【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及生态环境数据监测，具体地说是一种基于协方差距离对生态环境多参数能力验证综合评价的方法。
技术介绍
1、能力验证是一项国际通行的实验室外部质量控制方式，并与实验室内部质量控制互为补充，可反映出实验室的检测能力和技术水平，识别和发现实验室存在的问题和不足并及时纠偏。
2、通过能力验证对实验室能力进行评价有助于了解不同地区不同实验室的检测水平和数据准确情况。然而同一家实验室会同时参加多种参数的能力验证，使用传统的单指标或组合能力验证中能力评分图示法对实验室进行评价会影响评价结果的客观性，对相关部门了解环境实验室数据的整体准确性造成不便，甚至会影响管理部门对各级实验室做出决策。
3、因此基于以上原因，需要设计一种基于协方差距离对生态环境多参数能力验证综合评价的方法，获取生态环境监测实验室能力验证多参数原始数据，利用统计学方法对其进行迭代稳健协方差距离分析，对不同实验室的监测数据协方差距离进行比对、分析，最终根据距离大小对各实验室进行综合评价。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是克服现有技术的不足，提供了一种基于协方差距离对生态环境多参数能力验证综合评价的方法，获取生态环境监测实验室能力验证多项目原始数据，消除不同参数能力验证中浓度的限制和量纲的限制以及异常值带来的影响，利用统计学方法对其进行迭代稳健协方差距离分析，计算不同实验室的稳健协方差距离，最终根据稳健协方差距离大小对各实验室进行综合评价。
2、为了达到上述目的，本专利技术提供一种基
3、s1，获取一定时间内n个实验室的m个参数的生态环境能力验证数据作为样本数据集，其中n,m均为正整数；
4、s2，构建样本数据矩阵，记为tn×m；
5、s3，随机选取p个实验室的样本数据，计算对应的各参数均值和p个实验室的协方差矩阵；
6、s4，分别计算n个实验室样本数据到中心的距离)；
7、s5，选取距离较小的p个实验室的样本数据，重复步骤s3和步骤s4，直至det(σk)＝det(σk-1)，记最小协方差矩阵σk为σmin，对应的样本均值为μk；
8、s6，进行加权计算得到稳健样本数据协方差矩阵估计量σ、稳健样本均值μ；
9、s7，根据稳健参数和样本数据计算各实验室的稳健协方差距离；
10、s8，根据稳健协方差距离对各实验室进行综合排序，距离较小的说明该实验室在这m个参数的能力验证项目中综合表现优异，距离较大的说明该实验室在这m个参数的能力验证中的检测能力有待提升。
11、s2中构建的n个实验室的m个监测参数的能力验证数据矩阵为：
12、
13、其中每一行标识一个实验室，共n行；每一列表示不同实验室在同一参数中的监测结果，共m列。
14、s3步骤的计算方法为：
15、s3-1，选取p个实验室的样本数据：
16、
17、其中，tp×m表示p个实验室m个参数的数据矩阵。
18、s3-2，计算每个参数的均值：
19、
20、μ1＝(μz1 μz2 … μzm)
21、其中，i∈[1,p],j∈[1,m]，zj表示第j个参数的样本数据列，μzj为第j个参数样本数据的均值，μ1为第一次计算的每个参数能力验证数据的均值矩阵。
22、s3-3，计算p个实验室样本数据的协方差矩阵σ；
23、
24、其中，σ1为第一次选取p个实验室时样本数据的协方差矩阵；cov(z1,z1)表示第一次选取的p个实验室数据矩阵中两列参数数据的协方差。
25、s4的具体步骤为：
26、
27、其中，i∈[1,n]，d1(i)为第一次选取p个实验室时第i个实验室的协方差距离；zi表示每个实验室的样本数据行矩阵；σ1-1表示协方差矩阵σ1的逆矩阵。
28、s5的具体步骤为：
29、
30、
31、其中，σk、μk均由第k-1次中协方差距离较小的p家单位计算得到；cov(z1,z1)表示第k-1次选取的p个实验室数据矩阵中两列参数数据的协方差。
32、
33、其中，i∈[1,n]，dk(i)为第k次选取p个实验室时第i个实验室的协方差距离；zi表示每个实验室的样本数据行矩阵；表示协方差矩阵σk的逆矩阵。
34、s6的具体步骤为：
35、
36、
37、其中，i∈[1,n]，μ为稳健均值矩阵；σ为稳健协方差矩阵；wi为dk(i)数据分布中的元素：当时，记wi＝0，否则wi＝1。
38、s7的具体步骤为：
39、
40、其中，di为第i个实验室的稳健协方差距离；zi表示每个实验室的样本数据行矩阵。
41、s8中根据稳健协方差距离对各实验室进行综合排序，距离较小的说明该实验室在这m个参数的能力验证项目中综合表现优异，距离较大的说明该实验室在这m个参数的能力验证中的检测能力有待提升。
42、本专利技术的有益技术效果在于：
43、1、提出稳健协方差距离作为综合指标对实验室检测能力进行系统评价，提高了各指标的利用率。
44、2、综合考虑同一实验室在不同参数能力验证项目的数据分布，消除不同参数量纲的影响，提高综合评价的准确性。
45、3、考虑不同监测项目数据之间的相关性以及异常指标值带来的不利影响。
46、4、数据处理不受参加的实验室和参数数量的限制。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种基于协方差距离对生态环境多参数能力验证综合评价的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于协方差距离对生态环境多参数能力验证综合评价的方法，其特征在于，所述S2中构建的n个实验室的m个监测参数的能力验证数据中每个实验室的数据组成的矩阵为：
3.根据权利要求1所述的基于协方差距离对生态环境多参数能力验证综合评价的方法，其特征在于，所述S3步骤的计算方法为：
4.根据权利要求1所述的基于协方差距离对生态环境多参数能力验证综合评价的方法，其特征在于，所述S4的具体步骤为：
5.根据权利要求1所述的基于协方差距离对生态环境多参数能力验证综合评价的方法，其特征在于，所述S5中：
6.根据权利要求1所述的基于协方差距离对生态环境多参数能力验证综合评价的方法，其特征在于，所述S6中：
7.根据权利要求1所述的基于协方差距离对生态环境多参数能力验证综合评价的方法，其特征在于，所述S7中每个实验室的稳健协方差距离如下：
8.根据权利要求1所述的基于协方差距离对生态环境多参数能力验证综合评
...【技术特征摘要】
1.一种基于协方差距离对生态环境多参数能力验证综合评价的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于协方差距离对生态环境多参数能力验证综合评价的方法，其特征在于，所述s2中构建的n个实验室的m个监测参数的能力验证数据中每个实验室的数据组成的矩阵为：
3.根据权利要求1所述的基于协方差距离对生态环境多参数能力验证综合评价的方法，其特征在于，所述s3步骤的计算方法为：
4.根据权利要求1所述的基于协方差距离对生态环境多参数能力验证综合评价的方法，其特征在于，所述s4的具体步骤为：
5.根据权利要求1所述的基于协方差距离对生态环境多参...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴晓凤，马双，师耀龙，吕怡兵，
申请(专利权)人：中国环境监测总站，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。