[发明专利]一种大气污染统计建模变量最优空间尺度选取方法

摘要

本发明公开了一种大气污染统计建模变量最优空间尺度选取方法。在利用相关性分析得到各地理要素最优空间尺度的基础之上，以当前获取的最优空间尺度作为输入参数，将各地理要素变量与其他建模变量一起作为建模变量，参与大气污染物建模，从而获取更新后的各地理空间要素的最优空间尺度；在获取了更新后的各地理空间要素的最优空间尺度后，再与更新前的各地理空间要素的最优空间尺度进行对比，如果存在差异，则将当前获取的最优空间尺度作为输入参数，重复步骤1，直至前后两次获取的最优空间尺度完全相同。本方法经过大量实验证明此方法在提高精度的同时，其仍能保证与现有方法相当的运行效率。

主权项

1.一种大气污染统计建模变量最优空间尺度选取方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：在利用相关性分析得到各地理要素最优空间尺度的基础之上，以当前获取的最优空间尺度作为输入参数，将各地理要素变量与其他建模变量一起作为建模变量，参与大气污染物建模，从而获取更新后的各地理空间要素的最优空间尺度；步骤2：在获取了更新后的各地理空间要素的最优空间尺度后，再与更新前的各地理空间要素的最优空间尺度进行对比，如果存在差异，则将当前获取的最优空间尺度作为输入参数，重复步骤1，直至前后两次获取的最优空间尺度完全相同；步骤1中更新各地理空间要素的最优空间尺度的步骤包括：1)用表示各个地理空间要素变量，其中n为地理空间要素的个数，ki表示各地理空间要素对应的空间尺度的个数；用O＝(O₁，...，O_m)表示其他变量；Y表示大气污染物浓度值；2)初步获取最优空间尺度S(0)分别计算与Y之间的相关系数r_i^j(i＝1，...，n)，(j＝1，...，ki)，计算公式如下：其中x为任一地理空间要素变量y为大气污染物浓度值Y；表示x的平均数，表示y的平均数；对于向量令其最大值r_i^j对应的变量作为该地理空间要素的最优空间尺度，记为S(t)_i，t＝0；最终得到n个地理空间要素对应的最优空间尺度，将其对应的变量记为S(t)＝(S(t)₁，...，S(t)_n)，t＝0；3)迭代建模，更新最优空间尺度首先将每种地理空间要素分别与S(t)_j，j＝(1，...，ki)，j！＝i，t≥0以及O，组成变量使G_i对应一个向量然后用分别与Y进行统计模型建模，即Y＝f(X/β)，其中X为建模变量，β为待估参数；将带入模型中，求出β的估计值进一步得到Y的估计值分别计算每个模型的均方根误差(RMSE)，记为其计算公式如下：对于向量令其最大值对应的替换S(t)_j；最后令i＝i+1，重新执行步骤3)，直至i＝n，最终的S(t)即为S(t+1)。