本發(fā)明涉及高壓直流輸電技術(shù)領(lǐng)域，并且更具體地，涉及一種分析地面合成電場(chǎng)和空中顆粒物粒徑譜的關(guān)聯(lián)性的方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)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(zhǎng)。然而我國(guó)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(diǎn)。因此為實(shí)現(xiàn)電力資源優(yōu)化配置，我國(guó)將“西電東送、南北互供、全國(guó)聯(lián)網(wǎng)”作為電網(wǎng)發(fā)展的戰(zhàn)略目標(biāo)。這意味著需要建設(shè)大規(guī)模、遠(yuǎn)距離、高效率的輸電工程，高壓直流輸電技術(shù)成為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的不二之選。

高壓直流輸電線路傳輸電能時(shí)，由于導(dǎo)線放電不可避免地會(huì)產(chǎn)生電暈電流、無(wú)線電干擾、可聽(tīng)噪聲和合成電場(chǎng)等，造成電能損耗和其他環(huán)境問(wèn)題。為了將特高壓直流線路的地面合成電場(chǎng)控制在合理范圍內(nèi)，急需研究直流線路地面合成電場(chǎng)與空中顆粒物的關(guān)聯(lián)關(guān)系，為后續(xù)開(kāi)展空中顆粒物對(duì)地面合成電場(chǎng)的影響機(jī)理研究做好準(zhǔn)備。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決上述問(wèn)題，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種分析地面合成電場(chǎng)和空中顆粒物粒徑譜的關(guān)聯(lián)性的方法，所述方法包括：

分別獲取地面合成電場(chǎng)數(shù)據(jù)和空中顆粒物粒徑譜數(shù)據(jù)，并分別對(duì)所述地面合成電場(chǎng)數(shù)據(jù)和所述空中顆粒物粒徑譜數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理；

分別對(duì)所述地面合成電場(chǎng)數(shù)據(jù)和所述空中顆粒物粒徑譜數(shù)據(jù)進(jìn)行去相關(guān)處理；

分別對(duì)經(jīng)過(guò)去相關(guān)處理的地面合成電場(chǎng)數(shù)據(jù)和空中顆粒物粒徑譜數(shù)據(jù)進(jìn)行典型相關(guān)性分析，得到地面合成電場(chǎng)數(shù)據(jù)的典型相關(guān)系數(shù)和空中顆粒物粒徑譜數(shù)據(jù)的典型相關(guān)系數(shù)；

分別對(duì)所述地面合成電場(chǎng)數(shù)據(jù)的典型相關(guān)系數(shù)和所述空中顆粒物粒徑譜數(shù)據(jù)的典型相關(guān)系數(shù)進(jìn)行分析，判斷所述地面合成電場(chǎng)數(shù)據(jù)和空中顆粒物粒徑譜數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)性。

優(yōu)選地，其中所述分別對(duì)所述地面合成電場(chǎng)數(shù)據(jù)和所述空中顆粒物粒徑譜數(shù)據(jù)進(jìn)行去相關(guān)處理包括：

分別對(duì)所述地面合成電場(chǎng)數(shù)據(jù)和所述空中顆粒物粒徑譜數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的矩陣數(shù)據(jù)進(jìn)行變換或列變換，得到對(duì)應(yīng)的階梯型矩陣；

計(jì)算所述地面合成電場(chǎng)數(shù)據(jù)或所述顆粒物粒徑譜數(shù)據(jù)的相關(guān)系數(shù)矩陣R＝[r_ij]，并根據(jù)所述相關(guān)系數(shù)矩陣R計(jì)算強(qiáng)相關(guān)權(quán)重矩陣A＝[a_ij]，

其中，τ為強(qiáng)相關(guān)系數(shù)閾值，若兩個(gè)變量的相關(guān)系數(shù)大于τ，則為強(qiáng)相關(guān)；若兩個(gè)變量的相關(guān)系數(shù)小于τ，則為弱相關(guān)或不相關(guān)；

分別將強(qiáng)相關(guān)權(quán)重矩陣A的每行的權(quán)重之和最大的權(quán)重對(duì)應(yīng)的變量提出，得到經(jīng)過(guò)去相關(guān)處理的地面合成電場(chǎng)數(shù)據(jù)和空中顆粒物粒徑譜數(shù)據(jù)。

優(yōu)選地，其中所述分別對(duì)經(jīng)過(guò)去相關(guān)處理的地面合成電場(chǎng)數(shù)據(jù)和空中顆粒物粒徑譜數(shù)據(jù)進(jìn)行典型相關(guān)性分析，得到地面合成電場(chǎng)數(shù)據(jù)的典型相關(guān)系數(shù)和空中顆粒物粒徑譜數(shù)據(jù)的典型相關(guān)系數(shù)包括：

將經(jīng)過(guò)去相關(guān)處理的地面合成電場(chǎng)數(shù)據(jù)和空中顆粒物粒徑譜數(shù)據(jù)分別由樣本集X和Y來(lái)表示，其中所述地面合成電場(chǎng)數(shù)據(jù)由p個(gè)不同位置處的地面合成電場(chǎng)構(gòu)成，所述空中顆粒物粒徑譜數(shù)據(jù)由q個(gè)不同粒徑大小的顆粒物粒徑譜構(gòu)成，對(duì)于每個(gè)變量均有N個(gè)觀測(cè)值，所述樣本集X和Y分別表示為：

令向量α＝[α₁,α₂,…,α_p]^T和β＝[β₁,β₂,…,β_q]^T分別表示樣本集X和Y線性組合的典型相關(guān)系數(shù)，則線性組合且最大化相關(guān)性函數(shù)：

將典型相關(guān)分析表述為如下的優(yōu)化問(wèn)題：

利用Lagrange乘子法，得到的Lagrange函數(shù)如下：

分別對(duì)α和β求偏導(dǎo)數(shù)，令得到：

標(biāo)記樣本集X和Y的協(xié)方差矩陣Σ₁₁＝XX^T,Σ₂₂＝Y(jié)Y^T以及互協(xié)方差矩陣Σ₁₂＝XY^T,Σ₂₁＝Y(jié)X^T，分別計(jì)算得到α和β。

優(yōu)選地，其中所述分別對(duì)所述地面合成電場(chǎng)數(shù)據(jù)的典型相關(guān)系數(shù)和所述空中顆粒物粒徑譜數(shù)據(jù)的典型相關(guān)系數(shù)進(jìn)行分析，判斷所述地面合成電場(chǎng)數(shù)據(jù)和空中顆粒物粒徑譜數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)性包括：

分別對(duì)所述地面合成電場(chǎng)數(shù)據(jù)的典型相關(guān)系數(shù)和所述空中顆粒物粒徑譜數(shù)據(jù)的典型相關(guān)系數(shù)取絕對(duì)值；

將所述絕對(duì)值分別與典型相關(guān)系數(shù)閾值進(jìn)行比較，并根據(jù)比較結(jié)果判斷所述地面合成電場(chǎng)數(shù)據(jù)和空中顆粒物粒徑譜數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)性，若典型相關(guān)系數(shù)的絕對(duì)值大于典型相關(guān)系數(shù)閾值，則說(shuō)明所述典型相關(guān)系數(shù)對(duì)應(yīng)的變量與另一數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)性強(qiáng)；若典型相關(guān)系數(shù)的絕對(duì)值小于典型相關(guān)系數(shù)閾值，則說(shuō)明所述典型相關(guān)系數(shù)對(duì)應(yīng)的變量與另一數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)性弱。

根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一種分析地面合成電場(chǎng)和空中顆粒物粒徑譜的關(guān)聯(lián)性的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：標(biāo)準(zhǔn)化處理單元、去相關(guān)處理單元、典型相關(guān)系數(shù)計(jì)算單元和關(guān)聯(lián)性確定單元。

所述標(biāo)準(zhǔn)化處理單元，分別獲取地面合成電場(chǎng)數(shù)據(jù)和空中顆粒物粒徑譜數(shù)據(jù)，并分別對(duì)所述地面合成電場(chǎng)數(shù)據(jù)和所述空中顆粒物粒徑譜數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理；

所述去相關(guān)處理單元，分別對(duì)所述地面合成電場(chǎng)數(shù)據(jù)和所述空中顆粒物粒徑譜數(shù)據(jù)進(jìn)行去相關(guān)處理；

所述典型相關(guān)系數(shù)計(jì)算單元，分別對(duì)經(jīng)過(guò)去相關(guān)處理的地面合成電場(chǎng)數(shù)據(jù)和空中顆粒物粒徑譜數(shù)據(jù)進(jìn)行典型相關(guān)性分析，得到地面合成電場(chǎng)數(shù)據(jù)的典型相關(guān)系數(shù)和空中顆粒物粒徑譜數(shù)據(jù)的典型相關(guān)系數(shù)；

所述關(guān)聯(lián)性確定單元，分別對(duì)所述地面合成電場(chǎng)數(shù)據(jù)的典型相關(guān)系數(shù)和所述空中顆粒物粒徑譜數(shù)據(jù)的典型相關(guān)系數(shù)進(jìn)行分析，判斷所述地面合成電場(chǎng)數(shù)據(jù)和空中顆粒物粒徑譜數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)性。

優(yōu)選地，其中所述分別對(duì)所述地面合成電場(chǎng)數(shù)據(jù)和所述空中顆粒物粒徑譜數(shù)據(jù)進(jìn)行去相關(guān)處理包括：

分別對(duì)所述地面合成電場(chǎng)數(shù)據(jù)和所述空中顆粒物粒徑譜數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的矩陣數(shù)據(jù)進(jìn)行變換或列變換，得到對(duì)應(yīng)的階梯型矩陣；

計(jì)算所述地面合成電場(chǎng)數(shù)據(jù)或所述顆粒物粒徑譜數(shù)據(jù)的相關(guān)系數(shù)矩陣R＝[r_ij]，并根據(jù)所述相關(guān)系數(shù)矩陣R計(jì)算強(qiáng)相關(guān)權(quán)重矩陣A＝[a_ij]，

其中，τ為強(qiáng)相關(guān)系數(shù)閾值，若兩個(gè)變量的相關(guān)系數(shù)大于τ，則為強(qiáng)相關(guān)；若兩個(gè)變量的相關(guān)系數(shù)小于τ，則為弱相關(guān)或不相關(guān)；

分別將強(qiáng)相關(guān)權(quán)重矩陣A的每行的權(quán)重之和最大的權(quán)重對(duì)應(yīng)的變量提出，得到經(jīng)過(guò)去相關(guān)處理的地面合成電場(chǎng)數(shù)據(jù)和空中顆粒物粒徑譜數(shù)據(jù)。

優(yōu)選地，其中所述分別對(duì)經(jīng)過(guò)去相關(guān)處理的地面合成電場(chǎng)數(shù)據(jù)和空中顆粒物粒徑譜數(shù)據(jù)進(jìn)行典型相關(guān)性分析，得到地面合成電場(chǎng)數(shù)據(jù)的典型相關(guān)系數(shù)和空中顆粒物粒徑譜數(shù)據(jù)的典型相關(guān)系數(shù)包括：

將經(jīng)過(guò)去相關(guān)處理的地面合成電場(chǎng)數(shù)據(jù)和空中顆粒物粒徑譜數(shù)據(jù)分別由樣本集X和Y來(lái)表示，其中所述地面合成電場(chǎng)數(shù)據(jù)由p個(gè)不同位置處的地面合成電場(chǎng)構(gòu)成，所述空中顆粒物粒徑譜數(shù)據(jù)由q個(gè)不同粒徑大小的顆粒物粒徑譜構(gòu)成，對(duì)于每個(gè)變量均有N個(gè)觀測(cè)值，所述樣本集X和Y分別表示為：

令向量α＝[α₁,α₂,…,α_p]^T和β＝[β₁,β₂,…,β_q]^T分別表示樣本集X和Y線性組合的典型相關(guān)系數(shù)，則線性組合且最大化相關(guān)性函數(shù)：

將典型相關(guān)分析表述為如下的優(yōu)化問(wèn)題：

利用Lagrange乘子法，得到的Lagrange函數(shù)如下：

分別對(duì)α和β求偏導(dǎo)數(shù)，令得到：

標(biāo)記樣本集X和Y的協(xié)方差矩陣Σ₁₁＝XX^T,Σ₂₂＝Y(jié)Y^T以及互協(xié)方差矩陣Σ₁₂＝XY^T,Σ₂₁＝Y(jié)X^T，分別計(jì)算得到α和β。

優(yōu)選地，其中所述分別對(duì)所述地面合成電場(chǎng)數(shù)據(jù)的典型相關(guān)系數(shù)和所述空中顆粒物粒徑譜數(shù)據(jù)的典型相關(guān)系數(shù)進(jìn)行分析，判斷所述地面合成電場(chǎng)數(shù)據(jù)和空中顆粒物粒徑譜數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)性包括：

分別對(duì)所述地面合成電場(chǎng)數(shù)據(jù)的典型相關(guān)系數(shù)和所述空中顆粒物粒徑譜數(shù)據(jù)的典型相關(guān)系數(shù)取絕對(duì)值；

將所述絕對(duì)值分別與典型相關(guān)系數(shù)閾值進(jìn)行比較，并根據(jù)比較結(jié)果判斷所述地面合成電場(chǎng)數(shù)據(jù)和空中顆粒物粒徑譜數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)性，若典型相關(guān)系數(shù)的絕對(duì)值大于典型相關(guān)系數(shù)閾值，則說(shuō)明所述典型相關(guān)系數(shù)對(duì)應(yīng)的變量與另一數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)性強(qiáng)；若典型相關(guān)系數(shù)的絕對(duì)值小于典型相關(guān)系數(shù)閾值，則說(shuō)明所述典型相關(guān)系數(shù)對(duì)應(yīng)的變量與另一數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)性弱。

本發(fā)明的有益效果在于：

1.本發(fā)明對(duì)數(shù)據(jù)內(nèi)部某些強(qiáng)關(guān)聯(lián)關(guān)系的變量采用了去相關(guān)方法，以此來(lái)消除數(shù)據(jù)內(nèi)部的強(qiáng)關(guān)聯(lián)關(guān)系對(duì)另一組數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)性影響。

2.本發(fā)明利用典型相關(guān)分析對(duì)分析兩組變量的能力來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)間關(guān)聯(lián)關(guān)系的分析，有效地實(shí)現(xiàn)了復(fù)雜多變量數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)性分析。

3.本發(fā)明的技術(shù)方案僅考慮數(shù)據(jù)本身，對(duì)實(shí)驗(yàn)條件和每組數(shù)據(jù)變量個(gè)數(shù)等無(wú)特定要求，通用性強(qiáng)。

附圖說(shuō)明

通過(guò)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(shí)施方式：

圖1為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的分析地面合成電場(chǎng)和空中顆粒物粒徑譜的關(guān)聯(lián)性的方法100的流程圖；

圖2為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的地面合成電場(chǎng)數(shù)據(jù)和空中顆粒物粒徑譜數(shù)據(jù)的示意圖；

圖3為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的地面合成電場(chǎng)數(shù)據(jù)的相關(guān)系數(shù)矩陣的示意圖；

圖4為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的空中顆粒物粒徑譜數(shù)據(jù)的相關(guān)系數(shù)矩陣的示意圖；

圖5為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的去相關(guān)后的地面合成電場(chǎng)數(shù)據(jù)和空中顆粒物粒徑譜數(shù)據(jù)的示意圖；

圖6為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的地面合成電場(chǎng)數(shù)據(jù)中的典型變量與其他變量的強(qiáng)相關(guān)關(guān)系的示意圖；

圖7為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的空中顆粒物粒徑譜數(shù)據(jù)中的典型變量與其他變量的強(qiáng)相關(guān)關(guān)系的示意圖；

圖8為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的四個(gè)不同位置處的地面合成電場(chǎng)數(shù)據(jù)的典型相關(guān)系數(shù)的示意圖；

圖9為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的五種不同粒徑大小的空中顆粒物粒徑譜數(shù)據(jù)的典型相關(guān)系數(shù)的示意圖；

圖10為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的地面合成電場(chǎng)數(shù)據(jù)和空中顆粒物粒徑譜數(shù)據(jù)的最優(yōu)線性組合對(duì)應(yīng)的散點(diǎn)圖；

圖11為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的分析地面合成電場(chǎng)和空中顆粒物粒徑譜的關(guān)聯(lián)性的系統(tǒng)1100的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)在參考附圖介紹本發(fā)明的示例性實(shí)施方式，然而，本發(fā)明可以用許多不同的形式來(lái)實(shí)施，并且不局限于此處描述的實(shí)施例，提供這些實(shí)施例是為了詳盡地且完全地公開(kāi)本發(fā)明，并且向所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員充分傳達(dá)本發(fā)明的范圍。對(duì)于表示在附圖中的示例性實(shí)施方式中的術(shù)語(yǔ)并不是對(duì)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(biāo)記。

除非另有說(shuō)明，此處使用的術(shù)語(yǔ)(包括科技術(shù)語(yǔ))對(duì)所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)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(shù)語(yǔ)，應(yīng)當(dāng)被理解為與其相關(guān)領(lǐng)域的語(yǔ)境具有一致的含義，而不應(yīng)該被理解為理想化的或過(guò)于正式的意義。

本發(fā)明提供的一種分析地面合成電場(chǎng)和空中顆粒物粒徑譜的關(guān)聯(lián)性的方法是基于典型相關(guān)分析提出的，充分利用典型相關(guān)分析對(duì)分析兩組變量的能力來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)間關(guān)聯(lián)關(guān)系的分析。其中，通過(guò)去相關(guān)的方法，消除數(shù)據(jù)了內(nèi)部的強(qiáng)關(guān)聯(lián)關(guān)系對(duì)另一組數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)性影響，最終有效地實(shí)現(xiàn)了復(fù)雜多變量數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)性分析。

圖1為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的分析地面合成電場(chǎng)和空中顆粒物粒徑譜的關(guān)聯(lián)性的方法100的流程圖。如1所示，所示分析地面合成電場(chǎng)和空中顆粒物粒徑譜的關(guān)聯(lián)性的方法100從步驟101處開(kāi)始，在步驟101分別獲取地面合成電場(chǎng)數(shù)據(jù)和空中顆粒物粒徑譜數(shù)據(jù)，并分別對(duì)所述地面合成電場(chǎng)數(shù)據(jù)和所述空中顆粒物粒徑譜數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理。圖2為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的地面合成電場(chǎng)數(shù)據(jù)和空中顆粒物粒徑譜數(shù)據(jù)的示意圖。如圖2所示，所述示意圖的上圖為12個(gè)不同位置的地面合成電場(chǎng)數(shù)據(jù)的樣本集X，其中，橫坐標(biāo)表示500個(gè)采樣時(shí)刻，縱坐標(biāo)為電場(chǎng)強(qiáng)度值，不同顏色的折線表示不同位置下電場(chǎng)隨時(shí)間的變化情況；下圖為17種不同粒徑大小的空中顆粒物粒徑譜數(shù)據(jù)的樣本集Y，其中，橫坐標(biāo)所示的采樣時(shí)刻與樣本集X的采樣時(shí)刻對(duì)應(yīng)相同，縱坐標(biāo)為顆粒物粒徑譜數(shù)據(jù)，不同顏色的折線表示不同粒徑大小的顆粒物隨時(shí)間的變化情況。首先要對(duì)地面合成電場(chǎng)數(shù)據(jù)和空中顆粒物粒徑譜數(shù)據(jù)分別進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，使得所有變量具有零均值和標(biāo)準(zhǔn)方差特性。假設(shè)對(duì)于電場(chǎng)數(shù)據(jù)或顆粒物數(shù)據(jù)中的某一變量x，假設(shè)變量的N個(gè)觀測(cè)值為x＝[x₁,x₂,…,x_N]^T。則標(biāo)準(zhǔn)化后的數(shù)據(jù)為：

其中，為變量的均值，為變量的方差。

優(yōu)選地，在步驟102分別對(duì)所述地面合成電場(chǎng)數(shù)據(jù)和所述空中顆粒物粒徑譜數(shù)據(jù)進(jìn)行去相關(guān)處理。優(yōu)選地，其中所述分別對(duì)所述地面合成電場(chǎng)數(shù)據(jù)和所述空中顆粒物粒徑譜數(shù)據(jù)進(jìn)行去相關(guān)處理包括：分別對(duì)所述地面合成電場(chǎng)數(shù)據(jù)和所述空中顆粒物粒徑譜數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的矩陣數(shù)據(jù)進(jìn)行變換或列變換，得到對(duì)應(yīng)的階梯型矩陣；計(jì)算所述地面合成電場(chǎng)數(shù)據(jù)或所述顆粒物粒徑譜數(shù)據(jù)的相關(guān)系數(shù)矩陣R＝[r_ij]，并根據(jù)所述相關(guān)系數(shù)矩陣R計(jì)算強(qiáng)相關(guān)權(quán)重矩陣A＝[a_ij]，

其中，τ為強(qiáng)相關(guān)系數(shù)閾值，若兩個(gè)變量的相關(guān)系數(shù)大于τ，則為強(qiáng)相關(guān)；若兩個(gè)變量的相關(guān)系數(shù)小于τ，則為弱相關(guān)或不相關(guān)；以及分別將強(qiáng)相關(guān)權(quán)重矩陣A的每行的權(quán)重之和最大的權(quán)重對(duì)應(yīng)的變量提出，得到經(jīng)過(guò)去相關(guān)處理的地面合成電場(chǎng)數(shù)據(jù)和空中顆粒物粒徑譜數(shù)據(jù)。圖3為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的地面合成電場(chǎng)數(shù)據(jù)的相關(guān)系數(shù)矩陣的示意圖。如圖3所示，分別表示12不同位置中對(duì)應(yīng)的兩個(gè)位置下的電場(chǎng)強(qiáng)度，強(qiáng)度系數(shù)從0.75到1。其中色塊的顏色越深，表示對(duì)應(yīng)的兩個(gè)位置下的電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)聯(lián)性越強(qiáng)；色塊的顏色越淺，表示對(duì)應(yīng)的兩個(gè)位置下的電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)聯(lián)性越弱。圖4為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的空中顆粒物粒徑譜數(shù)據(jù)的相關(guān)系數(shù)矩陣的示意圖。如圖4所示，分別表示17中不同粒徑中的兩種粒徑大小的顆粒物對(duì)應(yīng)的相關(guān)系數(shù)。其中，色塊的顏色越深，表示對(duì)應(yīng)的兩種粒徑大小的顆粒物粒徑譜數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)性越強(qiáng)；色塊的顏色越淺，表示對(duì)應(yīng)的兩種粒徑大小的顆粒物粒徑譜數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)性越弱。對(duì)地面合成電場(chǎng)數(shù)據(jù)或顆粒物粒徑譜數(shù)據(jù)中的強(qiáng)相關(guān)量進(jìn)行去相關(guān)操作，具體包括以下步驟：給定強(qiáng)相關(guān)系數(shù)閾值τ，當(dāng)兩個(gè)變量的相關(guān)系數(shù)大于τ時(shí)，則認(rèn)定為強(qiáng)相關(guān)，否則為弱相關(guān)或不相關(guān)；計(jì)算地面合成電場(chǎng)數(shù)據(jù)或顆粒物粒徑譜數(shù)據(jù)的相關(guān)系數(shù)矩陣R＝[r_ij]，根據(jù)相關(guān)系數(shù)矩陣R計(jì)算強(qiáng)相關(guān)權(quán)重矩陣A＝[a_ij]，其中：

計(jì)算強(qiáng)相關(guān)權(quán)重矩陣A的每行的權(quán)重之和，最大權(quán)重和對(duì)應(yīng)的變量即為典型變量并提出，而與之強(qiáng)相關(guān)的變量被舍棄；重復(fù)上述步驟，直到所有的變量被提出或被舍棄，則所有被提出的變量所組成的數(shù)據(jù)集則為去相關(guān)后的數(shù)據(jù)。圖5為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的去相關(guān)后的地面合成電場(chǎng)數(shù)據(jù)和空中顆粒物粒徑譜數(shù)據(jù)的示意圖。如圖5所示，上圖為提取出的4個(gè)典型位置下地面合成電場(chǎng)數(shù)據(jù)，其中，橫坐標(biāo)表示500個(gè)采樣時(shí)刻，縱坐標(biāo)為電場(chǎng)強(qiáng)度值，不同顏色的折線表示去相關(guān)后4個(gè)典型位置下電場(chǎng)隨時(shí)間的變化情況；下圖為提取出的5種典型粒徑大小的顆粒物粒徑譜數(shù)據(jù)，其中，橫坐標(biāo)所示的采樣時(shí)刻與電場(chǎng)數(shù)據(jù)的采樣時(shí)刻對(duì)應(yīng)相同，縱坐標(biāo)為顆粒物粒徑譜數(shù)據(jù)，不同顏色的折線表示去相關(guān)后5種典型粒徑大小的顆粒物隨時(shí)間的變化情況。圖6為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的地面合成電場(chǎng)數(shù)據(jù)中的典型變量與其他變量的強(qiáng)相關(guān)關(guān)系的示意圖。如圖6所示，所述示意圖即為位置3、7、10和12四個(gè)典型位置與其他變量的強(qiáng)相關(guān)關(guān)系，其中每個(gè)典型位置對(duì)應(yīng)一個(gè)色塊顏色，每個(gè)位置對(duì)應(yīng)一個(gè)色塊顏色，表示該位置與色塊代表的位置的地面合成電場(chǎng)有很強(qiáng)的相關(guān)關(guān)系。圖7為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的空中顆粒物粒徑譜數(shù)據(jù)中的典型變量與其他變量的強(qiáng)相關(guān)關(guān)系的示意圖。如圖7所示，所述示意圖即為顆粒物粒徑譜數(shù)據(jù)中6、11、13、15和17五種典型變量與其他變量的強(qiáng)相關(guān)關(guān)系，其中每個(gè)典型變量對(duì)應(yīng)一個(gè)色塊顏色，每一種粒徑大小都與一個(gè)色塊對(duì)應(yīng)，表示該位置與色塊代表的粒徑大小的顆粒物粒徑譜有很強(qiáng)的相關(guān)關(guān)系。

優(yōu)選地，在步驟103分別對(duì)經(jīng)過(guò)去相關(guān)處理的地面合成電場(chǎng)數(shù)據(jù)和空中顆粒物粒徑譜數(shù)據(jù)進(jìn)行典型相關(guān)性分析，得到地面合成電場(chǎng)數(shù)據(jù)的典型相關(guān)系數(shù)和空中顆粒物粒徑譜數(shù)據(jù)的典型相關(guān)系數(shù)。優(yōu)選地，其中所述分別對(duì)經(jīng)過(guò)去相關(guān)處理的地面合成電場(chǎng)數(shù)據(jù)和空中顆粒物粒徑譜數(shù)據(jù)進(jìn)行典型相關(guān)性分析，得到地面合成電場(chǎng)數(shù)據(jù)的典型相關(guān)系數(shù)和空中顆粒物粒徑譜數(shù)據(jù)的典型相關(guān)系數(shù)包括：

將經(jīng)過(guò)去相關(guān)處理的地面合成電場(chǎng)數(shù)據(jù)和空中顆粒物粒徑譜數(shù)據(jù)分別由樣本集X和Y來(lái)表示，其中所述地面合成電場(chǎng)數(shù)據(jù)由p個(gè)不同位置處的地面合成電場(chǎng)構(gòu)成，所述空中顆粒物粒徑譜數(shù)據(jù)由q個(gè)不同粒徑大小的顆粒物粒徑譜構(gòu)成，對(duì)于每個(gè)變量均有N個(gè)觀測(cè)值，所述樣本集X和Y分別表示為：

令向量α＝[α₁,α₂,…,α_p]^T和β＝[β₁,β₂,…,β_q]^T分別表示樣本集X和Y線性組合的典型相關(guān)系數(shù)，則線性組合且最大化相關(guān)性函數(shù)：

將典型相關(guān)分析表述為如下的優(yōu)化問(wèn)題：

利用Lagrange乘子法，得到的Lagrange函數(shù)如下：

分別對(duì)α和β求偏導(dǎo)數(shù)，令得到：

標(biāo)記樣本集X和Y的協(xié)方差矩陣Σ₁₁＝XX^T,Σ₂₂＝Y(jié)Y^T以及互協(xié)方差矩陣Σ₁₂＝XY^T,Σ₂₁＝Y(jié)X^T，分別計(jì)算得到α和β。圖8為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的四個(gè)不同位置處的地面合成電場(chǎng)數(shù)據(jù)的典型相關(guān)系數(shù)的示意圖。如圖8所示，空心圈代表在去相關(guān)過(guò)程中舍棄的位置，實(shí)心圈所在數(shù)值代表該位置對(duì)應(yīng)的典型相關(guān)系數(shù)的絕對(duì)值，即位置3、7、10和12處的地面合成電場(chǎng)數(shù)據(jù)的典型相關(guān)系數(shù)α的絕對(duì)值，相關(guān)系數(shù)絕對(duì)值的范圍為0到1。圖9為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的五種不同粒徑大小的空中顆粒物粒徑譜數(shù)據(jù)的典型相關(guān)系數(shù)的示意圖。如圖9所示，空心圈代表在去相關(guān)過(guò)程中舍棄的粒徑，實(shí)心圈所在數(shù)值代表該粒徑對(duì)應(yīng)的典型相關(guān)系數(shù)的絕對(duì)值，即6、11、13、15和17五種顆粒物粒徑譜數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的典型相關(guān)系數(shù)β的絕對(duì)值，相關(guān)系數(shù)絕對(duì)值的范圍為0到1。

圖10為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的地面合成電場(chǎng)數(shù)據(jù)和空中顆粒物粒徑譜數(shù)據(jù)的最優(yōu)線性組合對(duì)應(yīng)的散點(diǎn)圖。如圖10所示，為線性組合和在二維平面上的分布，橫坐標(biāo)表示經(jīng)過(guò)線性組合后的電場(chǎng)數(shù)據(jù)，縱坐標(biāo)表示經(jīng)過(guò)線性組合后的顆粒物數(shù)據(jù)，每個(gè)離散點(diǎn)表示某一采樣時(shí)刻下電場(chǎng)數(shù)據(jù)與顆粒物數(shù)據(jù)的對(duì)應(yīng)。其中，離散點(diǎn)分布在一三象限的角平分線附近，說(shuō)明線性組合x(chóng),y具有較強(qiáng)相關(guān)性。

優(yōu)選地，在步驟104分別對(duì)所述地面合成電場(chǎng)數(shù)據(jù)的典型相關(guān)系數(shù)和所述空中顆粒物粒徑譜數(shù)據(jù)的典型相關(guān)系數(shù)進(jìn)行分析，判斷所述地面合成電場(chǎng)數(shù)據(jù)和空中顆粒物粒徑譜數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)性。優(yōu)選地，其中所述分別對(duì)所述地面合成電場(chǎng)數(shù)據(jù)的典型相關(guān)系數(shù)和所述空中顆粒物粒徑譜數(shù)據(jù)的典型相關(guān)系數(shù)進(jìn)行分析，判斷所述地面合成電場(chǎng)數(shù)據(jù)和空中顆粒物粒徑譜數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)性包括：

分別對(duì)所述地面合成電場(chǎng)數(shù)據(jù)的典型相關(guān)系數(shù)和所述空中顆粒物粒徑譜數(shù)據(jù)的典型相關(guān)系數(shù)取絕對(duì)值；

將所述絕對(duì)值分別與典型相關(guān)系數(shù)閾值進(jìn)行比較，并根據(jù)比較結(jié)果判斷所述地面合成電場(chǎng)數(shù)據(jù)和空中顆粒物粒徑譜數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)性，若典型相關(guān)系數(shù)的絕對(duì)值大于典型相關(guān)系數(shù)閾值，則說(shuō)明所述典型相關(guān)系數(shù)對(duì)應(yīng)的變量與另一數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)性強(qiáng)；若典型相關(guān)系數(shù)的絕對(duì)值小于典型相關(guān)系數(shù)閾值，則說(shuō)明所述典型相關(guān)系數(shù)對(duì)應(yīng)的變量與另一數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)性弱。

對(duì)于在去相關(guān)操作中已經(jīng)去除掉的變量，它們由于強(qiáng)相關(guān)于典型變量而不予考慮，因而它們對(duì)另一數(shù)據(jù)集的影響同其對(duì)應(yīng)典型變量的影響程度相同。

圖11為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的分析地面合成電場(chǎng)和空中顆粒物粒徑譜的關(guān)聯(lián)性的系統(tǒng)1100的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖11所示，所述分析地面合成電場(chǎng)和空中顆粒物粒徑譜的關(guān)聯(lián)性的系統(tǒng)1100包括：標(biāo)準(zhǔn)化處理單元1101、去相關(guān)處理單元1102、典型相關(guān)系數(shù)計(jì)算單元1103和關(guān)聯(lián)性確定單元1104。優(yōu)選地，在所述標(biāo)準(zhǔn)化處理單元1101分別獲取地面合成電場(chǎng)數(shù)據(jù)和空中顆粒物粒徑譜數(shù)據(jù)，并分別對(duì)所述地面合成電場(chǎng)數(shù)據(jù)和所述空中顆粒物粒徑譜數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理。

優(yōu)選地，在所述去相關(guān)處理單元1102分別對(duì)所述地面合成電場(chǎng)數(shù)據(jù)和所述空中顆粒物粒徑譜數(shù)據(jù)進(jìn)行去相關(guān)處理。優(yōu)選地，其中所述分別對(duì)所述地面合成電場(chǎng)數(shù)據(jù)和所述空中顆粒物粒徑譜數(shù)據(jù)進(jìn)行去相關(guān)處理包括：

分別對(duì)所述地面合成電場(chǎng)數(shù)據(jù)和所述空中顆粒物粒徑譜數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的矩陣數(shù)據(jù)進(jìn)行變換或列變換，得到對(duì)應(yīng)的階梯型矩陣；

計(jì)算所述地面合成電場(chǎng)數(shù)據(jù)或所述顆粒物粒徑譜數(shù)據(jù)的相關(guān)系數(shù)矩陣R＝[r_ij]，并根據(jù)所述相關(guān)系數(shù)矩陣R計(jì)算強(qiáng)相關(guān)權(quán)重矩陣A＝[a_ij]，

其中，τ為強(qiáng)相關(guān)系數(shù)閾值，若兩個(gè)變量的相關(guān)系數(shù)大于τ，則為強(qiáng)相關(guān)；若兩個(gè)變量的相關(guān)系數(shù)小于τ，則為弱相關(guān)或不相關(guān)；

分別將強(qiáng)相關(guān)權(quán)重矩陣A的每行的權(quán)重之和最大的權(quán)重對(duì)應(yīng)的變量提出，得到經(jīng)過(guò)去相關(guān)處理的地面合成電場(chǎng)數(shù)據(jù)和空中顆粒物粒徑譜數(shù)據(jù)。

優(yōu)選地，在所述典型相關(guān)系數(shù)計(jì)算單元1103分別對(duì)經(jīng)過(guò)去相關(guān)處理的地面合成電場(chǎng)數(shù)據(jù)和空中顆粒物粒徑譜數(shù)據(jù)進(jìn)行典型相關(guān)性分析，得到地面合成電場(chǎng)數(shù)據(jù)的典型相關(guān)系數(shù)和空中顆粒物粒徑譜數(shù)據(jù)的典型相關(guān)系數(shù)。優(yōu)選地，其中所述分別對(duì)經(jīng)過(guò)去相關(guān)處理的地面合成電場(chǎng)數(shù)據(jù)和空中顆粒物粒徑譜數(shù)據(jù)進(jìn)行典型相關(guān)性分析，得到地面合成電場(chǎng)數(shù)據(jù)的典型相關(guān)系數(shù)和空中顆粒物粒徑譜數(shù)據(jù)的典型相關(guān)系數(shù)包括：

將經(jīng)過(guò)去相關(guān)處理的地面合成電場(chǎng)數(shù)據(jù)和空中顆粒物粒徑譜數(shù)據(jù)分別由樣本集X和Y來(lái)表示，其中所述地面合成電場(chǎng)數(shù)據(jù)由p個(gè)不同位置處的地面合成電場(chǎng)構(gòu)成，所述空中顆粒物粒徑譜數(shù)據(jù)由q個(gè)不同粒徑大小的顆粒物粒徑譜構(gòu)成，對(duì)于每個(gè)變量均有N個(gè)觀測(cè)值，所述樣本集X和Y分別表示為：

令向量α＝[α₁,α₂,…,α_p]^T和β＝[β₁,β₂,…,β_q]^T分別表示樣本集X和Y線性組合的典型相關(guān)系數(shù)，則線性組合且最大化相關(guān)性函數(shù)：

將典型相關(guān)分析表述為如下的優(yōu)化問(wèn)題：

利用Lagrange乘子法，得到的Lagrange函數(shù)如下：

分別對(duì)α和β求偏導(dǎo)數(shù)，令得到：

標(biāo)記樣本集X和Y的協(xié)方差矩陣Σ₁₁＝XX^T,Σ₂₂＝Y(jié)Y^T以及互協(xié)方差矩陣Σ₁₂＝XY^T,Σ₂₁＝Y(jié)X^T，分別計(jì)算得到α和β。

優(yōu)選地，在所述關(guān)聯(lián)性確定單元1104分別對(duì)所述地面合成電場(chǎng)數(shù)據(jù)的典型相關(guān)系數(shù)和所述空中顆粒物粒徑譜數(shù)據(jù)的典型相關(guān)系數(shù)進(jìn)行分析，判斷所述地面合成電場(chǎng)數(shù)據(jù)和空中顆粒物粒徑譜數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)性。優(yōu)選地，其中所述分別對(duì)所述地面合成電場(chǎng)數(shù)據(jù)的典型相關(guān)系數(shù)和所述空中顆粒物粒徑譜數(shù)據(jù)的典型相關(guān)系數(shù)進(jìn)行分析，判斷所述地面合成電場(chǎng)數(shù)據(jù)和空中顆粒物粒徑譜數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)性包括：分別對(duì)所述地面合成電場(chǎng)數(shù)據(jù)的典型相關(guān)系數(shù)和所述空中顆粒物粒徑譜數(shù)據(jù)的典型相關(guān)系數(shù)取絕對(duì)值；以及將所述絕對(duì)值分別與典型相關(guān)系數(shù)閾值進(jìn)行比較，并根據(jù)比較結(jié)果判斷所述地面合成電場(chǎng)數(shù)據(jù)和空中顆粒物粒徑譜數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)性，若典型相關(guān)系數(shù)的絕對(duì)值大于典型相關(guān)系數(shù)閾值，則說(shuō)明所述典型相關(guān)系數(shù)對(duì)應(yīng)的變量與另一數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)性強(qiáng)；若典型相關(guān)系數(shù)的絕對(duì)值小于典型相關(guān)系數(shù)閾值，則說(shuō)明所述典型相關(guān)系數(shù)對(duì)應(yīng)的變量與另一數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)性弱。

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

通常地，在權(quán)利要求中使用的所有術(shù)語(yǔ)都根據(jù)他們?cè)诩夹g(shù)領(lǐng)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(gè)/所述/該[裝置、組件等]”都被開(kāi)放地解釋為所述裝置、組件等中的至少一個(gè)實(shí)例，除非另外明確地說(shuō)明。這里公開(kāi)的任何方法的步驟都沒(méi)必要以公開(kāi)的準(zhǔn)確的順序運(yùn)行，除非明確地說(shuō)明。