增雨量6.34 mm。采用序列分析、对比分析、双比分析、区域历史回归分析4种方法进行作业效果统计检验,其中对比分析和双比分析方法得出的检验结果相对较为稳定,除个别架次外相对增雨率都在15%-70%范围内,相关系数基本上能满足>0.6的要求;而使用序列分析和区域历史回归分析方法得到的检验结果稳定性较差、显著度较差。4种方法中,对比分析和双比分析方法适用于大兴安岭地区作业效果评估统计检验。

土壤中天然放射性核素活度浓度监测结果的秩相关系数统计检验

借助统计学的方法对辐射监测结果进行统计和分析,是检验数据合理性的一种有效质量保证手段。在广东南部随机选取了A地区开展土壤中天然放射性核素的活度浓度调查,并借助秩相关系数法对监测数据进行了统计学检验。结果表明,本次调查土壤中天然放射性核素活度浓度属于正常环境水平。由于^(238)U与^(226)Ra、^(210)Po同属于铀系,在天然土壤中处于平衡状态,秩相关系数法结果表明^(226)Ra、^(210)Po监测结果随238U的监测结果变化趋势具有显著意义,与理论预期相符,进一步验证了监测结果的合理性。

基于统计检验法的烟台市海域地震中短期预测

山东属于地震频发区,虽然地震预测较为困难,但是为了减少人民生命财产的损失,如果能够对地震的预测做出一些探索就显得很有意义。文章以烟台市海域地震2012—2022年间3级(含)以上地震数据为研究对象,采用统计学法来探索烟台海域中短期地震特征,建立了线性预测模型和多项式预测模型,并对模型进行了优化。通过对比检验,认为所选模型可行,并根据优化模型进行了中短期地震预测。研究结果可为预测烟台海域中短期地震提供参考。

大样本序列重叠碰撞统计检验方法

随机数发生器(RNG)产生的随机数质量直接关系到密码系统的安全性,而随机数统计假设检验是常用的随机数质量评测方法,在密码应用实践中发挥着重要作用.近年来,信息技术的发展极大提升了大数据处理能力,RNG的随机数统计检验也面临着更大数据量、更强检验能力和更快检验速度的迫切需求.本文针对现有检验方法在大数据量(GB级)检验适用性方面的问题,对大样本下的长模板重叠碰撞类检验进行了深入研究.首先,我们构造了碰撞对数统计量,并在此基础上通过理论推导给出了一种适用各种计数方式的新型碰撞统计模型.继而,我们得到了n比特长序列m比特模板的重叠碰撞对数的理论期望值,并基于该期望值通过统计分析,提出了两种序列重叠碰撞检验方法:(1)我们基于重叠碰撞数期望可作为碰撞出现概率上界的事实,利用极小非平凡碰撞期望拒绝较长碰撞出现这一小概率事件,给出了重叠碰撞拒绝检验;(2)基于大数定律,并通过多个样本构造样本方差,我们给出了无需已知理论方差的多样本t分布检验.针对现有碰撞搜索方法在重叠统计方式下的资源占用高、搜索效率低等问题,我们提出了一种资源受限下基于CUDA的快速搜索方法,即通过前缀分类、后缀排序等优化技术,能够降低内存等硬件资源1/2b倍(其中b为前缀比特长度),同时也提高算法并行性,再利用CUDA并行技术,实现了重叠碰撞搜索在通用计算机上的实际可行性.我们利用提出的优化算法进行具体实验,在我们的实验平台上4200 s左右可完成10GB数据的64比特以上的重叠碰撞搜索与碰撞信息存储.同时通过简单的数据构造实验展示了我们所提出的新方法的优势,即能够发掘现有NIST检验方法无法发现的长模板非随机因素.最后我们利用1000 GB随机数据给出了1GB随机数据的长模板统计特征,也验证了本文所提出的检验方法的有效性.本文提出的重叠碰撞检验方法结合快速搜索工具,能够满足实际大数据量随机数测评需求,更好地保障密码系统安全性.

合成风场的统计检验和蒙特卡洛检验

提出了二维风场的F检验及二维风场的蒙特卡洛检验方法。将方法用于长江流域夏季降水与印度夏季风的研究中 ,表明方法是有效的。

基于加权模糊c均值聚类与统计检验指导的多阈值图像自动分割算法

图像分割是计算机视觉中一个重要的研究课题.本文提出一种基于直方图的多阈值灰度图像自动分割方法,该方法利用加权模糊c-均值聚类算法快速实现分割过程,同时通过单峰统计检验指导来自动确定多阈值的合适数目.实验结果表明了该方法的有效性.

基于气候变化背景下的人工防雹效果统计检验:以青海省东部农业区为例

采用青海省东部农业区1961—2010年6—9月雷暴日数、降雹日数及雹灾面积资料,利用气候变化趋势分析、历史回归分析及显著性检验等方法,分析了近50a雷暴日数、降雹日数的变化趋势,以雷暴日数变化趋势的最优显著性拟合值为自变量预测了降雹日数的自然变化趋势,并由降雹日数趋势值与自然趋势期望值的差异显著性检验定性说明了气候变化背景下人工防雹效果,通过雷暴日数和雹灾面积的历史回归分析及显著性检验定量估计了人工防雹效果。结果表明:在自然背景也发生同样趋势性变化的情况下,降雹日数在1961—1990年没有显著的减少趋势,未能检验出显著的人工防雹效果;1991—2010年减少趋势显著,通过了0.001信度的显著性检验,人工防雹效果显著。1991—2010年青海省东部农业区平均人工防雹减灾率为52.6%,可信度为95%,但具体年份之间差异较大。

中长期地震危险性概率预测中的统计检验方法Ⅰ:Molchan图表法

对中长期地震危险性概率预测结果的统计检验是地震预测预报的重要研究内容,采用通用的统计检验方法是促进地震预测理论、模型"无障碍"交流和发展的必要条件。本文通过对青藏高原东北缘地区PI算法和RI算法回溯性预测结果统计检验的实例,介绍了如何运用CSEP计划中已常规采用的Molchan图表法进行地震概率预测统计检验和分析,并分别考虑了网格权重和地震活动权重两种算法计算"时空占有率"的情况。结果表明,Molchan图表法可通过显著性水平α和概率增益Gain有效地评价概率预测模型的预测能力。此外,对于同样的预测结果,在考察不同的预测策略时得到的统计检验结果也可能不同。其中地震活动权重相对网格权重采用更为严格的统计检验。

ARIMA模型中时间序列平稳性的统计检验方法及应用

目的：提出一种客观的统计检验方法来判断时间序列的平稳性。方法：根据Ｆｕｌｅｒ提出的τμ和ττ分布，采用回归分析的方法解决判断时间序列的平稳性。结果：统计检验的方法与传统的图示方法的结果是一致的。避免了主观性及过度差分。结论：统计方法目前仅适用于没有季节性波动的ＡＲＩＭＡ模型。

基于多波段统计检验的土地利用变化检测

在将历史土地利用矢量图与新时期遥感影像结合研究的基础上,提出多波段统计检验差异法进行土地利用变化检测,有效避免了传统方法中阈值的不确定性。在黑龙江省佳木斯市开展的试验及精度分析表明,本方法可以在无人工干预的情况下较好地检测出土地利用变化,总体检测精度达到86.2%。

基于连续小波和统计检验的瞬态成分检测与应用

将连续小波变换和统计检验结合用于检测信号中具有一定时频分布的瞬态成分,提出了一种基于连续小波变换和统计检验的瞬态成分检测方法,并用于圆锥滚子轴承振动中的瞬态成分的检测与提取,比较有效地检测出瞬态成分,并在此基础上应用连续小波变换反演得到瞬态成分的估计,表示轴承的状态特征,作为轴承故障诊断的依据。

教育水平对幸福感指数影响的统计检验

文章利用CGSS 2006的数据,对教育水平对幸福感指数的影响进行了统计检验。结果表明,教育水平对幸福感的影响先呈现促进效应后转变为抑制效应,即随着教育水平的提高,幸福感先递增再递减。在实证过程中发现,要得到这种结果加入二次项并不是一个好方法,但是通过先对总体样本分组,再利用Ordered?Probit模型的边际概率效应却能够说明这种现象。

多个样本均数差异比较的统计检验方法之一

在医学科研中二个样本率之间差异的比较,常用四格表x^2检验或u检验做出相应的两个总体率有无差别的统计推断.这是大家所常用和熟悉的统计检验方法,但对于三个或三个以上样本率之间差异比较则不宜在两两之间多次进行四格表x^2检验或u检验.这样不仅繁琐,而且随着检验次数的增多会明显地增大犯Ⅰ类错误(α型错误)的概率,以致达到令人无法接受的程度,其道理与多个样本均数差异比较不宜两两做t检验完全一样(读者可参阅本刊1997年第4期“多个样本均数差异比较的统计检验方法之一”一文).

地震中短期预报效能的统计检验和统计评分——中短期前兆及预报效能评价之三

简要介绍了地震预报效能统计检验的基本原理和方法及二种统计评分方法:预报效率值Z评分和相关的V值评分。以1996年及1986～2003年全国地震趋势会商意见、新疆维吾尔自治区地震局1987～1998年月会商意见为例进行了中、短期预报效能的统计评价。结果表明,目前地震中期(年度)预报的有震预报总体上有效,能通过检验,Z1=0.2～0.3,有一定能力;无震预报总体上可以通过检验,Z0=0.15左右,明显低于Z1值;地震短期(月)预报能力和水平很低,总体上仍然在有效预报和盲目预报的边界线上下徘徊。

位于预测区边缘附近的地震统计检验问题

对位于地震预测工作所圈定的地震危险区附近的地震的统计检验问题 ,一直是地震预测研究中一个颇有争议的问题。本文以中国地震局全国年度地震趋势会商的情况为例 ,对这一问题进行了探讨。结果表明 ,将所划定的地震危险区适度扩大 ,即将现有的地震危险区范围向外扩大约 0 5° ,可以显著地提高预测地震的“命中率”。但从统计检验的角度说 ,这样做并不能提高实际地震预测的能力 ,亦即并不能使R值有显著的提高。