本發(fā)明涉及高壓直流輸電技術領域，更具體地，涉及一種實測地面合成電場數(shù)據(jù)的處理方法及系統(tǒng)。

背景技術：

隨著我國經濟持續(xù)快速發(fā)展，能源需求，特別是電力資源需求持續(xù)增長。然而我國電力資源總體上西多東少、北多南少，具有分布與需求不均衡的特點。因此為實現(xiàn)電力資源優(yōu)化配置，我國將“西電東送、南北互供、全國聯(lián)網”作為電網發(fā)展的戰(zhàn)略目標。這意味著需要建設大規(guī)模、遠距離、高效率的輸電工程，高壓直流輸電技術成為實現(xiàn)這一目標的不二之選。

高壓直流輸電線路傳輸電能時，由于導線放電不可避免地會產生電暈電流、無線電干擾、可聽噪聲和合成電場等，造成電能損耗和其他環(huán)境問題。近年來我國直流輸電線路建設快速發(fā)展，直流輸電線路周圍的電磁環(huán)境問題愈來愈引起人們的關注。地面合成電場數(shù)據(jù)是直流輸電線路的主要電磁環(huán)境參數(shù)，預測直流線路下的地面合成場已成為線路導線選型的一項重要工作。

現(xiàn)有技術(CN:201110342945.8)是從直流輸電線路直流地面合成電場產生機理出發(fā)，采用有限元法進行建模，預測直流輸電線路地面合成電場數(shù)據(jù)。在建模過程中，利用子域提高了導線表面電場計算精度；利用數(shù)學方法，推算了有空間電荷情況下的電場，最終獲得了更加精確的直流輸電線路地面合成電場計算方法。

然而實測的地面合成電場數(shù)據(jù)中，可能由于設備臨時的不正常工作或數(shù)據(jù)傳輸過程中的意外情況，導致采集到的地面合成電場數(shù)據(jù)中含有缺失值或異常值。同時，由于高壓直流輸電線路下的環(huán)境復雜的特點，也有可能導致采集到的數(shù)據(jù)包含部分隨機干擾值的噪聲，從而影響后續(xù)的對地面合成電場數(shù)據(jù)進行研究的工作?，F(xiàn)有技術沒有對地面合成電場數(shù)據(jù)的缺失值、異常值和隨機干擾值的處理方法。

因此，需要一種技術，以解決對地面合成電場數(shù)據(jù)的缺失值、異常值和隨機干擾值的處理問題。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了一種實測地面合成電場數(shù)據(jù)的處理方法及系統(tǒng)，以解決對實測地面合成電場數(shù)據(jù)進行處理的問題。

為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種實測地面合成電場數(shù)據(jù)的處理方法，所述方法包括：

根據(jù)實測的地面合成電場數(shù)據(jù)的缺失值寫入規(guī)則對所述缺失值進行判斷并剔除；

利用拉依達準則法對實測的地面合成電場數(shù)據(jù)的異常值分段進行判斷并剔除；

利用線性回歸方法對地面合成電場數(shù)據(jù)中被剔除的缺失值和異常值進行彌補，獲取所述彌補后的地面合成電場數(shù)據(jù)；

判斷彌補后的地面合成電場數(shù)據(jù)是否符合預期，若不符合預期，則調整分段方式，對異常值重新利用線性回歸方法進行彌補；

若所述彌補后的地面合成電場數(shù)據(jù)是符合預期，則利用奇異值分解濾除所述彌補后的地面合成電場數(shù)據(jù)中的隨機干擾值。

優(yōu)選地，所述利用拉依達準則法對實測的地面合成電場數(shù)據(jù)的缺失值分段進行判斷包括：

通過Bezier公式計算標準偏差：

公式(1)中，x₁,x₂,…,x_n是某個位置下地面合成電場數(shù)據(jù)的n次觀測，為這n次觀測的均值，△x_i是第i次觀測與均值的偏差；

對△x_i進行判斷，當△x_i大于3σ時，確認第i次觀測的地面合成電場數(shù)據(jù)為異常值。

優(yōu)選地，所述利用線性回歸方法對實測的地面合成電場數(shù)據(jù)中被剔除的缺失值和異常值進行彌補包括：

獲取經過缺失值和異常值判斷后的地面合成電場數(shù)據(jù)為X⁽¹⁾，X⁽¹⁾列矩陣表示不同位置，行矩陣表示不同時間采樣點的地面合成電場數(shù)據(jù)矩陣；

確定包括缺失值和異常值的地面合成電場數(shù)據(jù)的位置為擬合位置；

利用擬合位置地面合成電場數(shù)據(jù)外的其余不同位置下的地面合成電場強度建立所述擬合位置的擬合地面合成電場數(shù)據(jù)的線性回歸預測模型，確認所述線性回歸預測模型的組合系數(shù)；

利用所述擬合位置的線性回歸預測模型，對擬合位置的判斷出來的缺失值和異常值進行彌補，確定對所述缺失值和異常值彌補后的地面合成電場數(shù)據(jù)X⁽²⁾。

優(yōu)選地，所述線性回歸預測模型的組合系數(shù)通過最小二乘方式求解，包括：

確認X⁽¹⁾中所有不含缺失值和異常值地面合成電場數(shù)據(jù)為X^*，

構造矩陣A及向量a，Q^*為矩陣X^*擬合位置地面合成電場數(shù)據(jù)外的其余列構成的矩陣，向量a為所述線性回歸預測模型的組合系數(shù)，

根據(jù)線性方程Aa獲取X⁽¹⁾中對應擬合位置的列矩陣，并確認所述線性方程Aa的最小二乘問題的解為擬合位置的組合系數(shù)。

優(yōu)選地，所述利用奇異值分解濾除所述擬合后的地面合成電場數(shù)據(jù)中的隨機干擾值包括：

對于經過缺失值和異常值擬合后的地面合成電場數(shù)據(jù)X⁽²⁾，進行奇異值分解：

其中，U＝[u₁,u₂,…,u_r]，S＝diag(σ₁,σ₂,…,σ_r)，V＝[v₁,v₂,…,v_r]，U的列向量組是X⁽²⁾X^(2)T的標準正交特征向量，V的列向量組是X^(2)TX⁽²⁾的標準正交特征向量，r為矩陣X⁽²⁾的秩，σ₁,σ₂,…,σ_r分別為矩陣X⁽²⁾的r個奇異值；

利用表征有效信號的前m個奇異值重構矩陣，得到去掉隨機干擾值后的地面合成電場數(shù)據(jù)X⁽³⁾，

基于本發(fā)明的另一方面，本發(fā)明提供一種實測地面合成電場數(shù)據(jù)的處理系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：

第一判斷單元，用于根據(jù)實測的地面合成電場數(shù)據(jù)的缺失值寫入規(guī)則對所述缺失值進行判斷并剔除；

第二判斷單元，用于利用拉依達準則法對實測的地面合成電場數(shù)據(jù)的異常值分段進行判斷并剔除；

第一處理單元，用于利用線性回歸方法對地面合成電場數(shù)據(jù)中被剔除的缺失值和異常值進行彌補，獲取所述彌補后的地面合成電場數(shù)據(jù)；判斷彌補后的地面合成電場數(shù)據(jù)是否符合預期，若不符合預期，則調整分段方式，對異常值重新利用線性回歸方法進行彌補；

第二處理單元，用于若所述彌補后的地面合成電場數(shù)據(jù)是符合預期，則利用奇異值分解濾除所述彌補后的地面合成電場數(shù)據(jù)中的隨機干擾值。

優(yōu)選地，所述第二判斷單元還用于：

通過Bezier公式計算標準偏差：

公式(1)中，x₁,x₂,…,x_n是某個位置下地面合成電場數(shù)據(jù)的n次觀測，為這n次觀測的均值，△x_i是第i次觀測與均值的偏差；

對△x_i進行判斷，當△x_i大于3σ時，確認第i次觀測的地面合成電場數(shù)據(jù)為異常值。

優(yōu)選地，所述第一處理單元還用于：

獲取經過缺失值和異常值判斷后的地面合成電場數(shù)據(jù)為X⁽¹⁾，X⁽¹⁾列矩陣表示不同位置，行矩陣表示不同時間采樣點的地面合成電場數(shù)據(jù)矩陣；

確定包括缺失值和異常值的地面合成電場數(shù)據(jù)的位置為擬合位置；

利用擬合位置地面合成電場數(shù)據(jù)外的其余不同位置下的地面合成電場強度建立所述擬合位置的擬合地面合成電場數(shù)據(jù)的線性回歸預測模型，確認所述線性回歸預測模型的組合系數(shù)；

利用所述擬合位置的線性回歸預測模型，對擬合位置的判斷出來的缺失值和異常值進行彌補，確定對所述缺失值和異常值彌補后的地面合成電場數(shù)據(jù)X⁽²⁾。

優(yōu)選地，所述線性回歸預測模型的組合系數(shù)通過最小二乘方式求解，包括：

確認X⁽¹⁾中所有不含缺失值和異常值地面合成電場數(shù)據(jù)為X^*，

構造矩陣A及向量a，Q^*為矩陣X^*擬合位置地面合成電場數(shù)據(jù)外的其余列構成的矩陣，向量a為所述線性回歸預測模型的組合系數(shù)，

根據(jù)線性方程Aa獲取X⁽¹⁾中對應擬合位置的列矩陣，并確認所述線性方程Aa的最小二乘問題的解為擬合位置的組合系數(shù)。

優(yōu)選地，所述第二處理單元用于：

對于經過缺失值和異常值擬合后的地面合成電場數(shù)據(jù)X⁽²⁾，進行奇異值分解：

其中，U＝[u₁,u₂,…,u_r]，S＝diag(σ₁,σ₂,…,σ_r)，V＝[v₁,v₂,…,v_r]，U的列向量組是X⁽²⁾X^(2)T的標準正交特征向量，V的列向量組是X^(2)TX⁽²⁾的標準正交特征向量，r為矩陣X⁽²⁾的秩，σ₁,σ₂,…,σ_r分別為矩陣X⁽²⁾的r個奇異值；

利用表征有效信號的前m個奇異值重構矩陣，得到去掉隨機干擾值后的地面合成電場數(shù)據(jù)X⁽³⁾，

本發(fā)明的有益效果：

本發(fā)明的技術方案首先對實測的地面合成電場數(shù)據(jù)進行缺失值的判斷并剔除，然后通過拉依達準則法對實測的地面合成電場數(shù)據(jù)分段進行異常值的判別并剔除；接著利用線性回歸方法對地面合成電場數(shù)據(jù)中判別出來的缺失值和異常值進行彌補；再判斷處理結果是否符合預期；如果不符合預期，需要調整分段方式，對缺失值、異常值重新彌補；最后，利用奇異值分解來提取地面合成電場數(shù)據(jù)的主要特征，從而濾除數(shù)據(jù)中的隨機干擾。本發(fā)明的技術方案可以實現(xiàn)對實測地面合成電場數(shù)據(jù)中缺失值和異常值的判斷和彌補，實現(xiàn)地面合成電場數(shù)據(jù)中隨機干擾值的濾除，從而降低由于測量設備異常或外界環(huán)境干擾對地面合成電場數(shù)據(jù)的影響，對地面合成電場的機理分析有重要的推動作用。

附圖說明

通過參考下面的附圖，可以更為完整地理解本發(fā)明的示例性實施方式：

圖1為根據(jù)本發(fā)明實施方式的一種實測地面合成電場數(shù)據(jù)的處理方法流程圖；

圖2為根據(jù)本發(fā)明實施方式的一種實測地面合成電場數(shù)據(jù)的處理系統(tǒng)結構圖；

圖3為無異常數(shù)據(jù)的地面合成電場數(shù)據(jù)X在12個不同位置的相關系數(shù)矩陣示意圖；

圖4為有異常數(shù)據(jù)的地面合成電場數(shù)據(jù)Xa在12個不同位置的相關系數(shù)矩陣示意圖；

圖5為異常值處理后的地面合成電場數(shù)據(jù)Xe在12個不同位置的相關系數(shù)矩陣示意圖；

圖6為濾除隨機干擾后的地面合成電場數(shù)據(jù)Y在12個不同位置的相關系數(shù)矩陣示意圖；

圖7為本發(fā)明實施方式的預處理前、后地面合成電場數(shù)據(jù)X，Xa，Xe，Y的細節(jié)比較示意圖。

具體實施方式

現(xiàn)在參考附圖介紹本發(fā)明的示例性實施方式，然而，本發(fā)明可以用許多不同的形式來實施，并且不局限于此處描述的實施例，提供這些實施例是為了詳盡地且完全地公開本發(fā)明，并且向所屬技術領域的技術人員充分傳達本發(fā)明的范圍。對于表示在附圖中的示例性實施方式中的術語并不是對本發(fā)明的限定。在附圖中，相同的單元/元件使用相同的附圖標記。

除非另有說明，此處使用的術語(包括科技術語)對所屬技術領域的技術人員具有通常的理解含義。另外，可以理解的是，以通常使用的詞典限定的術語，應當被理解為與其相關領域的語境具有一致的含義，而不應該被理解為理想化的或過于正式的意義。

圖1為根據(jù)本發(fā)明實施方式的一種實測地面合成電場數(shù)據(jù)的處理方法流程圖。本發(fā)明的實施方式首先對實測的地面合成電場數(shù)據(jù)進行缺失值的判斷并剔除，然后通過拉依達準則法對實測的地面合成電場數(shù)據(jù)分段進行異常值的判別并剔除；以及利用線性回歸方法對地面合成電場數(shù)據(jù)中判別出來的缺失值和異常值進行彌補；再判斷地面合成電場數(shù)據(jù)彌補結果是否符合預期；如果不符合預期，需要調整分段方式，對缺失值、異常值重新彌補；最后，利用奇異值分解來提取地面合成電場數(shù)據(jù)的主要特征，從而濾除地面合成電場數(shù)據(jù)中的隨機干擾值。如圖1所示，方法100從步驟101開始。

優(yōu)選地，在步驟101：根據(jù)實測的地面合成電場數(shù)據(jù)的缺失值寫入規(guī)則對缺失值進行判斷并剔除。

通常情況下，在實際地面合成電場數(shù)據(jù)的采集過程中，往往由于各種原因，比如機器臨時故障導致的采集地面合成電場數(shù)據(jù)的缺失。實際采集操作中，規(guī)定為某些特殊值例如9999，或特殊文本如ERR為缺失值。所以，可以根據(jù)缺失數(shù)據(jù)寫入的規(guī)則來實現(xiàn)對缺失值的判斷，并將判斷出的缺失值進行剔除。

優(yōu)選地，在步驟102：利用拉依達準則法對實測的地面合成電場數(shù)據(jù)的異常值分段進行判斷并剔除。本發(fā)明實施方式中，首先根據(jù)先驗知識將實測地面合成電場數(shù)據(jù)所對應的時間等分為多個時間段，然后對每個時間段上的地面合成電場數(shù)據(jù)分別進行異常值判斷。當實測地面合成電場數(shù)據(jù)對應的時間較長時，分段數(shù)應較多，以保證每一小段時間內的地面合成電場數(shù)據(jù)值有比較平穩(wěn)的變化；當實測地面合成電場數(shù)據(jù)對應的時間較短時，分段數(shù)應較少，以保證每一小段時間內的樣本數(shù)滿足拉依達準則法的條件，從而提高判別精度。優(yōu)選地，利用拉依達準則法對實測的地面合成電場數(shù)據(jù)的缺失值分段進行判斷包括：

通過Bezier公式計算標準偏差：

公式(1)中，x₁,x₂,…,x_n是某個位置下地面合成電場數(shù)據(jù)的n次觀測，為這n次觀測的均值，△x_i是第i次觀測與均值的偏差；

對△x_i進行判斷，當△x_i大于3σ時，確認第i次觀測的地面合成電場數(shù)據(jù)為異常值。

本發(fā)明的實施方式中，拉依達準則又稱3σ準則，它假設一組檢測數(shù)據(jù)只含有隨機誤差，對這組數(shù)據(jù)進行計算處理得到其標準偏差，然后按一定概率確定一個區(qū)間，當誤差超過這個區(qū)間，則認為不是隨機誤差，其對應的數(shù)據(jù)應予以剔除。其中，標準偏差一般為Bezier公式計算的標準差：

其中，x₁,x₂,…,x_n是某個位置下地面合成電場數(shù)據(jù)的n次觀測，為這n次觀測的均值，△x_i是第i次觀測與均值的偏差。根據(jù)正態(tài)分布理論，偏差△x_i<3σ的概率約為99.7％。因此，在有限次如n次的觀測中，如果某次觀測的偏差大于3σ，說明該次觀測具有較大的可疑誤差，被判斷為異常值，應該予以剔除。

優(yōu)選地，在步驟103：利用線性回歸方法對地面合成電場數(shù)據(jù)中被剔除的缺失值和異常值進行彌補，獲取彌補后的地面合成電場數(shù)據(jù)。

利用線性回歸方法對實測的地面合成電場數(shù)據(jù)中被剔除的缺失值和異常值進行彌補包括：獲取經過缺失值和異常值判斷后的地面合成電場數(shù)據(jù)為X⁽¹⁾，X⁽¹⁾列矩陣表示不同位置，行矩陣表示不同時間采樣點的地面合成電場數(shù)據(jù)矩陣；確定包括缺失值和異常值的地面合成電場數(shù)據(jù)的位置為擬合位置；利用擬合位置地面合成電場數(shù)據(jù)外的其余不同位置下的地面合成電場強度建立擬合位置的擬合地面合成電場數(shù)據(jù)的線性回歸預測模型，確認線性回歸預測模型的組合系數(shù)；利用擬合位置的線性回歸預測模型，對擬合位置的判斷出來的缺失值和異常值進行彌補，確定對缺失值和異常值彌補后的地面合成電場數(shù)據(jù)X⁽²⁾。

優(yōu)選地，線性回歸預測模型的組合系數(shù)通過最小二乘方式求解，包括：

確認X⁽¹⁾中所有不含缺失值和異常值地面合成電場數(shù)據(jù)為X^*，

構造矩陣A及向量a，Q^*為矩陣X^*擬合位置地面合成電場數(shù)據(jù)外的其余列構成的矩陣，向量a為線性回歸預測模型的組合系數(shù)，

根據(jù)線性方程Aa獲取X⁽¹⁾中對應擬合位置的列矩陣，并確認線性方程Aa的最小二乘問題的解為擬合位置的組合系數(shù)。

判斷彌補后的地面合成電場數(shù)據(jù)是否符合預期，若不符合預期，則調整分段方式，對異常值重新利用線性回歸方法進行彌補。其中調整分段方式包括，當擬合后的地面合成電場數(shù)據(jù)過于平滑時，應適當減小段數(shù)來增加每一小段的樣本數(shù)，從而反映出地面合成電場數(shù)據(jù)值的變化；當擬合后的地面合成電場數(shù)據(jù)與相鄰地面合成電場數(shù)據(jù)的差距過大時，應適當增加段數(shù)來減少每一小段的樣本數(shù)，從而削弱較長時間間隔的不相關信息對其的干擾。

本發(fā)明的實施方式中，利用線性回歸方法對地面合成電場數(shù)據(jù)中判斷出來的缺失值和異常值進行彌補。

首先，將經過缺失值和異常值判斷后的電場數(shù)據(jù)標記為X⁽¹⁾：

公式(2)中，變量x₁,x₂,…,x_p代表其中的p個不同測量位置隨時間變化的電場值，N為采樣點的樣本個數(shù)，即x_ij(i＝1,2,…,N；j＝1,2,…,p)表示第i個采樣時刻下第j個位置處的地面合成電場強度值。在X⁽¹⁾中，含有無效數(shù)據(jù)，即判別為缺失值或異常值的地面合成電場強度數(shù)據(jù)，需要在后續(xù)的處理中進行彌補。

優(yōu)選地，由于實測的不同位置下地面合成電場強度值具有一定的關聯(lián)性，且隨時間的變化程度相近，所以可以通過對不含缺失值和異常值的那部分地面電場強度數(shù)據(jù)來擬合出一個不同位置下地面合成電場強度之間線性關系的預測模型。本發(fā)明的實施方式中以第1個位置下隨時間變化的地面合成電場強度x₁的擬合為例，有如下的預測模型，其它位置下的擬合預測模型可簡單類比：

x₁＝a₀+a₂x₂+a₃x₃+…+a_px_p

其中x₁是待擬合的對象，x₂,x₃,…,x_p是其余的不同位置下的地面合成電場強度，a₀,a₂,a₃,…,a_p是擬合出來的線性回歸模型的組合系數(shù)，a₀為其中的常數(shù)項。根據(jù)上述x₁的預測模型，可對x₁中第i個采樣時刻下的缺失值和異常值x_i1進行補充：

x_i1＝a₀+a₂x_i2+a₃x_i3+…+a_px_ip

同理，也類似地求解及彌補出x₂,x₃,…,x_p中某些采樣時刻下的缺失值和異常值。

最終，通過對x₁,x₂,…,x_p經過缺失值和異常值處理后，得到新的地面合成電場數(shù)據(jù)X⁽²⁾：

其中變量x₁,x₂,…,x_p代表其中的p個不同測量位置，N為采樣點的樣本個數(shù)，即x_ij(i＝1,2,…,N；j＝1,2,…,p)表示第i個采樣時刻下第j個位置處的地面合成電場強度值。與地面合成電場強度矩陣X⁽¹⁾相比，X⁽²⁾僅彌補了X⁽¹⁾中的缺失值和異常值。

優(yōu)選地，本發(fā)明的實施方式中，在對x₁中判別出來的缺失值和異常值進行彌補的過程中，線性回歸模型的系數(shù)a₀,a₂,a₃,…,a_p可以通過最小二乘方式求解。

標記X^*為X⁽¹⁾中所有不含缺失值或異常值的采樣時刻下的電場數(shù)據(jù)：

其中X⁽¹⁾為N×p的矩陣，X^*為M×p的矩陣(M<N)，即X^*由去掉X⁽¹⁾中含缺失值或異常值的某些行得到。另外，為矩陣X^*的第1列，Q^*為矩陣X^*的其余列構成的矩陣。所以，X^*中已對地面合成電場數(shù)據(jù)的缺失值和異常值進行了彌補，即X^*中所有數(shù)據(jù)均有意義。然后，構造矩陣A及向量a：

則線性方程組Aa＝x₁的最小二乘問題的解為：a＝(A^TA)^-1A^Tx₁。此時，求解出來的a即為x₁的預測模型的組合系數(shù)a₀,a₂,a₃,…,a_p，即對x₁中第i個采樣時刻下的缺失值和異常值x_i1進行補充：

x_i1＝a₀+a₂x_i2+a₃x_i3+…+a_px_ip

同理，也類似地求解及彌補出x₂,x₃,…,x_p中某些采樣時刻下的缺失值和異常值。按此方法，可完成對位置1至p個測量位置測量的地面合成電場數(shù)據(jù)的缺失值和異常值進行彌補。

優(yōu)選地，在步驟103：若彌補后的地面合成電場數(shù)據(jù)是符合預期，利用奇異值分解濾除彌補后的地面合成電場數(shù)據(jù)中的隨機干擾值。由于不同位置下的地面合成電場強度值具有一定的關聯(lián)性，所以可以利用奇異值分解來提取地面合成電場數(shù)據(jù)的主要特征，實現(xiàn)降噪目的。對于經過缺失值和異常值擬合后的地面合成電場數(shù)據(jù)X⁽²⁾，進行奇異值分解：

其中，U＝[u₁,u₂,…,u_r]，S＝diag(σ₁,σ₂,…,σ_r)，V＝[v₁,v₂,…,v_r]，U的列向量組是X⁽²⁾X^(2)T的標準正交特征向量，V的列向量組是X^(2)TX⁽²⁾的標準正交特征向量，r為矩陣X⁽²⁾的秩，σ₁,σ₂,…,σ_r分別為矩陣X⁽²⁾的r個奇異值，且σ₁>σ₂>…>σ_r。

優(yōu)選地，本發(fā)明的實施方式中，矩陣X⁽²⁾是由地面合成電場強度和隨機噪聲共同組成的，那么它的按遞減順序排列的奇異值σ₁,σ₂,…,σ_r可以清楚地反映實際信號即地面合成電場強度和噪聲能量集中的情況：前m個較大的奇異值主要反映信號，其余的奇異值則主要反映噪聲。因此，只用表征有效信號的前m個奇異值重構矩陣，則可以有效地去除隨機干擾。

利用表征有效信號的前m個奇異值重構矩陣，得到去掉隨機干擾值后的地面合成電場數(shù)據(jù)X⁽³⁾，

圖3-圖6為根據(jù)本發(fā)明實施方式的地面合成電場數(shù)據(jù)在預處理前、后地面合成電場數(shù)據(jù)X，Xa，Xe，Y的相關系數(shù)矩陣，色塊的顏色越深，表示對應的兩種粒徑大小的顆粒物濃度的關聯(lián)性越強。

通過對比本發(fā)明實施方式的四種地面合成電場數(shù)據(jù)X，Xa，Xe，Y的相關系數(shù)矩陣可以發(fā)現(xiàn)，異常值對地面合成電場數(shù)據(jù)不同位置下的相關系數(shù)矩陣具有較大影響。而經異常值處理后，Xe的相關系數(shù)矩陣和無異常值的電場數(shù)據(jù)X的相關系數(shù)矩陣類似。經過隨機干擾的濾除后，不同位置下的電場強度之間的關聯(lián)與不關聯(lián)的程度更加明顯，說明基于奇異值分解的隨機干擾濾除方法有效地提取了地面合成電場數(shù)據(jù)的主要特征。

圖7為本發(fā)明一種實施例的預處理前、后地面合成電場數(shù)據(jù)X，Xa，Xe，Y的細節(jié)比較。圖7顯示了12種不同位置下，在[270,300]區(qū)間的地面合成電場數(shù)據(jù)。

本發(fā)明的實施方式有效地實現(xiàn)了對實測地面合成電場數(shù)據(jù)的預處理。其中，對地面合成電場數(shù)據(jù)中的缺失值和異常值進行了判斷，并對被判斷為缺失值和異常值的數(shù)據(jù)進行了彌補，同時對地面合成電場數(shù)據(jù)中的隨機干擾值進行了濾除，從而降低由于測量設備異?；蛲饨绛h(huán)境干擾對地面合成電場數(shù)據(jù)的影響。本發(fā)明的實施方式通過分段的拉依達準則法對異常值進行判別，有效地提高了判別精度。本發(fā)明的實施方式通過線性回歸方法對缺失值和異常值進行彌補，有效地利用了地面合成電場數(shù)據(jù)內部的關聯(lián)特性來得到合適的彌補數(shù)據(jù)。本發(fā)明的實施方式通過奇異值分解來提取地面合成電場數(shù)據(jù)的主要特征，在一定程度上濾除了地面合成電場數(shù)據(jù)中的隨機干擾值。

綜上，本發(fā)明實施方式提供的一種實測地面合成電場數(shù)據(jù)的預處理方法，是基于實測數(shù)據(jù)本身可能帶有的缺失值、異常值以及某些隨機干擾進行的有效的數(shù)據(jù)預處理方法。在預處理過程中，充分利用不同位置下的地面合成電場強度之間的關聯(lián)特性來進行。最終有效地實現(xiàn)了復雜的實測地面合成電場數(shù)據(jù)的預處理。

已經通過參考少量實施方式描述了本發(fā)明。然而，本領域技術人員所公知的，正如附帶的專利權利要求所限定的，除了本發(fā)明以上公開的其他的實施例等同地落在本發(fā)明的范圍內。

通常地，在權利要求中使用的所有術語都根據(jù)他們在技術領域的通常含義被解釋，除非在其中被另外明確地定義。所有的參考“一個/所述/該[裝置、組件等]”都被開放地解釋為所述裝置、組件等中的至少一個實例，除非另外明確地說明。這里公開的任何方法的步驟都沒必要以公開的準確的順序運行，除非明確地說明。