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《计算机地质学》 实 验 指 导 书 西安科技大学地环系 二零零六年八月 目 录 实验一 预处理与统计 1 实验二 一元线性回归分析 7 实验三 多元线性回归分析 11 试验四 趋势面分析 15 试验五 聚类分析 20 试验六 两类判别分析 24 试验七 贝叶斯多类判别分析 28 试验八 有序地质量最优分割法 32 实验一 预处理与统计 一、目的： 通过完成数据统计和预处理程序的设计和实现及完成算例，掌握统计一组数据的极值、均值、方差、变异系数及进行数据预处理的方法。 二、方法概要 1、进行统计和预处理的原因、目的和应注意的问题 （1）原因 原始数据可能有强非对称性，存在孤立值，大多数的统计方法应用原始数据时存在大而且不是偶然的残差等问题，通过改变表达方式，有时可以增强信息的显示，而这种改变不仅需要改变数值的单位，而且可能改变数据的基本测量尺度； （2）目的 使变量尽可能为正态分布（如回归分析要求因变量为正态分布，要求自变量和因变量之间具有足够的相关关系）； 统一变量的数据尺度； 使变量之间的非线性关系转换为线性关系； 用新的数目少的相互独立的变量代替相互联系的原始变量； 方便用简单自然的方式进行解释； 帮助理解数据的特征。 （3）注意问题 数据范围：只有数据变化范围相对较大，变换才显著； 变换是很重要的工作，变换不当则适得其反；所以在认真研究分析的基础上进行，有时要通过多次试验才能找到合适的变换方法； 有些行业中，有些强制性变换或习惯使用的变换，工作中应遵循； 变换后数据的可解释性也很重要，有时为了不影响解释，宁可不对其转换。 三、程序设计框图 预处理和统计模块的流程图如图1-1所示。 后续的不同多元统计方法对原始数据的分布有不同的要求，但对原始数据都需要进行预处理和统计，所以建议统一输入文件的格式，预处理和统计模块处理后输出文件的格式也按该定义的格式定义。 文件的格式建议为： 样品个数，变量个数 第1个样品号，该样品第1个变量的观测值，第2个变量的观测值，… 第2个样品号，该样品第1个变量的观测值，第2个变量的观测值，… 第3个样品号，该样品第1个变量的观测值，第2个变量的观测值，… … 不是所有的原始数据都进行系统的统计和预处理，程序应该提供强大和灵活的人机交互界面，方便用户根据实际情况和需要，选择不同的数据变换方法。 图1-1 数据预处理和统计模块流程图 四、算例 （1）请对以下15个样品数据进行数据统计和数据预处理 样品 变量 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 1.766115 3.481379 52.62 5.70 15.27 9.95 5.82 9.60 1158 2 1.728760 3.234192 52.52 2.20 38.92 2.40 1.04 1.40 1578 3 1.715418 3.682390 61.10 5.20 23.35 2.78 2.86 1.36 1372 4 1.459392 3.982461 30.36 33.59 28.21 3.09 0.89 1.58 1383 5 1.738305 3.505710 71.90 4.00 14.59 2.33 1.04 1.55 1285 6 1.713323 3.293934 53.58 1.80 37.84 3.23 1.09 1.80 1564 7 1.751741 3.482815 66.16 4.00 18.59 4.46 1.38 1.61 1320 8 1.853637 3.461214 64.26 5.90 14.27 5.56 2.27 3.98 1230 9 1.649627 3.773592 55.80 7.80 23.89 4.19 3.11 2.23 1350 10 1.720903 3.392639 51.70 2.60 37.19 3.36 2.44 1.00 1549 11 1.737908 3.471311 59.20 3.70 30.48 2.75 1.18 0.94 1479 12 1.631849 3.824918 56.12 10.50 17.3 8.37 2.07 4.90 1233 13 1.720407 3.292416 56.06 4.60 36.00 1.17 1.23 0.31 1555 14 1.828789 3.497142 72.88 6.05 14.49 3.09 1.04 1.28 1290 15 1.709948 3.675595 67.90 5.40 15.84 4.39 2.96 2.19 1282 实验二 一元线性回归分析 一、目的： 通过对一元线性回归分析程序设计及完成算例，掌握一元线性回归分析的基本原理和