LOWESS在锶同位素地层学中的应用

锶同位素地层学是海相地层定年和全球对比的有效工具。为了建立全球范围的w(87Sr)/w(86Sr)比值年龄数据库,就必须对大量的w(87Sr)/w(86Sr)比值年龄数据进行拟合,寻找最佳方法用于缩小最佳拟合曲线的区间范围是目前锶同位素地层学所面临的难题之一。在各种统计与拟合方法中,LOWESS(局部加权回归散点修匀法)为研究计算全球标准锶曲线最佳拟合模式提供了一种非参数拟合的精妙方法,拟合得出的最佳曲线能较好地作为海相地层的定年和进行全球对比的基础数据,并具有较高的置信区间。

上扬子晚古生代海相地层锶同位素曲线的LOWESS拟合

目前仍难以有一种具体的函数关系来描述随时间或随地层厚度变化的地质数据，LOWESS方法被证明是拟合这类数据的较为有效的方法。采用LOWESS方法对我国上扬子地区晚古生代98个海相碳酸盐的锶同位素数据进行科学的拟合，使拟合得出的曲线具有更好的全球可对比性，从而提高我国锶同位素地层学的研究水平，并使之与相应的国际研究接轨。同时，还从数学角度讨论参数回归和非参数回归的区别，并对影响拟合结果的两个参数和误差范围进行讨论。

分形理论和LOWESS方法在球罐焊接坡口检测中的应用

针对球罐焊接过程坡口边缘灰度变化不明显 ,受噪声和其它干扰信息的影响很难准确及时地处理图像的弱点 ,本文提出了分形理论和LOWESS方法相结合的图像处理方法。该方法是根据坡口图像的特点 ,首先利用LOWESS方法通过拟合坡口图像每一行的灰度值最低点求出坡口的中心线 ,然后利用图像的分形特征求坡口边缘相对于坡口中心线的偏移量 ,从而进行坡口边缘的识别。实验结果证明 ,该方法不仅能准确地识别出坡口图像的边缘 ,而且节省了图像处理的时间 。

基于LOWESS回归的一阶海杂波识别算法

高频地波雷达在对低速目标进行检测时,回波信号中一阶海杂波影响目标检测。为在RD谱中确定一阶海杂波的位置从而规避海杂波影响,提出了一种基于LOWESS回归的一阶海杂波识别算法,该算法在对海杂波局部峰值检测的研究基础上,预先对数据进行了LOWESS回归平滑滤波,将一阶海杂波相对抬高,再结合脊背峰值检测和对称偏移检测的方法进行一阶海杂波位置信息提取。实测数据的仿真结果表明,该方法能够很好地在RD谱中提取海杂波的位置信息,为海杂波的评估与抑制提供了理论依据。

改进的稳健Lowess标准化算法在基因芯片中的应用

标准化是基因芯片预处理的一个重要的步骤。通过对基因芯片的标准化方法的研究,本文提出了一种算法与稳健Lowess标准化法的效果相当、效率有较大提高的算法。本算法首先利用局部加权线性回归对数据点进行平滑估计,然后再对得到的误差项运用核估计法进一步减小误差,最后对每个格子里的数据点进行缩放处理。实验证明了本算法的高效性。

基于LOWESS的函数系数自回归模型(FAR)优化及应用

函数系数自回归模型(FAR)在非线性时序数据分析应用中,当样本值两端存在数据偏少或异常值的情况,模型回归系数的估计精度不高和稳定性差,引入局部加权散点平滑(LOWESS)方法,优化FAR模型的估计。首先采用重标极差分析法(R/S)计算Hurst指数,并判别序列特征,再建立FAR模型并估计回归系数,最后结合LOWESS平滑方法优化FAR模型,建立LOWESS-FAR模型(LW-FAR模型)。通过模拟实验和国泰基金收益率实证分析、预测,表明:LW-FAR模型克服了FAR模型存在异常值时的缺陷,并提高了模型的预测精度和稳定性。

基于组合优化LOWESS的电能量数据缺失处理方法

针对实际电能量数据的统计分布特性,考虑到均值替代等通常方法对电能量数据缺失的处理效果欠佳,LOWESS模型的估计偏差受限于其给定的窗宽和拟合阶数,提出一种基于预测误差最小化的参数组合优化LOWESS回归模型的电能量数据缺失自动处理方法,通过对比固定窗口和阶数在非平稳的电能量数据上的预测效果,研究参数组合优化LOWESS模型的准确性、适应性以及相对优势性。通过实际数据验证,此模型能适应电能量数据不同数据分布、不同缺失比例等情况,预测准确率高,具有一定的实用参考价值。

基于故障数据的线路分布参数时域辨识方法

针对目前基于故障数据的频域辨识方法难以精确辨识线路分布参数的问题,基于线路分布参数时域模型,提出了一种更精确的分布参数辨识方法。该方法利用线路两端采集的故障电压电流信号,在时域内通过最小二乘搜索法辨识得到线路参数,避免了频域法向量转换导致的误差。并采用瞬时对称分量法提取序分量,实现时域内分别对正序和零序参数的辨识;采用LOWESS方法平滑故障信号中的噪声,以提高算法的抗干扰性。仿真算例的结果表明,所提出的方法能够准确辨识线路的分布参数,并且对各种故障条件均具有良好的适应性。

密云水库入库流量变异性及其影响因素

对密云水库流域入库站下会站(潮河)和张家坟站(白河)不同时期的流量变异性进行了研究,分析了降水和土地利用变化与流量变异的关系。借助流量变异分析方法,统计分析了日平均流量过程的脉动数量和脉动持续期,在此基础上分析了不同时期的流量变异和波动。研究结果表明,下会站和张家坟站2002年以后的流量较20世纪80年代均有所减少,且流量过程变化更为平缓。这2个站点的流量变异性主要由降水变化引起。草地增加是流量缓慢变化的一个原因,林地减少使得高阈值流量略有增加,但可能导致总流量有所减少。总的来说,土地利用状况因为在研究时期内变化不大,没有对流量变异产生明显的影响。

东亚和南亚夏季风对中国季风区径流深影响

为揭示中国东部季风区径流深对东亚和南亚夏季风变化的响应规律,建立了八大流域VIC(Variable Infiltration Capacity)水文模型以及应用了Mann-Kendall和局部加权回归分析(Locally Weighted Scatter Plot Smoothing,LOWESS)相关性检验方法,并分析了径流深系数空间变化情况。结果表明:东亚夏季风与径流深显著性相关范围要明显大于南亚夏季风,主要位于长江流域以北和松花江流域以南的广大地区以及华南部分地区,并分别成正相关和负相关;而南亚夏季风与径流深显著性正负相关的区域则分别位于华南地区及长江流域上游部分地区。此外,季风区径流深系数空间差异明显,易产流区主要位于长江流域及东南沿海地区,而黄河及海河流域则产流较难。因此,对东亚及南亚夏季风的研究可为预测中国东部不同地区的水文过程及水资源变化提供重要的科学参考。

基于非参数回归改进的太湖总磷压力-响应模型

针对现有压力-响应模型存在的不足,以非参数LOWESS稳健回归改进湖泊压力-响应模型,构建了太湖TP与Chl-a的非参数LOWESS稳健回归压力-响应模型,推断出太湖TP参照状态质量浓度为0. 018 mg/L;通过自助法得出其95%置信区间为0. 013～0. 030 mg/L,同时从多角度验证了结果的合理性。

基于非参数回归方法的城市电磁干扰消除研究

随着近年来城市交通运输的发展,高铁、地铁、轻轨等轨道交通线路不断新建运营,对城市的电磁环境产生了一定的影响,为尝试解决城市电磁干扰的消除问题,本文选用了两种基于加权线性最小二乘和n阶多项式模型的局部回归方法与它们的稳健形式,通过调节窗宽系数,去除噪声信号,并通过与未受干扰的数据比对,计算分析相关系数和欧氏平方距等数据指标,使之尽量接近于未受干扰时的数据形态,从而达到有效消除电磁干扰的结果。

局部加权回归LSTM的带宽异常值预测

CDN带宽异常值的预测和准确告警一直是网络运营的重点和难点,为此在时间序列LSTM (long short term memory network)基础之上,提出并实现了一套新的算法框架——局部加权回归串行LSTM.框架采用时序插值采样方法构造数据集,局部加权算法融入最小二乘回归拟合模型进行初始预测,预测结果串行LSTM时序模型进行最终带宽异常值预测,使用4sigma方法判断某时刻带宽是否为异常,并按等级标准发出异常告警.实验结果显示该模型实现了带宽异常值的预判及告警.

基于非参数回归的桥梁极限承载力预测

既有桥梁承载能力是桥梁健康工程的关注重点,建立承载力的非参数回归模型,用LOWESS稳健回归估计S-Q曲线,得出既有桥梁静载荷实验的非参数预测值.预测结果符合实际,具有良好的工程参考价值。

近25a来天津市海河干流水质的演变特征

选取海河干流天津市区段1986—2009年的5项重要水质指标(氯化物、DO、COD、BOD和氨氮),采用距平法、LOWESS平滑法、Mann-Kendall检验法和Sen方法对其水质变化趋势及特点进行分析,研究近25 a来海河干流水质的演变特征。结果表明:①这4种方法及其结合为水质趋势分析和水质管理提供了一种有效手段,不同方法之间可相互验证、相互补充,共同反映水质的演变规律;②近25 a来,海河干流大致满足其为"备用饮用水源地,工业水源地,市区景观娱乐用水"的水功能区划,5项指标中仅COD呈显著上升趋势,上升速率为0.13 mg/(L.a),氯化物含量和BOD呈上升趋势,DO和氨氮含量呈下降趋势,但都不具有显著趋势。海河干流水质总体相对稳定,没有明显变化。

基因芯片数据标准化局部加权回归法权函数探究

局部加权回归方法(Lowess方法)作为一种较常见的基因芯片数据标准化方法涉及到众多的参数和权函数.对于权函数的选择一直以来都是采用三次权函数.因此本文从误差为重尾型的t分布出发,模拟不同自由度的基因芯片数据,然后选择不同的权函数对这些数据进行Lowess方法标准化,并利用残差平方和、标准化后的M和A值的相关系数及MA图作为评判标准,最终得到相关指标量与权函数的变化关系.

西辽河流域鱼类生物完整性指数评价及与环境因子的关系

采用鱼类生物完整性指数(F-IBI)评估西辽河流域环境质量,利用相关分析筛选了影响F-IBI的环境因子,结合局部加权回归散点修匀法(LOWESS)估算了这些环境因子的保护限值.结果表明:20个候选参数指标中,鳅科鱼类物种百分比、底层鱼类物种数、耐受性鱼类个体数、杂食性鱼类物种数和筑巢产卵鱼类个体百分比适合作为西辽河流域F-IBI构建参数.采用比值法统一参数量纲,以参考点F-IBI值的95%分位数作为健康参考值,对全流域44个采样点进行健康评价,得到健康点位5个(11.4%),亚健康点位9个(20.5%),一般点位12个(27.3%),差点位11个(25.0%),极差点位7个(15.9%).电导率、氨氮浓度、碱度和泥沙比例与F-IBI呈显著负相关,坡降和草地比例与F-IBI呈显著正相关.经LOWESS和独立样本t检验发现,电导率、氨氮浓度、碱度、泥沙比例和草地比例等环境因子的保护限值分别为531μS/cm、0.55 mg/L、4.4 mmol/L、47.2%和37.0%,且限值两侧的F-IBI分值差异显著,该结果可作为西辽河流域环境管理中鱼类群落完整性保护的有益参考.

基于L2范数的电力系统运行安全态势三维可视化评估

如何利用各种指标准确地对电力系统的运行状态进行评估是调度运行部门所关注的一个重要问题。综合幂律分布、电压裕度、潮流冲击熵、网络结构熵和损失负荷相对值五种评估指标,考虑电网结构变化、新能源注入、线路老化、系统内部运行状况、天气等不确定性因素,利用L2范数,建立了电力系统运行安全态势的评估函数。通过MATLAB工具箱中的Lowess函数对三维空间坐标系中数据拟合,实现了电力系统运行安全态势的三维可视化。对IEEE39节点系统的仿真,验证了所提方法的有效性,为电力系统运行安全态势评估提供了一种新思路。

润滑油磨粒在线检测系统的设计与实现

设计一套润滑油磨粒在线检测系统,实时检测润滑油液中磨粒的尺寸和浓度信息,可以据此判别故障状态。设计螺管型差动变压器式磨粒检测传感器将油液中铁磁性磨粒经过时产生的电磁扰动转换为对应的电压信号。设计前端模拟信号调理电路对其进行前置放大,带通滤波,真有效值转换和调零放大。设计以STM32F103为处理器平台的数字信号处理电路,对调理后的信号进行模数转换、波形显示等。采用局部加权回归散点平滑算法(LOWESS),进一步抑制、消除信号中的噪声,并通过极值转换得到信号的峰峰值,获取反映磨粒尺寸和浓度的信息。实验结果表明系统能够实时准确地实现检测功能。

应用语言学研究中的图示与稳健统计方法

图示与稳健统计方法在应用语言学研究中发挥着越来越重要的作用。忽视这些方法会丧失许多重要的发现。本文介绍箱图、核密度图、LOWESS平滑线、稳健方差分析和协方差分析方法。以真实数据为例阐述图示方法如何揭示数据模式,稳健统计方法如何回答研究问题。本文建议应用语言学研究者重视统计假设,统计方法的选择以图形诊断为依据,学会使用稳健统计方法,提高统计结论的效度。