遥感统计推断理论与应用初探

提出一种新的介于遥感分类(定性分析)与遥感反演(定量分析)之间的遥感定性-定量分析方法,即遥感统计推断。遥感统计推断在理论上基于统计光学和概率分布变换,主要研究在一定区域范围内的地物参数的概率分布特征(如土壤的湿度、温度,水体盐度、叶绿素浓度等)如何改变和影响传感器所观测到的光学参数(如地表反射率、水体的遥感反射率等)的概率分布特征(称之为光谱概率分布),以及如何基于传感器观测到的光谱概率分布去反向推断地物参数在此区域内的统计分布特征,从而为刻画地物参数提供相应的定性与定量信息。相比于传统的遥感分类和反演,遥感统计推断的优点在于:(1)能够快速地获取地物参数的全局统计特征,如均值、方差、极值等等,而不需要反演分析每一个像素光谱,这一优点对于当前很多基于大数据、高分辨率的遥感应用尤为重要,因为有些应用部门的管理人员最感兴趣的往往是管理对象(如湖泊、水库、农田)的整体特征,他们并不需要知道在每一个像素处的地物参数的大小;(2)地物的光谱概率分布可以直接用于地物的分类研究,提供了一种有别于基于像素光谱签名特征的传统遥感分类的新分类方法,这种方法提供的是研究区域的整体分类(如一个湖泊的分类)而不是每个像素的分类(如水质的分类);(3)遥感统计推断可以为遥感反演建模提供辅助信息,基于这些信息调整反演模型的函数和/或参数,使得反演模型结果的统计特征与遥感统计推断的结果相匹配。该文简要介绍了遥感统计推断的一些基本概念、原理以及其相较于遥感分类和反演的优势、推断的适用对象和面向推断的遥感数据处理方法,分析了国内主要湖泊水体的光谱概率分布特征,并基于杭州西湖实地采测数据,提出了一种基于自展法(bootstrap-based)的用于推断关键统计分布参数(例如西湖悬浮颗粒浓度的平均值)的简易遥感统计推断方法。

基于贝叶斯统计推断的粗集料级配测试研究

拌合站现场粗集料来料的检测一般是通过筛网筛分的方式进行,检测效率低下。因此,引入一种基于贝叶斯统计推断的机器视觉检测方法,实现对集料的快速筛分。利用工业相机采集下落过程中的集料颗粒并进行图像预处理,选取每颗集料的图像序列中最大的Feret短径作为图像特征。此特征为集料颗粒的局部特征,无法代表颗粒的全局三维特征。因此引入贝叶斯统计推断的方法,首先利用贝叶斯公式计算出每颗集料在不同实际粒径区间的后验概率,然后通过概率累加获得被测集料在不同集料规格的可能颗粒数量。为推断每颗集料级配占比,利用贝叶斯推断的方法计算后验分布,从而估计集料颗粒的占比情况。实验结果表明,预测粒径与实际粒径的分布占比最大偏差为1.67%,符合现场快速检测要求。

半参数空间自回归变系数模型的统计推断

半参数空间自回归变系数模型因同时考虑了因变量的空间自相关性和回归关系的空间异质性而具有广阔的应用前景。文章针对此模型,基于轮廓拟极大似然估计,提出了常值系数和局部系数的显著性检验方法,以辨识模型中的零值系数,从而更深入地理解回归关系的变化特征;同时,也给出了局部检验可能涉及的多重检验的解决方法。模拟实验验证了所提检验方法的有效性,而基于美国波士顿房屋价格数据的实证分析验证了检验方法的应用效果。

紊流激励下基于贝叶斯统计推断的颤振边界预测方法研究

提出将贝叶斯统计推断方法推广应用于大气紊流激励下飞行器结构的颤振分析,对含不确定性因素影响的模态参数识别与颤振边界预测进行研究。在采用自然激励技术从结构在大气紊流激励下的响应中提取自由衰减信号后,基于贝叶斯统计推断,通过马尔科夫链蒙特卡罗(Markov chain Monte Carlo,MCMC)算法对结构模态参数的后验概率密度函数进行采样识别,并利用Z-W(Zimmerman-Weissenburger)颤振裕度法获取颤振速度概率分布,预测颤振边界并分析其不确定性。进行了数值仿真研究,对大气紊流激励下的结构响应数据进行分析,验证了所提出方法的有效性。

不同桑树品种上朱砂叶螨实验种群内禀增长率的统计推断

为了正确地评价不同桑树品种上朱砂叶螨为害差异，本文通过使用Jackknife方法（刀切法），采用合适的生殖力生命表构建方法，对朱砂叶螨实验种群在不同的4个桑树品种上生殖力表的内禀增长率进行了统计推断。结果表明，温度为28±1℃、相对湿度75％±10％、光周期16L：8D的条件下，西农6071（山桑Morus bombycis Koidz．，2x）、和田白桑（白桑M．alba Liane，3x）、新一之濑（白桑M．alba Linne，2x）和大石（广东桑M．atropurpurea Roxb．，3x）4个桑树品种上朱砂叶螨rm值大小依次为0．41894（0．41043～0．42746）、0．37065（0．36604～0．37526）、0．36171（0．35778～0．36563）和0．35253（0．34757～0．35748）。通过对“伪值”样本同秩的成对t检验比较，这4个桑树品种对朱砂叶螨内禀增长率的影响有显著差异。结果说明朱砂叶螨对4种桑树的易感性，以西农6071、和田白桑、新一之濑、大石顺序渐弱。

中国西北大旱年发生概率的统计推断

根据中国西北近 5 0 0a旱涝等级资料 ,用Bernoulli试验等理论模式 ,对大旱年发生的概率特征进行了研究 ,得出大旱年发生的统计规律。在全球气候变暖的大背景下 ,给出了 2

基于统计推断的惯性定位精度评估方法对比

在对惯导系统精度评估标准统一化研究中,在一定的假设条件下,推导、归纳、整理了四类定位精度的评估算法(TRMS、RMS、σ和CEP)及相应的7个指标间的工程换算关系;利用某型捷联旋转惯导4次实际导航数据进行了仿真分析,从推断算法、指标间换算关系、精度折合效果等方面进行了对比验证,基于理论分析和仿真验证结果表明TRMS评估算法及试验简单且易于转换,并对其精度折合给出合理化建议。

现代贝叶斯分析与现代统计推断

虽然对贝叶斯分析方法至今还有许多争议,但贝叶斯统计理论在统计学中的地位可用中国科学院院士陈希孺教授的一段话来形容:"托马斯·贝叶斯……这个生性孤僻,哲学气味重于数学气味的学术怪杰,以其一篇遗作的思想重大地影响了两个世纪以后的统计学术界,顶住了统计学的半边天."

大数据背景下非概率抽样的统计推断问题

利用大数据进行抽样,很多情况下由于抽样框的构造比较困难,使得抽取的样本属于非概率样本,传统的抽样推断理论难以应用到非概率样本中,如何解决非概率抽样的统计推断问题,是大数据背景下抽样调查面临的严重挑战。本文提出了解决非概率抽样统计推断问题的基本思路:一是抽样方法,可以考虑基于样本匹配的样本选择、链接跟踪抽样方法等,使得到的非概率样本近似于概率样本,从而可采用概率样本的统计推断理论;二是权数的构造与调整,可以考虑基于伪设计、模型和倾向得分等方法得到类似于概率样本的基础权数;三是估计,可以考虑基于伪设计、模型和贝叶斯的混合概率估计。最后,本文以基于样本匹配的样本选择为例探讨了具体解决方法。

重磁震统计推断联合建模反演技术研究与应用

提出了一种新的基于统计推断的重磁震联合反演方法。首先利用重磁差值趋势面进行场源分离 ,以分布独立的断裂系统为单元 ,把反映目标层地震波反射界面深度作为与其对应的重磁异常的二元复合逆函数 ,然后利用已知重磁震资料统计推断其逆函数在空间域上的泰勒级数分布。该方法无须事先对地质模型进行假设 ,避免了反演的多解性。对合肥盆地印度支面构造的反演结果说明了该方法的有效性 。

基于LASSO的高维数据线性回归模型统计推断方法比较

目的比较五种基于LASSO的高维数据线性回归模型统计推断方法:LASSO-惩罚计分检验,多重样本拆分、稳定选择、低维投影、协方差检验。方法采用R软件模拟不同情形的高维数据,用五种方法做统计推断,以期望假阳性率和检验效能为评价指标,比较这五种方法在不同高维数据情形下的表现。结果在理想高维数据情形下,除协方差检验推断结果保守外,其余方法表现都较好。在复杂高维数据情形下,LASSO-惩罚计分检验的检验效能是五种方法中最高的,其次为多重样本拆分,而LASSO-惩罚计分检验的EFP也是最高的,多重样本拆分的EFP基本接近0。结论在常见复杂高维数据中LASSO-惩罚计分检验和多重样本拆分是两种较好的高维线性回归模型统计推断方法,两者相对而言前者较宽松,后者较保守。在实际应用中可根据应用需求来选择合适的统计推断方法。

《武汉大学学报(医学版)》论著中统计推断应用缺陷

目的 :了解《武汉大学学报 (医学版 )》论著中统计推断应用缺陷状况。方法 :对该刊 2 0 0 1年度 1～ 4期杂志刊载的论著 99篇进行了统计学分析。结果 :99篇论著中至少存在一种统计推断应用缺陷占 6 5 .7% ,6 5篇缺陷论著中至少有 2种及以上统计推断方法应用缺陷的论著占 38.5 %。 6种缺陷类型所占比例分别为 16 .8%、2 7.4 %、9.5 %、2 4 .2 %、12 .6 %和 9.5 % ,其中缺陷类型Ⅱ“统计推断方法与设计类型不符合”居首位。结论 :该刊 2 0 0 1年刊载的论著中统计推断方法应用缺陷率基本上与 5种中华牌临床核心期刊 2 0世纪 90年代中期的水平持平 。

临床论著中统计推断应用缺陷特征及对策

临床论著中统计推断应用缺陷特征及对策＊湖北医科大学（４３００７１）毛宗福丁元林陈东峨张金荣王圣基＊湖北省教委资助课题本文对部分国内医学期刊近１０年间发表的临床论著中，统计推断应用缺陷进行调查，旨在进一步探讨临床科研论文中统计推断应用缺陷的特征，寻求降...

基于统计推断的行人再识别算法

行人再识别是指给定一张行人图像,在已有的可能来源于非交叠摄像机视场的行人图像库中,识别出与此人相同的图像。研究该问题有着非常重要的现实意义,同时也面临许多挑战。该文提出一种基于统计推断的行人再识别算法。该算法从统计推断的角度出发学习两幅行人图像的相似度度量函数,利用此函数从行人图像库中搜索待查询的人。在公共数据集VIPeR上的实验表明,该算法性能优于已有的行人再识别算法,学习相似度度量函数的时间花销明显少于已有的基于学习的算法,并且在只有少量训练样本时,缓解了学习相似度度量函数的过拟合问题。

用自助法统计推断炔螨特对桑树朱砂叶螨的防治效果

采用自助法(Bootstrap method)对炔螨特(propargite)防治桑树朱砂叶螨(Tetranychus cinnabarinus)的效果进行了统计推断。将4个试验点获得的田间防治效果数据进行平方根反正弦转换后,采用1000次自助法再抽样并作统计分析。结果表明,73%炔螨特乳油243．33mg/L有效质量浓度处理的第1、3、7天,田间防治效果的点估计分别为78．37%、86．03%和86．36%,置信区间估计依次为78．21%～78．52%、85．83%～86．24%和86．16%～86．55%；365．00mg/L处理的第1、3、7天,田间防治效果的点估计分别为88．14%、91．90%和91．23%,置信区间估计依次为88．01%～88．27%、91．78%～92．02%和91．09%～91．38%；486．67mg/L处理第1、3、7天,田间防治效果的点估计分别为92．82%、95．70%和95．11%,相应的置信区间估计依次为92．72%～92．93%、95．64%～95．76%和95．01%～95．20%。以上述的点估计为测试点,对各浓度处理后的不同天数的防治效果进行游程检测(Monte carlo Sig方法),随机性显著(p＞0．05)。通过Tamhane方法、Dunnett T3方法和Games-Howell方法对上述各处理的不同天数后的防治效果进行统计检测表明：炔螨特对桑园中朱砂叶螨的防治效果在防治后第3天达到高峰(p＞0．05),至第7天,243．33mg/L处理区的防治效果持平(p＜0．0000)；而365．00和486．67mg/L处理区的防治效果呈下降趋势(p＞0．05)。以上统计推断结果显示：73%炔螨特乳油对桑树朱砂叶螨具有较好的田间防治效果,推荐使用的有效质量浓度为243．33mg/L。

缺失数据下WEIBULL分布的统计推断

本文给出了定数截尾缺失数据下Weibull分布参数的点估计和区间估计以及可靠度、失效率的置信限。

关于分布变点问题的非参数统计推断

若X1,… ,Xr,Xr+ 1,… ,Xn 是一列独立的随机变量 ,且X1,… ,Xriid .～F1及Xr+ 1,… ,Xniid .～F2 ,其中F1(已知 )与F2 (未知 )为两个不同的连续分布函数 ;称r/n(记为t0 )为该序列的变点 .用Kolmogorov型统计量 ,我们给出了检测变点t0 位置的一个程序 ,并证明了所得结果是强相合的 ;同时也讨论了t0

股票价格过程方差函数的统计推断

本文讨论了股票价格过程方差函数的估计问题；给出了估计量的大样本性质．

统计推断方法在复杂网络中的应用

复杂网络是复杂系统的骨架,由许多节点与连接这些节点的边组成,大都具有节点的度服从幂律分布和网络结构小世界效应等特点。判断一个分布是否是幂律分布、估计一个幂律分布的指数和细致刻画网络整体与局部结构特征是很多网络科学研究者面临的一个难题。对复杂网络相关的一些重要的统计推断研究方法,如幂律分布参数估计、指数随机图模型等进行综述,并从数理统计角度给予了一些评价。

具有对数正态分布的alpha序列过程统计推断

进一步研究具有对数正态分布的alpha序列过程中三个重要参数2,,的统计性质进而能更好地研究alpha序列过程中的一些统计推断问题,分别采用基于最小二乘估计法的非参数推断方法以及基于最大似然估计法的参数推断方法,得到了关于alpha序列过程中的三个重要参数2,,的估计量.由于所得出的估计量的渐近正态性不易得出,无法评断各估计量的好坏,进一步采用蒙特卡罗方法对这些估计量进行了数据模拟,通过模拟结果来比较各个估计量的优良性.模拟结果显示,参数推断在大多情况下都要优于非参数推断.该成果对于在alpha序列过程的应用中的估计量的选择上有重要的参考价值和指导意义.