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基準數據計算方法

發布時間:2022-08-23 21:33:56

① 基準值研究方法綜述

為了最大限度地重現自然介質中元素的自然含量狀況,研究者們主要採用兩種方法來確定基準值,即地球化學方法和統計學方法。地球化學方法首先重視樣品的採集,特別強調要在非污染區內採集有代表性的樣品;在此基礎上還需要使用統計學方法對樣品分析數據做必要的檢驗,以找出和剔除可能遭受污染的樣品,使得出的背景值盡可能符合實際,以便對條件和特性等相似而污染狀況不同的介質進行對比。Matschullat等(2000)對確定背景值的常用方法進行了系統的歸納和總結。

通常情況下,人們能夠區分地球化學方法和統計學方法之間的差別。由Turekian和Wedepohl(1961)提出的全球海相「頁岩標准值」,或者上地殼平均值,以及所有有關的局部或區域尺度上的史前堆積物和建造方面的成果,如湖泊和海洋沉積物、泛濫平原和河流沉積物、洞穴沉積物的記錄等,均是地球化學方法的一部分。人們可以用這些手段嘗試著解釋單個樣品或采樣剖面(包括鑽孔),也可以在給定或已知靶區選擇有代表性的樣品。此外,為了解釋這些結果,通常還需要諸如pH值、C、S含量以及同位素數據等參數。判斷過程需要被調查元素在主要環境(包括古環境)條件下地球化學行為方面的專業知識。

實際上,確定背景值的地球化學方法,目前被更多地用來確定某些人為擴散污染物的累積速率。例如,Nicolas等(2003)利用三個沼澤中的泥炭鑽孔記錄,通過與自然背景(過去8000年)的對比,探討了Ontario南部大氣Hg累積的主要人為污染源和累積速率;Bindler(2003)利用瑞典南部Ombrotrophic沼澤中的泥炭鑽孔記錄,評估了Hg的大氣沉降速率和自然背景。

其他方法需要用到統計學知識。首先需要指出,任何針對確定背景值的統計方法都要滿足兩個要求:穩健性和廣泛的適用性。這意味著所選擇的演算法對任何給定介質的任何數據集而言必須是同等的可靠。

1969年,Lepeltier提出了一種雙對數圖累積頻率圖解評估方法(Lepeltier法)。其目的是為了發現地球化學正異常,即是為礦產勘查而制定的,也可以用於確定地質背景。這種方法只需要元素的平均含量值(克拉克值),基於微量元素含量呈對數正態分布的假設,通過在對數標尺上繪制相對累積頻率曲線,並計算出對數正態分布的變異。背景值可以看作一個未受干擾的分布函數的平均值,從而計算出異常下限(平均值+2倍離差)。顯而易見,這種方法不適用於數據量比較小的數據集。

相對累積頻率曲線法(relative cumulative frequency curves)與Lepeltier法非常類似,需要用每個元素的分布曲線來描述相關累積頻率。Bauer等定義曲線斜率的第一個拐點是背景數據集的上限值,用來區分未受人為影響和受到人為影響的樣品。

還有一種與Lepeltier法相關的方法,是由Hindel等提出的樣品的正常范圍法(normal range of sample)。他們定義未受人為影響樣品的97.5百分點作為背景上限。這種方法似乎是有問題的,因為沒有可以區分污染和未污染樣品間的經驗標准存在。將背景定義為「樣品的正常范圍」(平均值±2倍離差)要求的一個前提是數據呈對數正態分布。背景值的確定既可以採用圖解法(將相對累積頻率曲線繪制在對數標尺上,從累積頻率97.5百分點處讀取上限值),也可以採用計演算法(採用對數標准離差)。

回歸法(regression technique)的基本原理是測定的元素含量需要用一個或幾個不受人類活動影響的較穩定元素(例如Al、Zr等)的含量來擬合。這一過程是通過線性回歸來完成的,以便計算每一個符合回歸條件的單獨點的背景值,其理論依據是土壤中重金屬元素的含量受土壤常量化學組分的控制。位於95%置信區間以外的樣品可作為受人為影響的樣品。1993年,Bauer等開始嘗試使用這種方法,近年來應用實例有所增多,主要用於探討受到重金屬污染的土壤中相應重金屬元素的基準值及其累積程度(Denis et al.,2001;Rémyetal.,2003;Gil et al.,2004)。

1952年,Graf等提出了確定背景值的眾數分析方法(Modean alysis)。制定該方法的目的是把多眾數分布分解為幾個正態分布,每個正態分布函數的平均值與各自的(相對的)初始分布函數的眾數值相符,背景值通過最低平均值正態分布的平均值的95%置信區間的上限值得到。

4σ-異(異常)點檢驗方法(4σ-outlier test),假設樣品中微量元素含量服從正態分布,並且使用一個適當的數據集(10<n<1000)就可以應用4σ標准來進行異點檢驗。如果多於10個數據,當一個單獨的值遠離平均值4σ以上時就可看作異點。這一方法要求從數據集中剔除潛在的異點,然後計算剩餘子數據集的平均值以及標准離差。得到的子數據集可以看作地質或背景的反映。以平均值±2σ界定的范圍看作是背景的正常范圍,所得到的相應分布函數的中值落在具有最高頻率的一組數據中。

與異點檢驗方法相比,2σ迭代法(iterative2σ-technique)除了具有更加完全和較小的數學穩定性以外,其目的還在於確定一個正常數據范圍的背景。首先計算原始數據集的平均值和標准離差,所有超出平均值±2σ的值將被刪除,重復這個過程直到所有剩下的數值均在平均值±2σ之內。依據剩下的子數據集計算出的平均值±2σ被認為反映了地質背景。這種方法建立了一個圍繞原始數據集眾數值(mode value)的近似的正態分布,其結果不必與眾數分析完全相同,因為在眾數分析中得到的是最低的相關眾數值,而在這個方法中更可能涉及的是原始分布的眾數值。由於這個方法不考慮其他諸如4σ異點檢驗法假設的分布函數(關於更高的數值),因此確定的上限值發生較大幅度的降低。

計算的分布函數(calculated distribution function)法。自然過程中富集和貧化相互抵消,在一個比較長的時期內,某個層位或地段中元素的富集與另一個層位或地段中元素的貧化是相關的。人類活動影響趨向導致自然體系中某個地段或部分元素富集———分布函數受到干擾從而表現出向高值一方偏移(不對稱),因此相對低值應該免於人類活動的影響(當然這並不完全可靠,因為所有的人類活動均引發貧化,例如這里土壤和沉積物的酸化作用被忽視)。從最小值到中值(與異點和標准離差相比,中值具有固有的穩定性)數據集應該更可能代表自然過程及自然背景(=簡化的數據集)。在這樣的前提下,可以建立自然的未受人類活動影響的分布函數。為了做到這一點,可以通過增加從單個數值到中值的距離而得到一個大於中值的新值(計算的分布函數),這樣,相對於原始中值,簡化數據集中的每一個單個數值將被真實地反映出來。根據這個函數計算相關的描述性基本統計參數,平均值±2σ仍可以看作地質背景的正常范圍。

從以上對試驗研究方法的綜述中可以看到,確定背景值(或基準值)的方法比較多,而且並不是單一的針對土壤這一種介質,而是適用於土壤、岩石、水系沉積物乃至水體等多種介質。這樣就出現一個問題,到底哪一種方法更適於在作者的試驗研究中應用。

從宏觀上講,確定背景值的方法包括兩大類:地球化學法和統計法。地球化學法依據的是元素地球化學行為方面的基本理論和專業知識。從樣品採集開始,就在試圖避免人為因素的影響或強調地質作用的均一化過程,獲得的最終結果大體上是一個固定的值(平均值或中值)。不難理解,這樣的背景值不能反映介質中元素含量的區域(或局部)變異性特徵。

統計法針對的是給定的數據集。通常情況下,首先對數據的分布模式進行判斷,即判斷數據是否符合正態分布、對數正態分布,然後選擇適當的統計分析方法進行統計計算或圖形分析,獲取能反映自然地質背景或人為影響子數據集特徵的統計參數,主要是平均值、標准離差或背景上限值等。根據這些參數最終確定相應元素的背景值,一般用平均值±2σ(標准離差)的形式表示。因此,採用這種方法確定的背景值是一個含量范圍,仍然不能反映介質中元素含量的區域(或局部)變異性特徵。但是,在統計學方法之中,回歸法是個例外,因為該方法以土壤中重金屬元素的含量與常量化學組分間的相關性為基礎,實際上是考慮了由土壤物質組成決定的元素含量的區域變異性。

元素含量的區域變異性是土壤地球化學基準值的重要特性之一,因此在確定基準值的工作方法中要有所體現。以這一需求為出發點,綜合和借鑒上述各種確定背景值(基準值)方法的特點,通過理論分析、試驗驗證等過程,最終提出了確定土壤地球化學基準值的方法及開展土壤地球化學基準值研究的工作方法。

② 距離測量相對精度怎麼計算

距離測量的精度用相對誤差(相對精度)表示。即距離測量的誤差同該距離長度的比值,用分子為1的公式1/n表示。比值越小,距離測量的精度越高。距離測量常用的方法有量尺量距、視距測量、視差法測距和電磁波測距等。

計算相對精度必須遵循的原則:

第一,推算從新基準開始,並將新基準數據看作無誤差;

第二,推算元素(網中觀測值的平差值)必須採用其在原基準下的精度。

(2)基準數據計算方法擴展閱讀:

方式

1、距離測量量尺量距

用量尺直接測定兩點間距離,分為鋼尺量距和因瓦基線尺量距。鋼尺是用薄鋼帶製成,長20米、30米或 50 米。所量距離大於尺長時 ,需先標定直線再分段測量。鋼尺量距的精度一般高於 1/1000。因瓦基線尺是用溫度膨脹系數很小的因瓦合金鋼製造的線狀尺或帶狀尺。

常用的線狀尺長24米,鋼絲直徑1.65毫米 ,線尺兩端各連接一個有毫米刻劃的分劃尺 ,分劃尺刻度為80毫米。量距時用10千克重錘通過滑輪引張,使尺子成懸鏈線形狀,線尺兩端分劃尺上同名刻劃線間的直線距離,即懸鏈線的弦長,是線尺的工作長度。

因瓦基線尺受溫度變化影響極小,量距精度高達 1/1000000,主要用於丈量三角網的基線和其他高精度的邊長。

2、距離測量視距測量

用有視距裝置的測量儀器,按光學和三角學原理測定兩點間距離的方法。常用經緯儀、平板儀、水準儀和有刻劃的標尺施測。

通過望遠鏡的兩條視距絲,觀測其在垂直豎立的標尺上的位置,視距絲在標尺上的間隔稱為尺間隔或視距讀數,儀器到標尺間的距離是尺間隔的函數,對於大多數儀器來說 , 在設計時使距離和尺間隔之比為 100。視距測量的精度可達1/300~1/400。

③ 1985國家高程基準的常見換算是什麼

1、1985國家高程基準高程=1956年黃海高程-0.029 (米)

2、1985國家高程基準高程=吳淞高程基準 -1.717 (米)

3、1985國家高程基準高程=珠江高程基準 +0.557(米)

4、1985國家高程基準高程=廢黃河零點高程-0.19 (米)

5、1985國家高程基準高程=大沽零點高程 -1.163 (米)

6、1985國家高程基準高程=渤海高程 +3.048 (米)

水準零點

由於國家水準原點實際高程並非為海拔0米,經國家測繪局批准,由專家精確移植水準原點信息數據,在青島銀海大世界內建起了「中華人民共和國水準零點」。

水準零點標志雕塑,高6米,重10餘噸,底座像一個鉛錘,寓意老一輩測量人工作的辛苦,頂部地球儀上有6個小圓球,寓意世界上6個著名的海拔原點。在零點雕塑的下面是一個觀測井,觀測井的底部設有一個價值不菲的巨大的紅色瑪瑙球,這個球體的頂平面就是我們國家海拔0米的地方。

以上內容參考:網路—1985國家高程基準

④ 數學題什麼做基準數能不能簡單的說一下聽不懂

基準數一般是為了簡化平均數計算用的。
在計算平均數時,設一個基準數(可以不是數據中的數),然後再將整組數據相對於基準數的數寫出,計算就比較簡便。
例:計算100、104、102、99、97、105的平均數
常規演算法:(100+104+102+99+97+105)除5=101.4
新演算法:設基準數為100,則新數據為0、4、2、-1、-3、5
(0+4+2-1-3+5)除5=1.4
100+1.4=101.4

⑤ 水泥廠化驗室抽查對比中如何計算相對誤差和絕對誤差,哪個是基準數據

簡單的方法:誰以前誤差比較小,准確性高,以誰為准。復雜的方法:找第三者進行仲裁檢驗,兩組相近的數據就是基本准確的。一般情況下,以第一次做的數據為原始數據記錄,不能改的

⑥ excel以一列相同的數據為基準計算另一列達成某個條件相同數據出現的數量的方法

輸入
=COUNTIFS(A:A,"1月3日",B:B,">=4")/COUNTIF(A:A,"1月3日")

⑦ 土壤元素基準值

(一)土壤元素系列基準值的確定方法

土壤元素基準值反映的是原始自然環境狀態下未受到人類活動影響和環境污染的土壤中元素的含量與分布狀態。在多目標區域地球化學調查工作中,以深層土壤地球化學調查(土壤第Ⅰ環境調查)土壤元素含量的平均值為表徵,它也是評價土壤元素豐缺、成土母質環境質量、農產品品質與安全性及防治對策等研究的基本參考值。土壤地球化學基準值的評價指標一般包括:

1)代表土壤第Ⅰ環境的深層土壤地球化學元素的樣本數(N)、面積(S)、算術平均值(x)、標准離差(σ)、變異系數(CV);

2)逐步剔除平均值加減2倍標准離差後的算術平均值(

)、幾何平均值(

)、中位數(Me)以及最大值(xmax)、最小值(xmin)等參數的分區統計、全區統計值等。

(二)土壤元素系列基準值調查技術要求

土壤地球化學基準值的調查必須同時滿足三個要素:

1)樣品代表性。樣品要有合理的采樣深度,保證樣品未受任何擾動和污染;樣品要求原則上均勻分布,保證樣品區域上有合理的密度;不同成因和不同類型的土壤要有足夠的樣品數量,保證基準值統計的科學性。

2)樣品分析可靠性。樣品分析方法技術、方案要先進可靠,分析質量監控方案要嚴密。

3)數據統計科學性。數據統計方法要符合統計學原理。

(三)土壤元素系列基準值的地球化學特徵

深層土壤地球化學基準值值統計方法採用以下步驟:

1)採用逐步迭代法剔除算術平均值加減兩倍標准離差的離群數據;

2)統計計算剔除離群數據後的算術平均值(

)。當某一統計單元數據較少時(不足30個),用中位數值作為該單元土壤元素基準值。

昌樂縣土壤地球化學基準值見表2-9-7。需要備注的是:①表格中元素含量單位,氧化物、OrgC、Org、C為%,Au、Ag、Cd、Hg為ng/g,pH量綱為1,其他為μg/g;②其餘表格中元素的含量單位在沒有特殊標注的情況下,與此雷同;③有機質(Org)含量是根據有機碳(OrgC)分析結果換算的結果,換算公式為:有機質(Org)含量=有機碳含量×1.724。

表2-9-7 昌樂縣深層土壤元素含量特徵表(剔除特異值)

續表

注:總樣本數為92件。

表2-9-8為土壤元素基準值對比表。與1990年國家環境保護局、中國環境監測總站測定的中國土壤元素背景值和山東省土壤元素背景值(C層,僅13項指標)對比表明,昌樂縣土壤地球化學基準值具有以下規律:除了Cd、Mn元素的基準值略高於全國基準值外,其他指標的基準值均低於全國基準值,Se元素的基準值僅為全國基準值的0.33倍,昌樂市深層土壤中硒的含量水平遠低於全國含量水平,屬於硒的缺乏區。

表2-9-8 昌樂縣深層土壤元素基準值對比表

注:表中*表示無數據。

⑧ 游標卡尺測量所得數據與標准件的基準數據偏差小於等於

游標卡尺和螺旋測微器的誤差是由精度決定的,游標卡尺的精度取決於它的分度值,分度值是多少就精確到多少分之一毫米,不需要估讀,螺旋測微器俗稱千分尺,精確到百分之一毫米,估讀到千分之一毫米。

為了讓測的數據更准確,這兩種測量儀器使用時一定要注意是否需要估讀。游標卡尺不符合阿貝原則,螺旋測微器符合阿貝原則,造成游標卡尺是一階誤差,而千分尺是二階誤差,螺旋測微器更准確些。

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