本書是以海洋觀測資料的處理分析方法為主題，針對海洋數據的顯著時、空變化的特點，結合新型自記儀器記錄的處理，海洋資料質量的統計檢驗，資料產品設計，海洋環境預報，工程設計參數估計和海洋科學研究的需要，系統地對資料處理、多元統計分析、時間序列的譜分析和參數模型估計等方法作了詳盡的敘述。
基本介紹
- 書名：海洋數據處理分析方法及其套用
- 作者：陳上及，馬繼瑞
- ISBN：7-5027-1145-7
- 頁數：378頁
- 出版時間：1991-08-01
- 裝幀：平裝
基本信息,圖書目錄,
基本信息
作者：陳上及，馬繼瑞
出版日期：1991-08-01
ISBN：7-5027-1145-7
裝幀：平裝
頁數：678
版次：B1
圖書目錄
第一章總論
1.1 海洋資料在發展海洋科學中的重要意義.........................................................（1）
1.1.1海洋資料是發展海洋科學的必要條件和重要基礎............................................（1）
1.1.2海洋資料是人們開發利用海洋所必需的科學依據.............................................（3）
1.2 海洋水文資料的基本特點..............................................................................（5）
1.2.1海洋資料的應有屬性及其與海洋觀測條件技術裝備等局限性的矛盾..................（5）
1.2.2海洋（尤其淺海）水文要素時間變化的顯著性................................................（6）
1.3海洋資料獲取手段和分析技術的發展趨勢......................................................（9）
1.4 海洋資料的分類.............................................................................................（11）
1.4.1 按調查方式分類.......................................................................................（11）
1.4.2按數理概念分類.........................................................................................（12）
1.5 本書的背景與出發點.....................................................................................（15）
1.6 本書的主要內容.............................................................................................（16）
參考文獻..................................................................................................................（17）
第二章海洋資料的質量控制和觀測數據的處理方法
2.1 常用的誤差精度概念及近似數的運算.............................................................（19）
2.1.1測量誤差及其分類.....................................................................................（19）
2.1.2精度、精密度、準確度和解析度的含義..........................................................（20）
2.1.3近似數的截取、有效數字的意義和近似數的運算..............................................（21）
2.2 海洋觀測資料的質量審查和質量控制...........................................................（23）
2.2.1資料質量審查和質量控制的必要性及要完成的幾項主要工作...............................（23）
2.2.2 海洋觀測資料中系統誤差的處理....................................................................（26）
2.2.3海洋資料中異常數據的判別處理方法.............................................................（27）
2.3 幾種新的海洋自記儀器連續觀測資料的處理方法和原理.................................（36）
2.3.1CTD資料的處理.....................................................................................（36）
2.3.2安得拉、超音波和都卜勒海流計觀測資料的處理..............................................（53）
2.3.3海洋浮標資料及其處理...............................................................................（60）
2.4 海洋資料處理中使用的內插法........................................................................（63）
2.4.1線性和拋物線插值及其有關的內插法.............................................................（63）
2.4.2 三次樣條（Spline）函式和Akima插值法....................................................（66）
2.4.3數值內插法在南森站資料處理中的套用..........................................................（70）
參考文獻..................................................................................................................（72）
第三章海洋資料的統計特徵量及探索分析
3.1 海洋資料的統計特徵量..................................................................................（74）
3.1.1位置特徵量..............................................................................................（74）
3.1.2離散特徵量...............................................................................................（78）
3.1.3矩和偏態係數...........................................................................................（81）
3.1.4相關係數及其顯著性檢驗............................................................................（82）
3.2海洋資料的圖示方法和頻率統計......................................................................（83）
3.2.1 圖示法....................................................................................................（83）
3.2.2頻率統計圖..............................................................................................（88）
3.3 海洋資料的探索分析....................................................................................（92）
3.3.1非常態分配簡單函式變換成近似常態分配.......................................................（92）
3.3.2強估計....................................................................................................（96）
3.3.3兩組數據的探索分析...................................................................................（99）
3.3.4多組數列的探索分析................................................................................（101）
3.3.5異常值的顯著性差異檢驗..........................................................................（104）
參考文獻............................................................................................................... （107）
第四章回歸分析
4.1直線擬合——一元線性回歸方程....................................................................（108）
4.1.1直線回歸方程的求得................................................................................（108）
4.1.2回歸方程的方差檢驗................................................................................（111）
4.1.3回歸方程的精度.......................................................................................（113）
4.1.4回歸方程的穩定性...................................................................................（114）
4.1.5回歸係數與相關係數的關係.......................................................................（115）
4.2曲線擬合——一元非線性回歸方程..............................................................（116）
4.2.1回歸曲線類型的選配................................................................................（117）
4.2.2曲線回歸的檢驗......................................................................................（124）
4.3多項式回歸與正交多項式.............................................................................（125）
4.3.1多項式回歸............................................................................................（125）
4.3.2正交多項式............................................................................................（129）
4.4階段回歸..................................................................................................（136）
4.5 逐步回歸................................................................................................... （138）
4.5.1逐步回歸的基本方法................................................................................. （138）
4.5.2逐步回歸的基本原理................................................................................（139）
4.5.3剔選變數的準則.......................................................................................（142）
4.5.4計算步驟...............................................................................................（143）
4.5.5套用實例...............................................................................................（144）
4.6 雙重篩選逐步回歸........................................................................................（150）
4.6.1基本原理...............................................................................................（151）
4.6.2算法與步驟............................................................................................（158）
4.6.3套用實例...............................................................................................（163）
4.7積分回歸......................................................................................................（166）
4.7.1基本原理..............................................................................................（167）
4.7.2計算步驟...............................................................................................（168）
參考文獻................................................................................................................（180）
第五章聚類分析
5.1聚類分析的基本思想及其在海洋科學研究中的重要意義...............................（181）
5.2數據標準化及距離係數、相似係數的計算....................................................（182）
5.2.1數據標準化...........................................................................................（182）
5.2.2分類統計量——距離係數及相似係數...........................................................（183）
5.3譜系聚類法.................................................................................................（187）
5.3.1最短距離法............................................................................................（188）
5.3.2最長距離法.............................................................................................（191）
5.3.3中間距離法.............................................................................................（192）
5.3.4重心法...................................................................................................（193）
5.3.5類平均法................................................................................................（194）
5.3.6可變類平均法.........................................................................................（195）
5.3.7可變法...................................................................................................（195）
5.3.8離差平方和法..........................................................................................（195）
5.3.9幾種譜系聚類法的比較.............................................................................（198）
5.4逐步聚類法..................................................................................................（199）
5.4.1凝聚點的選取.........................................................................................（202）
5.4.2初始分類的形成...................................................................................... （203）
5.4.3逐步修改...............................................................................................（203）
5.5有序樣本的聚類——最優分割法.................................................................（210）
5.5.1分割法及其表示方式................................................................................（210）
5.5.2極差分割法............................................................................................（211）
5.5.3變差（或方差）分割法.............................................................................（217）
5.5.4分類數目的確定......................................................................................（219）
5.6模糊聚類分析..............................................................................................（220）
5.6.1有關模糊聚類的預備知識..........................................................................（221）
5.6.2模糊聚類分析.........................................................................................（229）
5.6.3軟劃分聚類法.........................................................................................（233）
參考文獻...............................................................................................................（239）
第六章判別分析
6.1引言........................................................................................................（240）
6.2距離判別....................................................................................................（240）
6.2.1基本原理...............................................................................................（241）
6.2.2計算步驟...............................................................................................（243）
6.2.3計算實例...............................................................................................（243）
6.3兩類判別................................................................................................（245）
6.3.1費歇準則下的兩類判別.............................................................................（246）
6.3.2兩類判別的簡算法...................................................................................（251）
6.3.3建立判別函式所需樣本容量的大小..............................................................（252）
6.4多類判別分析..............................................................................................（254）
6.4.1貝葉斯準則下的多類判別..........................................................................（254）
6.4.2費歇準則下的多類判別.............................................................................（262）
6.5逐步判別分析.............................................................................................（264）
6.5.1基本方法.................................................................................................（265）
6.5.2判別變數（因子）的選入及其判別能力的檢驗...............................................（265）
6.5.3掃除變換...............................................................................................（267）
6.5.4對已入選變數判別能力的檢驗....................................................................（268）
6.5.5建立判別函式..........................................................................................（268）
6.5.6計算步驟及套用實例.................................................................................（269）
6.6Logistic判別............................................................................................（276）
6.6.1數學模型...............................................................................................（277）
6.6.2最大似然判別函式.................................................................................（279）
6.6.3計算方法及步驟......................................................................................（280）
6.6.4套用實例...............................................................................................（283）
參考文獻...............................................................................................................（284）
第七章主成分分析
7.1 概述......................................................................................................（286）
7.2主成分的導出和性質.................................................................................（288）
7.3樣本數據的主成分分析...............................................................................（294）
7.3.1疊代法.................................................................................................（294）
7.3.2雅可比（Jacobi）方法............................................................................（298）
7.3.3Givens-Housholder方法.....................................................................（302）
7.4海洋要素場的經驗（自然）正交函式分析...................................................（312）
7.4.1標量場經驗正交函式分解........................................................................（313）
7.4.2矢量場經驗正交函式分解.........................................................................（318）
7.4.3經驗正交函式分解在海洋水文氣象中的套用.................................................（320）
7.5奇異矢量分析及其套用...............................................................................（327）
7.5.1奇異值分解方法的基本原理......................................................................（327）
7.5.2奇異值分解的計算步驟............................................................................（328）
7.5.3奇異矢量分析的套用實例........................................................................（330）
參考文獻...............................................................................................................（332）
第八章對應分析
8.1 概述.......................................................................................................（334）
8.2對應分析的數據變換法...............................................................................（334）
8.3矩陣Am×m與Bn×n之間對應關係的基本性質.................................................（337）
8.4因子載荷和點聚圖的解釋............................................................................（338）
8.5 絕對貢獻與相對貢獻..................................................................................（339）
8.6 計算步驟與套用實例..................................................................................（340）
參考文獻...............................................................................................................（347）
第九章極值分布和重現期極值的估計
9.1極值分析的重要意義及重現期的定義..........................................................（349）
9.2 皮爾遜Ⅲ型曲線...........................................................................................（350）
9.2.1皮爾遜Ⅲ型曲線方程的導出......................................................................（350）
9.2.2皮爾遜Ⅲ型曲線各參數的確定...................................................................（353）
9.2.3理論頻率曲線的繪製...............................................................................（355）
9.3極值分布....................................................................................................（356）
9.4耿貝爾分布.................................................................................................（357）
9.4.1耿貝爾曲線方程.....................................................................................（357）
9.4.2耿貝爾頻率曲線的繪製............................................................................（358）
9.5 威布爾分布.................................................................................................（366）
9.5.1威布爾機率紙的原理...............................................................................（367）
9.5.2威布爾分布直線的繪製............................................................................（370）
9.5.3威布爾分布參數的估計............................................................................（372）
9.6由原始分布求極值分布...............................................................................（377）
9.7經驗頻率曲線的繪製及適線擬合....................................................................（378）
9.7.1幾種機率格紙的簡介...............................................................................（378）
9.7.2經驗頻率的計算.....................................................................................（381）
9.7.3皮爾遜Ⅲ型曲線適線法............................................................................（383）
9.7.4三點法.................................................................................................（384）
9.7.5擬合優度檢驗........................................................................................（385）
9.8風速極大值的計算.........................................................................................（390）
9.8.1風原始資料的審定..................................................................................（390）
9.8.2對風速取值的統一標準化.........................................................................（391）
9.8.3多年一遇極大風速值的統計計算................................................................（393）
9.8.4由歷史天氣圖計算颱風區的風速極大值.......................................................（399）
9.9海浪要素多年一遇極大值的計算....................................................................（404）
9.9.1海浪觀測記錄的審定和規格化...................................................................（404）
9.9.2根據多年年最大波高計算多年一遇設計波高.................................................（407）
9.9.3套用原始分布，由1—2年短期觀測的日最大波高求多年一遇設計波高.............（417）
9.9.4根據歷史天氣圖計算颱風區多年一遇設計波高..............................................（421）
9.9.5套用泊松-耿貝爾複合極值分布推算颱風波浪多年一遇設計波高........................（429）
9.9.6多年一遇設計波高對應周期的計算.............................................................（433）
9.10多年一遇最高、最低校核水位的計算...........................................................（437）
9.10.1潮汐資料的審定.......................................................................................（438）
9.10.2校核高水位和校核低水位的計算................................................................（438）
9.10.3校核水位的聯合分布估計法......................................................................（441）
9.11多年一遇海流極值的估計............................................................................（445）
9.11.1不分流向方位海流流速極值的估計.............................................................（446）
9.11.2各個流向方位上流速多年一遇極值的估計.....................................................（448）
9.12最高、最低水、氣溫極值的估計.................................................................（452）
9.12.1多年一遇最高最低水、氣溫極值的估計.......................................................（452）
9.12.2最高、最低設計溫度的估計.......................................................................（455）
參考文獻................................................................................................................（479）
第十章海洋時間序列的功率譜分析
10.1與功率譜估計有關的傅立葉分析方法...........................................................（481）
10.1.1傅立葉級數和線譜................................................................................（482）
10.1.2傅立葉變換和能譜密度............................................................................（485）
10.2平穩隨機過程的數字特徵量和功率譜譜參數及其在海洋學研究中的套用......（488）
10.2.1平穩隨機過程的數字特徵量......................................................................（488）
10.2.2平穩隨機過程的功率譜及其套用...............................................................（492）
10.2.3譜參數及其在海洋時間序列資料分析中的套用.............................................（497）
10.3海洋時間序列的取樣間隔取樣長度和數據窗.................................................（502）
10.3.1海洋時間序列取樣間隔的選擇..................................................................（502）
10.3.2有限記錄長度和數據窗對譜的計算結果的影響...............................................（505）
10.4用樣本序列的有限離散傅立葉變換計算功率譜...........................................（509）
10.4.1樣本序列的有限離散傅立葉變換和樣本粗譜.............................................. （509）
10.4.2樣本粗譜的統計特性...............................................................................（510）
10.4.3樣本譜的平滑及樣本平滑譜的統計特性.......................................................（512）
10.4.4用樣本序列的有限離散傅立葉變換（DFT）計算功率譜的主要步驟................（515）
10.5用樣本自相關函式估計功率譜...................................................................（517）
10.5.1用樣本自相關函式計算樣本粗譜................................................................（517）
10.5.2用延時窗對樣本粗譜進行平滑...................................................................（519）
10.5.3樣本平滑譜估計的統計特性及延時窗在平滑譜估計中的作用...........................（520）
10.5.4用樣本自相關函式計算功率譜的具體方法....................................................（524）
10.6功率譜的置信區間估計和譜分析中的顯著性周期成分的檢驗方法................（525）
10.6.1功率譜的置信區間估計和表示方法.............................................................（526）
10.6.2周期分析中的顯著性譜峰檢驗方法.............................................................（527）
10.6.3用試驗周期法探索序列中的非倍頻周期信號..................................................（533）
參考文獻..............................................................................................................（535）
第十一章海洋時間序列的交譜和海流矢量旋轉譜分析方法
11.1 互相關函式和交譜..................................................................................... （537）
11.1.1互相關函式...........................................................................................（537）
11.1.2交譜及其相位譜和凝聚譜...................................................................... （539）
11.2樣本交譜的統計特性及凝聚譜相位譜的置信級間估計...................................（542）
11.2.1樣本交譜的統計特性.............................................................................. （542）
11.2.2凝聚譜和相位譜的置信區間估計................................................................（543）
1.3樣本交譜凝聚譜和相位譜的計算及套用.......................................................（546）
11.3.1用樣本序列的有限離散傅立葉變換計算交譜凝聚譜和相位譜............................（546）
11.3.2用樣本互相關函式估計交譜凝聚譜和相位譜..................................................（549）
11.3.3凝聚譜和相位譜在海洋學中的套用...........................................................（553）
11.4矢量過程的譜和海流矢量時間序列旋轉譜及其有關量...............................（555）
11.4.1海流矢量時間序列譜分析方法的發展..........................................................（555）
11.4.2矢量過程的譜分解.................................................................................（556）
11.4.3矢量過程的譜........................................................................................（558）
11.4.4海流矢量時間序列旋轉譜及其有關的量........................................................（562）
11.5海流矢量旋轉譜和有關量的估計及其在海洋學研究中的套用......................（567）
11.5.1海流矢量旋轉譜和有關量的計算方法統計特性及有關譜的置信區間估計..............（567）
11.5.2旋轉譜及其有關量在海洋學周期分析和頻域相關分析中的套用........................（571）
11.5.3用旋轉譜及其有關量對海流和內波的動力學假設進行一致性檢驗......................（575）
參考文獻................................................................................................................（579）
第十二章線性系統的回響和數字濾波法及其在海洋學研究中的套用
12.1 線性系統對輸入的回響及其套用................................................................（581）
12.1.1線性系統分析中一些常用的概念和術語.......................................................（581）
12.1.2線性系統對平穩隨機過程的回響................................................................（583）
12.1.3頻率回響函式的估計和凝聚譜分析中顯著相關臨界值的確定方法......................（584）
12.2數字濾波法.................................................................................................（589）
12.2.1濾波的基本原理和有關概念......................................................................（589）
12.2.2數字濾波中的兩個特殊問題及數字濾波器的設計............................................（592）
12.2.3遞歸數字濾波法及其在處理CTD資料中的套用...........................................（596）
12.3海洋數據處理分析中的一些常用數字濾波法..............................................（598）
12.3.1海洋學中常用的幾種低通濾波法................................................................（598）
12.3.2差分濾波及其在海洋資料預白化處理中的套用.............................................（601）
12.3.3用微分方程表示的濾波及其在CTD資料處理中的套用.................................（602）
12.3.4海流和水位資料分析中常用的數字濾波法.....................................................（605）
參考文獻...............................................................................................................（611）
第十三章時間序列分析模型及其最大熵譜估計
13.1自回歸模型的意義及其參數的確定.............................................................（613）
13.1.1自回歸模型及其平穩條件..........................................................................（613）
13.1.2自回歸模型係數的確定方法......................................................................（614）
13.2實的和復的平穩自回歸過程的最大熵譜分析方法及其套用.........................（619）
13.2.1實的平穩自回歸過程的最大熵譜估計...........................................................（620）
13.2.2最大熵譜分析中的赤池定階準則置信區間估計和顯著性譜峰檢驗方
