[發明專利]一種對土壤養分測試數據進行特異值處理的方法及系統

在審

• 申請號: 201710792639.1
• 申請日: 2017-09-05
• 公開（公告）號: CN107766295A
• 公開（公告）日: 2018-03-06
• 發明（設計）人: 李中元
• 申請（專利權）人: 湖北大學
• 主分類號: G06F17/18
• 分類號: G06F17/18;G01N33/24
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙)11350
• 代理人: 湯東鳳

技術領域

本發明屬于特異值處理技術領域，尤其涉及一種對土壤養分測試數據進行特異值處理的方法及系統。

背景技術

目前，基于區域化變量理論的地質統計學是研究既具有隨機性又具結構性的自然現象的最好方法，特異值的存在卻嚴重地影響了變異函數的計算，而變異函數計算的偏差無疑大大影響了地質統計學研究結果的最優無偏性及變異函數理論模型的精度，使得實驗半方差函數發生畸變，甚至會掩蓋變量固有的空間結構特征。在土壤養分時空變異的研究中發現，原始的實驗數據往往呈“長尾巴”或偏態分布，主要原因是采樣過程存在混合總體或特別是受特異值的影響。對于容量超過200的大樣本，少數特異值仍可能歪曲統計樣本的結果。為了降低這些因素的影響，對傳統實驗數據應進行特異值的分析和處理。途徑之一為修改數據以適應方法，主要有3σ準則、估計鄰域法和影響系數法。這些方法常用于地質統計學中，尚未在土壤養分空間變異中系統應用與考查。

綜上所述，現有技術存在的問題是：基于區域化變量理論的地質統計學中特異值的存在卻嚴重地影響了變異函數的計算，使得實驗半方差函數發生畸變，甚至會掩蓋變量固有的空間結構特征；

而現在特異值處理的方法單一，不能很好地提高地質統計學研究結果的精度；不能為農田土壤養分數據空間變異研究的最優處理方法提供指導意義。

發明內容

針對現有技術存在的問題，本發明提供一種對土壤養分測試數據進行特異值處理的方法及系統。

本發明是這樣實現的，一種對土壤養分測試數據進行特異值處理的方法，所述對土壤養分測試數據進行特異值處理的方法為：利用鄰近點數據比較法對土壤養分測試數據進行特異值處理。

具體方法：將常規統計特征與空間位置關系相結合，在判斷樣點數據是否可疑時，除了將該數據與ā加減三倍標準差進行比較外，還應該將該數據與周圍鄰近的8點的數據進行比較。如果該數據與總體數據比較值偏高，且與周圍數據點比較也偏高，即該數據點數值偏高，而周圍數據點數值較低，則該點為可疑點；如果該點與總體數據比較值偏低，且與周圍數據點比較也偏低，即該數據點數值偏低，而周圍數據點數值較高，則該點為可疑點；反過來，如果該數據與總體數據比較值偏高，而周圍點也較高。該數據與總體數據比較偏低，而周圍點也偏低，則該點不應去除。

定義一個3×3矩陣，

G為待估計值，在矩陣的中心，{x₁,x₂,…,x_N}是周邊8點的樣本，為所有樣本的平均值，S為樣本的標準差，

x_nb為G點鄰近點的值，s_nb＝為G點鄰近8 點的標準差。

判斷條件：如果并且G點不是異常值,否則則為異常點，并用或者的值來替代異常值。

例如：對于某個樣點的土壤養分數據，如果比總體均值大3倍標準差或以上，同時比鄰近8點的均值大3倍標準差或以上；或者比總體均值小3倍標準差或以上，同時比鄰近3點的均值小3倍標準差或以上：則認為該點數據可疑，予以刪除或者用鄰近8點的平均值+3倍標準差替代。否則，則予以保留。

進一步，將常規統計特征與空間位置關系相結合，在判斷樣點數據是否可疑時；將該數據與總體數據進行比較外，還將該數據與周圍鄰近的8點的數據進行比較；

具體包括：對于某個樣點的土壤養分數據，如果比總體均值大3倍標準差或以上，同時比鄰近8點的均值大3倍標準差或以上；或者比總體均值小3倍標準差或以上，同時比鄰近8點的均值小3倍標準差或以上：該點數據可疑，予以刪除；否則，則予以保留。

本發明的另一目的在與提供一種對土壤養分測試數據進行特異值處理系統。

本發明的優點及積極效果為：本發明利用鄰近點比較法進行特異值剔除，既可使各項數據更為穩健，又可以使得各指標數據有較好的空間變異函數擬合效果，所得結果較為理想，更有利于后序空間變異特征的分析工作。

本發明方法即鄰近點比較法與標準差法相比，從偏度、峰度和殘差分別降低了23.6％、48.79％以及34.97％的誤差，相關系數提高了8.1％。

附圖說明

圖1是本發明實施例提供的利用鄰近點數據比較法對土壤養分測試數據進行特異值處理流程圖。

具體實施方式

為能進一步了解本發明的發明內容、特點及功效，茲例舉以下實施例，并配合附圖詳細說明如下。

下面結合附圖對本發明的結構作詳細的描述。