大气污染现状、来源分类与协同治理研究——基于局部加权回归散点平滑法的实证分析

大气污染严重威胁居民身体健康,多主体、多部门协同治理大气污染是有效改善大气质量的重要途径,体现了大力推进生态文明建设的实践价值。本文采用2003年至2011年我国30个省会城市(直辖市)大气污染物浓度等相关数据,利用非参数估计的局部加权回归散点平滑法对大气污染来源进行了实证分析。研究发现:城市工业化水平、固定资产投资、地区煤炭消费总量和机动车拥有量都严重影响大气污染程度。依据多样化的大气污染来源,建立健全多元协同治理模式作为大气污染问题的解决机制,即治理主体协同、治理程序协同、治理技术协同、治理标准协同和治理考核协同"五位一体",增强大气环境监管能力,促使大气污染治理早见成效。

粒子群优化加权灰色回归组合的卫星钟差预报

为了提高卫星钟差预报的精度和稳定度,提出了一种基于粒子群算法优化指数函数和线性函数逼近的加权灰色回归组合的自适应卫星钟差预报方法.该方法首先在建模之前考虑到卫星钟差钟跳频繁的现象,采用中位数法探测钟跳数据并将其剔除后,采用分段线性插值法将缺失的钟差数据补齐;然后考虑到卫星钟差存在系统噪声,采用三点平滑法对钟差数据进行平滑处理后,建立了以指数函数和线性函数逼近加权灰色回归组合的卫星钟差预报模型.针对模型中的精度递增因子难以确定的问题,采用粒子群优化算法对精度递增因子进行自适应寻优.最后,采用IGS服务器上发布的事后精密卫星钟差产品,并结合4种典型变化趋势的卫星钟差进行了6 h的预报试验.试验结果表明:该方法的预报性能明显优于其他几种常用模型,其6 h的平均预报精度(RMS)和稳定度(Range)相对于常用的二次多项式预报模型、灰色预报模型、修正指数曲线法预报模型和自回归滑动平均预报模型分别提高了79.10%、44.00%、80.70%、32.30%和63.10%、29.80%、77.60%、26.30%.

基于Savitzky-Golay算法的曲线平滑去噪

Savitzky-Golay算法被广泛地运用于数据流平滑除噪,是一种在时域内基于局域多项式最小二乘法拟合的滤波方法。仿真结果表明,与传统算法相比,Savitzky-Golay算法具有更稳定、误差更小的平滑去噪效果。

血清镁离子浓度与直肠癌患者谷氨酰转肽酶的关系

直肠癌患者血清镁离子(Mg^(2+))浓度对γ-谷氨酰转肽酶(γ-GT)的影响尚不明确,收集分析临床数据,Mg^(2+)浓度不呈正态分布(D=0.737,P<0.05),按照中位数分组,比较不同组间临床病理特征的差异,用局部加权散点平滑(LOWESS)、分段线性回归方法,拟合血清Mg^(2+)浓度与γ-GT的关系。结果发现,与Mg^(2+)浓度小于0.92 mmol/L组的直肠癌患者比较,Mg^(2+)浓度≥0.92 mmol/L组的γ-GT和血清总胆固醇较高(P均<0.05)。LOWESS的结果表明,原始数据中血清Mg^(2+)浓度的两个变化点分别为0.92 mmol/L和0.99 mmol/L,自然对数转换的数据中血清Mg^(2+)浓度的另外两个变化点分别为-0.167和-0.01。利用原始数据建立的两段线性回归模型表明,血清Mg^(2+)浓度的变化点为0.98 mmol/L,Mg^(2+)浓度<0.98 mmol/L对γ-GT有正向影响,Mg^(2+)≥0.98 mmol/L时有负向影响。另一个使用自然对数转换数据的两段线性回归模型显示,血清Mg^(2+)浓度的变化点为0.01,其中Mg^(2+)浓度的自然对数<0.01对γ-GT有正向影响,当Mg^(2+)浓度的自然对数≥0.01时则有负向影响。用原始数据LOWESS回归的2个拐点,即0.92 mmol/L和0.99 mmol/L的Mg^(2+)浓度,进行三段线性回归分析,结果显示,<0.980 mmol/L的Mg^(2+)浓度,对γ-GT的影响是正向的,且与<0.929 mmol/L的Mg^(2+)浓度区间的系数不同,影响程度不同,而在≥0.980 mmol/L的Mg^(2+)浓度区间,对γ-GT的影响是负向的,此外,用对数转换数据LOWESS的2个拐点进行的三段线性回归,也显示Mg^(2+)浓度的自然对数以-0.020为分界点时,对γ-GT的影响方向是相反的,但三段线性回归模型均没有统计学意义,总之,具有较高Mg^(2+)浓度的直肠癌患者,其γ-GT的水平也较高,Mg^(2+)浓度对γ-GT的影响存在拐点效应,为γ-GT的关联因素研究提供了基础。

基于加权系数自适应选择的背景杂波抑制技术研究

含有点状运动目标的红外图像情况下,本文研究了一种以最小自适应空域局部加权估计误差使全局估计误差为最小的图像背景(杂波)估计技术,给出了此类估计器性能分析和加权函数的自适应选择算法.另外,杂波抑制后,残留噪声的高斯性和独立性通过Kendall秩相关法和计算Friedman统计量的方法来进行了验证,其结果表明自适应选择的Uniform或Gabor加权系数综合性能优于同类文献中经常被单独使用的Uniform加权函数.

数据平滑技术在自动机运动规律测试中的应用

基于自动机运动规律测试参数测试条件,试验得出的数据存在高频随机噪声,需要进行剔除.论述了对大量数据应用滑动平均平滑法、局部加权散点修正平滑法及鲁棒的局部加权散点修正平滑法处理的原理,选取不同的平滑点数进行仿真,同时与实测数据直接微分比较,将三者与更高精度的仪器所得的数据特征点值进行比对,得出较为合理的平滑消噪的方法.

云南省城镇居民消费与收入关系的非参数回归分析

近二十多年来，非参数统计的方法已广泛应用于计量经济学的研究。由于不需要预先确定变量间的函数关系，对计量经济模型的估计和预测提供了多方面和灵活机动的表现形式。本文尝试将非参数估计理论引入到回归模型中，通过建立非参数回归模型及普通的线性回归模型对云南省城镇居民可支配收入及消费之间的关系进行比较研究。

闽江入海断面溶解无机氮长时间序列分析及入海通量估算

为深入研究闽江口富营养化机制,于1985—2021年在闽江入海断面开展了水质监测。采用结合局部加权回归散点平滑法(LOWESS)的季节性肯达尔检验(SK检验)对断面溶解无机氮(DIN)及其各组分浓度变化趋势进行分析,同时结合水文资料对入海通量进行估算。结果表明:DIN浓度范围为0.728~3.140 mg/L,在37年间整体呈上升趋势,但不显著。各组分中NO 2-N和NH 3-N浓度分别呈显著和极显著下降趋势,而NO 3-N浓度呈极显著上升趋势。DIN组分中NO 2-N和NH 3-N比重不断减小,而NO 3-N比重不断增大,目前已成为DIN的主要组成部分。DIN入海通量范围为3.59×104~14.85×104 t,在37年间缓慢增加,其各组分入海通量长期变化趋势同浓度变化类似。从长期来看,DIN及其各组分浓度的变化趋势主要受流域环境变化及下游福州市含氮废水排放影响,而在短期则受台风、降水等一些突发环境事件的影响较大。

电路保护板过保护电流与上电延时数据关系研究

电路保护板用来保护电池不受损坏,延长电池使用寿命,在电路出现极端问题的情况下作出有效保护。在电路保护板生产检测中,积累了大量关键参数测量值。基于数据挖掘数值拟合的思路,尝试对电路保护板测量数据进行初步分析,通过高斯累积分布函数计算表明上电延时数据为正态分布,局部加权回归散点平滑法表明上电延时数据与过保护电流有关联性。

直肠癌肿瘤直径影响因素的广义相加模型分析

目的探索直肠癌患者肿瘤直径的影响因素。方法收集直肠癌根治术的横断面研究数据,按肿瘤直径的中位数分组,比较组间临床病理特征差异。局部加权回归散点平滑方法(LOWESS)分析肿瘤直径与连续变量之间的关系。广义相加模型(GAM)进一步分析肿瘤直径的关联因素。结果直肠癌患者分为肿瘤直径<4 cm和≥4 cm组,组间T分期(P<0.01)、TNM分期(P<0.05)的差异有统计学意义;≥4 cm组癌胚抗原(CEA)的中位数[4.90 ng/ml,四分位间距(2.39,9.53)]高于<4 cm组[2.93 ng/ml,四分位间距(1.78,4.90)],差异有统计学意义(P<0.01)。LOWESS分析发现,年龄、距肛缘的距离、CEA、中性粒细胞、淋巴细胞、血小板、中性粒细胞淋巴细胞比值、血小板淋巴细胞比值与肿瘤直径存在非线性关系。GAM结果显示,血小板增加(P<0.05)、T分期越晚(P<0.01),肿瘤直径越大;CEA升高与肿瘤直径增大有关(P<0.01),存在饱和效应。结论血小板、T分期、CEA与直肠癌的肿瘤直径存在关联关系,有助于对直肠癌肿瘤直径影响因素的研究。

面向逆向工程的二维轮廓曲线重构方法研究

针对逆向工程中零件二维轮廓曲线的重构问题,在考虑异常数据及各项测量误差的基础上,提出了基于局部加权回归散点平滑(Locally Weighted Scatterplot Smoothing,LOWESS)法和移动平均平滑(Moving Average Smoothing,MAS)法的联合光顺策略。利用Akima插值算法对离散修复数据进行了拟合。以某汽车轮毂轮廓曲线修复为应用实例,运用基于稀疏模型的评判准则对重构轮廓曲线的光顺性进行了定量分析,不仅保证了曲线的重构精度,而且提高了其光顺性。研究结果表明所采用的曲线在线重构方法具有实用性与有效性。

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.

北京湾过渡带生态系统服务地形梯度效应评价

为了掌握过渡带区域生态系统服务的变化规律,促进当地可持续发展,以北京湾过渡带为研究区,以公里网格为研究单元,结合局部加权回归和突变点识别,识别各服务随海拔和坡度因子变化的突变点,揭示了该区域生态系统服务的地形梯度效应。结果表明:(1)除休闲游憩服务外,其他服务均随地形因子的变化表现出一定的梯度效应。各服务随海拔因子和坡度因子的梯度效应表现基本一致。(2)海拔梯度方面,休闲游憩和土壤质量调节无关键突变点,其他服务的关键突变点位于海拔300 m左右,趋势变化可以归为5类。(3)坡度梯度方面,水质净化、土壤保持、休闲游憩和土壤质量调节无关键突变点,10°和15°是部分服务趋势发生逆转的临界点,趋势变化可以分为6类。研究建议在关键突变点附近区域可通过调整土地利用结构、提升生态系统质量等手段,促进生态系统服务效益最大化。

地球同步卫星BSR硅太阳电池阵输出功率衰减规律分析

长期受粒子辐照、紫外辐照等因素的影响,地球同步卫星的太阳电池阵输出功率会出现较为明显的衰减。这里选取某地球同步卫星使用的背表面反射(BSR)硅太阳电池阵为研究对象,采用光强因子和温度因子修正太阳电池阵的输出功率,使用局部加权回归散点平滑法(LOWESS)分析了其在设计寿命期间的输出功率衰减规律;同时基于LOWESS建立了预测模型,用于硅太阳电池阵超寿运行期间的功率预测。实测数据表明:本文构建的预测模型可以满足超寿地球同步卫星在轨管理使用需求。

一种新的平面插值方法

一、前言众所周知,气象要素场的客观分析,对于现代气象学的发展起着至关重要的作用。其分析结果的精确度,主要取决于插值方法。如何将不规则测站上的气象要素值合理地内插到规则的网略点上,是做好客观分析的重要保证。Gustafsson(1984)

基于扩展卡尔曼滤波的锂离子电池寿命预测方法

锂离子电池寿命预测是掌握电源性能衰退趋势的重要手段,已成为电子系统健康管理领域的研究热点;针对锂离子电池的寿命预测问题,基于NASA艾姆斯中心的锂离子电池地面试验采集的数据,将扩展卡尔曼滤波(EKF)算法应用于锂离子电池寿命预测过程中,并针对预测过程中存在的问题,采用最优Loess平滑原理进行改进,从而提高了预测的稳定性和精确性;实验结果表明,提出的预测方法能够有效地用于锂离子电池寿命预测中,在工程应用方面具有较高的实用价值。

基于超声无损检测的选煤厂辅助管道的缺陷研究

本文通过对辅助管道进行区域块划分,采用超声无损检测技术进行单点激励多点检测,采集实际辅助管道的超声波时域信号,分析处理检测到的时域信号数据,从而获取辅助管道的内部结构信息,并分别利用三次样条插值法(cubic spline)和局部加权散点平滑法(lowess)对时域信号数据进行三维重构,两者进行对比结果表明:三次样条插值法在三维重构效果上要优于局部加权散点平滑法,其更能实现对辅助管道缺陷的准确重构模拟。

LiDAR森林冠层高度模型凹坑去除方法

LiDAR技术被越来越多地应用于林业领域,而森林冠层高度模型作为其数据产品直接影响着森林参数的反演,但其存在的局部凹坑现象对森林参数信息的提取形成阻碍。针对此问题,该文对局部凹坑去除进行了研究。利用局部稳健加权回归对点云数据进行散点平滑处理,填充凹坑(无效值);再利用反距离加权插值生成冠层表面模型,使之与数字高程模型相减得到归一化高度点云,形成去除凹坑后的森林冠层高度模型。通过对研究区30个样方的点云数据处理,及与高斯滤波、中值滤波、分层高度最大值法进行比较,并提取树高等信息进行验证。结果显示,无论在去除凹坑效果还是保持原冠层顶部形态结构上,该方法都具有明显优势。