[发明专利]利用相关性分析对矿井电法监测数据进行数据清洗的方法

权利要求书

1.一种利用相关性分析对矿井电法监测数据进行数据清洗的方法，其特征在于，包括：

将各个监测时段内同一发射电极、不同接收电极对应的数据归为一组；

对分组后的监测数据进行归一化处理；

基于归一化处理后的数据计算相邻两个时段监测数据的相关系数矩阵；

基于相关系数矩阵清洗监测数据；

其中，将所述将各个监测时段内同一发射电极、不同接收电极对应的数据归为一组包括：

将第i个监测时段的监测数据记为T(i)，其中，i＝0、1、……、n，其中T(0)是初始监测数据；

将同一发射电极、不同接收电极对应的数据归为一组，记为D(i,j)，其中，j为发射电极编号；

将监测数据T(i)中同一发射电极、同一接收电极采集的数据记为d(i,j,k)，其中，k为接收电极编号；

其中，T(i)、D(i,j)和d(i,j,k)三者关系式如下：

式中，ms为发射电极的个数，mr为接收电极的个数；

其中，在基于归一化处理后的数据计算相邻两个时段监测数据的相关系数矩阵时，基于下式计算相邻两个时段监测数据的相关系数矩阵：

式中s(i-1,i,j)是D(i-1,j)和D(i,j)的协方差，c(i-1,j)和c(i,j)分别是D(i-1,j)和D(i,j)的标准差；R(i-1,i)表示监测数据T(i-1)和监测数据T(i)的相关系数矩阵；

其中，基于相关系数矩阵清洗监测数据包括：若R(i-1,i)(i0)中存在相关系数r(i-1,i,j₀)＝0，其中，1≤j₀≤ms，将T(i)中第j₀个发射电极对应的接收数据D(i,j₀)视作不相关的异常数据加以标记，基于下式对其进行校正：

若R(i-1,i)(i0)中存在相关系数0|r(i-1,i,j₁)|ε(1≤j₁≤ms)，将T(i)中第j₁个发射电极对应的接收数据D(i,j₁)标记为相关度较低的异常数据，基于下式对其进行校正：

D(i,j₁)＝r(i-1,i,j₁)D(i,j₁)+(1-r(i-1,i,j₁))D(i-1,j₁)(i≥1)

若R(i-1,i)的所有元素均满足|r(i-1,i,j)|≥ε(j＝1、……、ms)，表明监测数据T(i)和T(i-1)存在相关性，则进行下一时段监测数据的清洗，给定相关系数的阈值ε，其取值范围为0≤ε≤0.5。

2.根据权利要求1所述的利用相关性分析对矿井电法监测数据进行数据清洗的方法，其特征在于，在监测系统所有监测电极都正常工作的情况下采集初始监测数据T(0)。

3.根据权利要求1所述的利用相关性分析对矿井电法监测数据进行数据清洗的方法，其特征在于，对归组后的同一发射电极、不同接收电极对应的数据进行野值修正和光滑滤波，消除孤立的异常点数据。

4.根据权利要求1所述的利用相关性分析对矿井电法监测数据进行数据清洗的方法，其特征在于，基于下式计算D(i-1,j)和D(i,j)的协方差s(i-1,i,j)：

5.根据权利要求1所述的利用相关性分析对矿井电法监测数据进行数据清洗的方法，其特征在于，标准差c(i-1,j)和c(i,j)的计算基于下式：