区域化探数据处理的几种分形方法

区域化探数据处理的几种分形方法
区域化探数据处理的几种分形方法

数据处理的基本方法

第六节数据处理的基本方法 前面我们已经讨论了测量与误差的基本概念,测量结果的最佳值、误差和不确定度的计算。然而,我们进行实验的最终目的是为了通过数据的获得和处理,从中揭示出有关物理量的关系,或找出事物的内在规律性,或验证某种理论的正确性,或为以后的实验准备依据。因而,需要对所获得的数据进行正确的处理,数据处理贯穿于从获得原始数据到得出结论的整个实验过程。包括数据记录、整理、计算、作图、分析等方面涉及数据运算的处理方法。常用的数据处理方法有:列表法、图示法、图解法、逐差法和最小二乘线性拟合法等,下面分别予以简单讨论。 列表法是将实验所获得的数据用表格的形式进行排列的数据处理方法。列表法的作用有两种:一是记录实验数据,二是能显示出物理量间的对应关系。其优点是,能对大量的杂乱无章的数据进行归纳整理,使之既有条不紊,又简明醒目;既有助于表现物理量之间的关系,又便于及时地检查和发现实验数据是否合理,减少或避免测量错误;同时,也为作图法等处理数据奠定了基础。 用列表的方法记录和处理数据是一种良好的科学工作习惯,要设 计出一个栏目清楚、行列分明的表格,也需要在实验中不断训练,逐步掌握、熟练,并形成习惯。 一般来讲,在用列表法处理数据时,应遵从如下原则:

(1) 栏目条理清楚,简单明了,便于显示有关物理量的关系。 (2) 在栏目中,应给出有关物理量的符号,并标明单位(一般不重复写在每个数据的后面)。 (3) 填入表中的数字应是有效数字。 (4) 必要时需要加以注释说明。 例如,用螺旋测微计测量钢球直径的实验数据列表处理如下。 用螺旋测微计测量钢球直径的数据记录表 从表中,可计算出 D i D = n = 5.9967 ( mm)

分形维数算法

分形维数算法. 分形维数算法 分形包括规则分形和无规则分形两种。规则分形是指可以由简单的迭代或者是按一定规律所生成的分形,如Cantor集,Koch曲线,Sierpinski海绵等。这些分形图形具有严格的自相似性。无规则分形是指不光滑的,随机生成的分形,

如蜿蜒曲折的海岸线,变换无穷的布朗运动轨迹等。这类曲线的自相似性是近 似的或统计意义上的,这种自相似性只存于标度不变区域。 对于规则分形,其自相似性、标度不变性理论上是无限的(观测尺度可以趋于无限小)。不管我们怎样缩小(或放大)尺度(标度)去观察图形,其组成部分和原来的图形没有区别,也就是说它具有无限的膨胀和收缩对称性。因些对于这类分形,其计算方法比较简单,可以用缩小测量尺度的或者不断放大图形而得到。分形维数 D=lnN(λ)/ln(1/λ) (2-20) 如Cantor集,分数维D=ln2/ln3=0.631;Koch曲线分数维 D=ln4/ln3=1.262; Sierpinski海绵分数维D=ln20/ln3=2.777。 对于不规则分形,它只具有统计意义下的自相似性。不规则分形种类繁多,它可以是离散的点集、粗糙曲线、多枝权的二维图形、粗糙曲面、以至三维的[26]。点 集和多枝权的三维图形,下面介绍一些常用的测定方法(1)尺码法 用某个选定尺码沿曲线以分规方式测量,保持尺码分规两端的落点始终在曲线上。不断改变尺码λ,得到一系列长度N(λ),λ越小、N越大。如果作lnN~lnλ图后得到斜率为负的直线,这表明存在如下的幂函数关系

-D(2-21) N~λ上式也就是Mandelbrot在《分形:形状、机遇与维数》专著中引用的Richardson公式。Richardson是根据挪威、澳大利亚、南非、德国、不列颠西部、葡萄牙的海岸线丈量结果得出此公式的,使用的测量长度单位一般在1公里到4公里之间。海岸线绝对长度L被表示为: 1-D(2-22)L=Nλ~λ 他得到挪威东南部海岸线的分维D≈1.52,而不列颠西部海岸线的分维D≈[27]。。这说明挪威的海岸线更曲折一些1.3. )小岛法(2面积如果粗糙曲线都是封闭的,例如海洋中的许多小岛,就可以利用周长-关系求分维,因此这个方法又被称为小岛法。则与λ的而面积A对于规则图形的周长与测量单位尺寸λ的一次方成正比, 二次方成正比。通常我们可以把它们写成一个简单的比例关系:1/2 (2-23) AP∝对于二维空间内的不规则分形的周长和面积的关系显然更复杂一些,提出,应该用分形周长曲线来代替原来的光滑周长,从而给出了下Mandelbrot 述关系式:21/??D??1/1/D2)(2-24)]?(?)]?[a?AP[(?)][??a(1?D)/DA(?00的P)式),使1(周长光滑时D=1,上式转化成为(2.23这里的分维D大于??的数1变化减缓,a是和岛的形状有关的常数,为小于是测量尺寸,一般取0/D)(1-D??减小而增大。作随测

比对试验数据处理的3种方法

比对试验数据处理的3种方法 摘要引入比对试验的定义,结合两个实验室进行的一组比对试验数据实例,介绍比对试验数据处理的3种基本方法,即(:rubbs检验、F检验、t检验,并阐述三者关系。 在实验室工作中,经常遇到比对试验,即按照预先规定的条件,由两个或多个实验室或实验室内部 对相同或类似的被测物品进行检测的组织、实施和评价。实验室间的比对试验是确定实验室的检测能 力,保证实验室数据准确,检测结果持续可靠而进行的一项重要的试验活动,比对试验方法简单实用,广 泛应用于企事业、专业质检、校准机构的实验室。国家实验室认可准则明确提出,实验室必须定期开展 比对试验。虽然比对试验的形式较多,如:人员比对、设备比对、方法比对、实验室间比对等等,但如何 将比对试验数据归纳、处理、分析,正确地得出比对试验结果是比对试验成败的关键。 以下笔者结合实验室A和B两个实验室200年进行的比对试验中的拉力试验数据实例,介绍比对试验数据处理的3种最基本的方法,即格鲁布斯(Grubbs)检验、F检验、t检验。 1 数据来源情况 试样 在实验室的半成品仓库采取正交方法取样,样品为01. 15 mm制绳用钢丝。在同一盘上截取20 段长度为lm试样,按顺序编号,单号在实验室A测试,双号在实验室B测试。 试验方法及设备 试验方法见 GB/T 228-1987,实验室A : LJ-500(编号450);实验室B : LJ-1 000(编号2)。 测试条件 两实验室选择有经验的试验员,严格按照标准方法进行测试,技术人员现场监督复核,确认无误后 记录。对断钳口的试样进行重试。试验时两实验室环境温度(28 T )、拉伸速度(50 mm/min )、钳口距 离(150 mm)相同。 试验数据 测试得出的两组原始试验数据见表to 表1 实验室A,B试验数据

分形维数算法

分形维数算法

分形维数算法 分形包括规则分形和无规则分形两种。规则分形是指可以由简单的迭代或者是按一定规律所生成的分形,如Cantor集,Koch曲线,Sierpinski海绵等。这些分形图形具有严格的自相似性。无规则分形是指不光滑的,随机生成的分形,如蜿蜒曲折的海岸线,变换无穷的布朗运动轨迹等。这类曲线的自相似性是近似的或统计意义上的,这种自相似性只存于标度不变区域。 对于规则分形,其自相似性、标度不变性理论上是无限的(观测尺度可以趋于无限小)。不管我们怎样缩小(或放大)尺度(标度)去观察图形,其组成部分和原来的图形没有区别,也就是说它具有无限的膨胀和收缩对称性。因些对于这类分形,其计算方法比较简单,可以用缩小测量尺度的或者不断放大图形而得到。分形维数 D=lnN(λ)/ln(1/λ) (2-20) 如Cantor集,分数维D=ln2/ln3=0.631;Koch曲线分数维D=ln4/ln3=1.262; Sierpinski海绵分数维D=ln20/ln3=2.777。 对于不规则分形,它只具有统计意义下的自相似性。不规则分形种类繁多,它可以是离散的点集、粗糙曲线、多枝权的二维图形、粗糙曲面、以至三维的点集和多枝权的三维图形,下面介绍一些常用的测定方法[26]。 (1)尺码法 用某个选定尺码沿曲线以分规方式测量,保持尺码分规两端的落点始终在曲线上。不断改变尺码λ,得到一系列长度N(λ),λ越小、N越大。如果作lnN~lnλ图后得到斜率为负的直线,这表明存在如下的幂函数关系 N~λ-D(2-21) 上式也就是Mandelbrot在《分形:形状、机遇与维数》专著中引用的Richardson公式。Richardson是根据挪威、澳大利亚、南非、德国、不列颠西部、葡萄牙的海岸线丈量结果得出此公式的,使用的测量长度单位一般在1公里到4公里之间。海岸线绝对长度L被表示为: L=Nλ~λ1-D(2-22) 他得到挪威东南部海岸线的分维D≈1.52,而不列颠西部海岸线的分维D≈1.3。这说明挪威的海岸线更曲折一些[27]。

实验数据处理的基本方法

实验数据处理的基本方法 数据处理是物理实验报告的重要组成部分,其包含的容十分丰富,例如数据的记录、函数图线的描绘,从实验数据中提取测量结果的不确定度信息,验证和寻找物理规律等。本节介绍物理实验中一些常用的数据处理方法。 1列表法 将实验数据按一定规律用列表方式表达出来是记录和处理实验数据最常用的方法。表格的设计要求对应关系清楚、简单明了、有利于发现相关量之间的物理关系;此外还要求在标题栏中注明物理量名称、符号、数量级和单位等;根据需要还可以列出除原始数据以外的计算栏目和统计栏目等。最后还要求写明表格名称、主要测量仪器的型号、量程和准确度等级、有关环境条件参数如温度、湿度等。 本课程中的许多实验已列出数据表格可供参考,有一些实验的数据表格需要自己设计,表1.7—1是一个数据表格的实例,供参考。 表1.7—1数据表格实例 氏模量实验增减砝码时,相应的镜尺读数

2作图法 作图法可以最醒目地表达物理量间的变化关系。从图线上还可以简便求出实验需要的某些结果(如直线的斜率和截距值等),读出没有进行观测的对应点(插法),或在一定条件下从图线的延伸部分读到测量围以外的对应点(外推法)。此外,还可以把某些复杂的函数关系,通过一定的变换用直线图表示出来。例如半导体热敏电阻的电阻与温度关系为,取对数后得到 ,若用半对数坐标纸,以lgR为纵轴,以1/T为横轴画图,则为一条直线。 要特别注意的是,实验作图不是示意图,而是用图来表达实验中得到的物理量间的关系,同 时还要反映出测量的准确程度,所以必须满足一定的作图要求。 1)作图要求 (1)作图必须用坐标纸。按需要可以选用毫米方格纸、半对数坐标纸、对数坐标纸或极坐标纸等。

大学物理实验数据处理基本方法

实验数据处理基本方法 实验必须采集大量数据,数据处理是指从获得数据开始到得出最后结 论的整个加工过程,它包括数据记录、整理、计算与分析等,从而寻找出 测量对象的内在规律,正确地给出实验结果。因此,数据处理是实验工作 不可缺少的一部分。数据处理涉及的内容很多,这里只介绍常用的四种方 法。 1列表法 对一个物理量进行多次测量,或者测量几个量之间的函数关系,往往 借助于列表法把实验数据列成表格。其优点是,使大量数据表达清晰醒目, 条理化,易于检查数据和发现问题,避免差错,同时有助于反映出物理量 之间的对应关系。所以,设计一个简明醒目、合理美观的数据表格,是每 一个同学都要掌握的基本技能。 列表没有统一的格式,但所设计的表格要能充分反映上述优点,应注意以下几点:1.各栏目均应注明所记录的物理量的名称(符号 )和单位; 2.栏目的顺序应充分注意数据间的联系和计算顺序,力求简明、齐全、有条理; 3.表中的原始测量数据应正确反映有效数字,数据不应随便涂改,确实要修改数据时, 应将原来数据画条杠以备随时查验; 4.对于函数关系的数据表格,应按自变量由小到大或由大到小的顺序排列,以便于判 断和处理。 2图解法 图线能够明显地表示出实验数据间的关系,并且通过它可以找出两个 量之间的数学关系,因此图解法是实验数据处理的重要方法之一。图解法 处理数据,首先要画出合乎规范的图线,其要点如下: 1.选择图纸作图纸有直角坐标纸 ( 即毫米方格纸 ) 、对数坐标纸和 极坐标纸等,根据 作图需要选择。在物理实验中比较常用的是毫米方格纸,其规格多为17 25 cm 。 2.曲线改直由于直线最易描绘 , 且直线方程的两个参数 ( 斜率和截距 ) 也较易算得。所以对于两个变量之间的函数关系是非线性的情形,在用图解法时 应尽可能通过变量代换 将非线性的函数曲线转变为线性函数的直线。下面为几种常用的变换方法。 ( 1) xy c ( c 为常数 ) 。 令 z 1,则 y cz,即 y 与 z 为线性关系。 x ( 2) x c y ( c 为常x2,y 1 z ,即 y 与为线性关系。

实验数据处理的几种方法

实验数据处理的几种方法 物理实验中测量得到的许多数据需要处理后才能表示测量的最终结果。对实验数据进行记录、整理、计算、分析、拟合等,从中获得实验结果和寻找物理量变化规律或经验公式的过程就是数据处理。它是实验方法的一个重要组成部分,是实验课的基本训练内容。本章主要介绍列表法、作图法、图解法、逐差法和最小二乘法。 1.4.1 列表法 列表法就是将一组实验数据和计算的中间数据依据一定的形式和顺序列成表格。列表法可以简单明确地表示出物理量之间的对应关系,便于分析和发现资料的规律性,也有助于检查和发现实验中的问题,这就是列表法的优点。设计记录表格时要做到:(1)表格设计要合理,以利于记录、检查、运算和分析。 (2)表格中涉及的各物理量,其符号、单位及量值的数量级均要表示清楚。但不要把单位写在数字后。 (3)表中数据要正确反映测量结果的有效数字和不确定度。列入表中的除原始数据外,计算过程中的一些中间结果和最后结果也可以列入表中。 (4)表格要加上必要的说明。实验室所给的数据或查得的单项数据应列在表格的上部,说明写在表格的下部。 1.4.2 作图法 作图法是在坐标纸上用图线表示物理量之间的关系,揭示物理量之间的联系。作图法既有简明、形象、直观、便于比较研究实验结果等优点,它是一种最常用的数据处理方法。 作图法的基本规则是: (1)根据函数关系选择适当的坐标纸(如直角坐标纸,单对数坐标纸,双对数坐标纸,极坐标纸等)和比例,画出坐标轴,标明物理量符号、单位和刻度值,并写明测试条件。 (2)坐标的原点不一定是变量的零点,可根据测试范围加以选择。,坐标分格最好使最低数字的一个单位可靠数与坐标最小分度相当。纵横坐标比例要恰当,以使图线居中。 (3)描点和连线。根据测量数据,用直尺和笔尖使其函数对应的实验点准确地落在相应的位置。一张图纸上画上几条实验曲线时,每条图线应用不同的标记如“+”、“×”、“·”、“Δ”等符号标出,以免混淆。连线时,要顾及到数据点,使曲线呈光滑曲线(含直线),并使数据点均匀分布在曲线(直线)的两侧,且尽量贴近曲线。个别偏离过大的点要重新审核,属过失误差的应剔去。 (4)标明图名,即做好实验图线后,应在图纸下方或空白的明显位置处,写上图的名称、作者和作图日期,有时还要附上简单的说明,如实验条件等,使读者一目了然。作图时,一般将纵轴代表的物理量写在前面,横轴代表的物理量写在后面,中间用“~”

实验1-2常用的数据处理方法

常用的数据处理方法 实验数据及其处理方法是分析和讨论实验结果的依据。常用的数据处理方法有列表法、作图法、逐差法和最小二乘法(直线拟合)等。 列表法 在记录和处理数据时,常常将所得数据列成表。数据列表后,可以简单明确、形式紧凑地表示出有关物理量之间的对应关系;便于随时检查结果是否合理,及时发现问题,减少和避免错误;有助于找出有关物理量之间规律性的联系,进而求出经验公式等。 列表的要求是: (1)要写出所列表的名称,列表要简单明了,便于看出有关量之间的关系,便于处理数据。 (2)列表要标明符号所代表物理量的意义(特别是自定的符号),并写明单位。单位及量值的数量级写在该符号的标题栏中,不要重复记在各个数值上。 (3)列表的形式不限,根据具体情况,决定列出哪些项目。有些个别的或与其他项目联系不大的数据可以不列入表内。列入表中的除原始数据外,计算过程中的一些中间结果和最后结果也可以列入表中。 (4)表中所列数据要正确反映测量结果的有效数字。 列表举例如表1-2所示。 表1-2铜丝电阻与温度关系 铜丝电阻R / 作图法 作图法是将两列数据之间的关系用图线表示出来。用作图法处理实验数据是数据处理的常用方法之一,它能直观地显示物理量之间的对应关系,揭示物理量之间的联系。 1.作图规则 为了使图线能够清楚地反映出物理现象的变化规律,并能比较准确地确定有关物理量的量值或求出有关常数,在作图时必须遵守以下规则。 (1)作图必须用坐标纸。当决定了作图的参量以后,根据情况选用直角坐标纸、极坐标纸或其他坐标纸。 (2)坐标纸的大小及坐标轴的比例,要根据测得值的有效数字和结果的需要来定。原则上讲,数据中的可靠数字在图中应为可靠的。我们常以坐标纸中小格对应可靠数字最后一位的一个单位,有时对应比例也适当放大些,但对应比例的选择要有利于标实验点和读数。最小坐标值不必都从零开始,以便做出的图线大体上能充满全图,使布局美观、合理。 (3)标明坐标轴。对于直角坐标系,要以自变量为横轴,以因变量为纵轴。用粗实线在坐标纸上描出坐标轴,标明其所代表的物理量(或符号)及单位,在轴上每隔一定间距标明

遥感图象分形维数的几种估计算法研究

遥感图象分形维数的几种估计算法研究1 张凯选1,郭嗣琮2 1辽宁工程技术大学测绘与地理科学学院,辽宁阜新(123000) 2辽宁工程技术大学理学院,辽宁阜新(123000) E-mail:zhangkaixuan@https://www.360docs.net/doc/2f6725085.html, 摘要:美籍法国数学家曼德布罗特(B.Mandelbrot)首次引入分形这个新术语,今天分形理论已经成为一门描述自然界中许多不规则事物规律性的科学,在遥感影象学中也有很大的用途。在研究遥感图像的分形维数时,通常把图像看作一个由许多像素点的灰度值构成的曲面来进行估算和分析,本文给出了遥感图象分形维数的几种估算方法,并作了相关实验。关键词:分形,分形维数,遥感图象 中图分类号:TP7 1.引言 分形理论始创立于20世纪70年代中期[1],创立伊始就引起人们极大的兴趣,与耗散结构、混沌并称为70年代科学史上的三大发现。作为一门独立的学科,该理论只有大约30多年的历史。 基于对复杂景物自相似性的描述,Mandelbrot创立了分形几何学理论,提出用分形维数( fractal dimension)D来度量自然现象的不规则程度。分形理论借助相似性原理洞察隐藏于混乱现象中的精细结构,为人们从局部认识整体、从有限认识无限提供新的方法论,为不同的学科发现的规律提供了崭新的语言和定量的描述,为现代科学技术提供了新的思想方法。近年来,分形理论在自然科学、社会科学以及遥感的许多领域中得到了广泛的应用,并逐步成为连结现代各学科的纬线。 2.分形与分形维数的定义 美籍法国数学家曼德布罗特(B.Mandelbrot) 于1967 年在《科学》杂志上发表了一篇题为“英国的海岸线有多长? 统计自相似性与分数维数” 的论文[2], 通常被认为是“分形”学科诞生的标志。自然界的许多物体在某一范围内都具有统计的自相似性,即每一部分都被认为是整体的一个缩小图像。曼德布罗特在随后两本著作《自然界的分形几何学》和《分形、形状、机遇与维数》中第一次提出了fractal这个英文词,其原意是“不规则的”、“分数的”、“支离破碎的”物体,并阐述分形理论的基本思想,即分形研究的对象是具有自相似性的无序系统,其维数的变化是连续的。 关于分形,目前还没有严格的数学定义,只能给出描述性的定义。粗略地说,分形是对没有特征长度但具有一定意义下的自相似性图形和结构的总称。它具有两个基本性质:自相似性和标度不变性。自相似性是指局部是整体成比例缩小的性质。形象地说,就是当用不同倍数的照相机拍摄研究对象时,无论放大倍数如何改变,看到的照片都是相似的(统计意义) ,而从相片上也无法断定所用的相机的倍数,即标度不变性或全息性。严格按一定的数学方法生成的许多经典的分形(如图1) 具有严格的自相似性,称之为有规分形。而一般情况下的分形都是无规分形,即自相似性并不是严格的,只是统计意义下的自相似性,其局部经放大或缩小操作可能得到与整体完全不同的表现形式,但表征自相似结构或系统的定量参数如分形维数,并 本课题得到辽宁工程技术大学青年基金(05-124),辽宁省教育厅基金项目(05L181),辽宁省高等学校重点实验室项目基金(20060370)的资助。

大学物理实验数据处理方法总结

有效数字 1、有效数字不同的数相加减时,以参加运算各量中有效数字最末一位位数最高的为准,最后结果与它对其,余下的尾数按舍入规则处理。 2、乘除法以参与运算的数值中有效位数最少的那个数为准,但当结果的第1位数较小,比如1、2、3时可以多保留一位(较小:结果的第一位数小于 有效数字最少的结果第一位数)! 例如:n=tg56° θ=56° d θ=1° θθθθθ2cos d d d dtg dn == 为保留) (,带入848.156n 15605.018056cos 1cos 22=?=∴?=??=≈?=?= ?tg n θθπθθ 3、可以数字只出现在最末一位:对函数运算以不损失有效数字为准。 例如:20*lg63.4 可疑最小位变化0.1 Y=20lgx 01.04 .631.010ln 2010ln 20ln 10ln 20≈===x dx dx dx x d dy 04.364.63lg 20=∴ 4、原始数据记录、测量结果最后表示,严格按有效数字规定处理。(中间过程、结果多算几次) 5、4舍5入6凑偶 6、不估计不确定度时,有效数字按相应运算法则取位;计算不确定度时以不确定度的处理结果为准。 真值和误差 1、 误差=测量值-真值 ΔN=N-A 2、 误差既有大小、方向与政府。 3、 通常真值和误差都是未知的。 4、 相对约定真值,误差可以求出。 5、 用相对误差比较测量结果的准确度。 6、 ΔN/A ≈ΔN/N 7、 系统误差、随机误差、粗大误差 8、 随机误差:统计意义下的分布规律。粗大误差:测量错误 9、 系统误差和随机误差在一定条件下相互转化。 不确定度 1、P (x )是概率密度函数 dx P dx x x P p )x (之间的概率是测量结果落在+当x 取遍所有可能的概率值为1. 2、正态分布且消除了系统误差,概率最大的位置是真值A 3、曲线“胖”精密度低“瘦”精密度高。 4、标准误差:无限次测量?∞∞-=-2 )()(dx X P A X x )(σ 有限次测量且真值不知道标准偏

实验数据处理基本方法

实验数据处理基本方法 数据处理是指从获得数据开始到得出最后结论的整个加工过程,包括数据记录、整理、计算、分析和绘制图表等。数据处理是实验工作的重要内容,涉及的内容很多,这里介绍一些基本的数据处理方法。 一.列表法 对一个物理量进行多次测量或研究几个量之间的关系时,往往借助于列表法把实验数据列成表格。其优点是,使大量数据表达清晰醒目,条理化,易于检查数据和发现问题,避免差错,同时有助于反映出物理量之间的对应关系。所以,设计一个简明醒目、合理美观的数据表格,是每一个同学都要掌握的基本技能。 列表没有统一的格式,但所设计的表格要能充分反映上述优点,应注意以下几点: 1.各栏目均应注明所记录的物理量的名称(符号)和单位; 2.栏目的顺序应充分注意数据间的联系和计算顺序,力求简明、齐全、有条理; 3.表中的原始测量数据应正确反映有效数字,数据不应随便涂改,确实要修改数据时,应将原来数据画条杠以备随时查验; 4.对于函数关系的数据表格,应按自变量由小到大或由大到小的顺序排列,以便于判断和处理。 二. 图解法 图线能够直观地表示实验数据间的关系,找出物理规律,因此图解法是数据处理的重要方法之一。图解法处理数据,首先要画出合乎规范的图线,其要点如下: 1.选择图纸 作图纸有直角坐标纸(即毫米方格纸)、对数坐标纸和极坐标纸等,根据作图需要选择。在物理实验中比较常用的是毫米方格纸。 2.曲线改直 由于直线最易描绘,且直线方程的两个参数(斜率和截距)也较易算得。所以对于两个变量之间的函数关系是非线性的情形,在用图解法时应尽可能通过变量代换将非线性的函数曲线转变为线性函数的直线。下面为几种常用的变换方法。 (1)c xy =(c 为常数)。令x z 1 = ,则cz y =,即y 与z 为线性关系。 (2)y c x =(c 为常数)。令2x z =,则z c y 21 =,即y 与z 为线性关系。 (3)b ax y =(a 和b 为常数)。等式两边取对数得,x b a y lg lg lg +=。于是,y lg 与x lg 为线性关系,b 为斜率,a lg 为截距。 (4)bx ae y =(a 和b 为常数)。等式两边取自然对数得,bx a y +=ln ln 。于是,y ln 与 x 为线性关系,b 为斜率,a ln 为截距。 3.确定坐标比例与标度 合理选择坐标比例是作图法的关键所在。作图时通常以自变量作横坐标(x 轴),因变量作纵坐标(y 轴)。坐标轴确定后,用粗实线在坐标纸上描出坐

质量数据分析和质量信息管理办法

内部资料 注意保存宝山钢铁股份有限公司特殊钢分公司 管理文件 文件编号:SWZ07016 第 1 版签发:王治政质量数据分析和质量信息管理办法 1 总则 1.1为了收集、分析各类质量数据和信息并及时传递和处理,更好地为质量管理体系的持续改进和预防措施提供机会,特制订本办法。 1.2本办法适用于宝山钢铁股份有限公司特殊钢分公司(以下简称:分公司)质量数据和质量信息的收集、分析等管理。 2管理职责分工 2.1 质量保证部负责质量数据和质量信息的归口管理,并负责质量指标、质量体系运行等方面数据和信息的收集、分析和传递。 2.2 制造管理部、特殊钢技术中心负责关键质量特性等方面的数据和信息收集、分析和传递。 2.3特殊钢销售部负责顾客满意度及忠诚度方面的数据和信息收集、分析和传递。 2.4 采购供应部负责原料、资材备件、设备工程供方数据和信息收集、分析和传递。 2.5 各有关生产厂、部负责本部门或本专业数据和信息收集、分析和传递。 3质量数据、信息收集的范围 3.1 需收集的质量数据、信息应能反映分公司产品实物质量和质量管理体系的运行状况,能反映分公司技术质量水平,并能为持续改进和预防措施提供机会。 3.2 数据、信息收集范围包括: 3.2.1质量合格率、不合格品分类、废品分类、质量损失等; 3.2.2关键质量特性、工艺参数等; 3.2.3体系审核中不合格项的性质和分布等; 3.2.4顾客反馈、顾客需求、顾客满意程度、顾客忠诚程度等;2006年1月12日发布 2006年1月12日实施

3.2.5供方产品、过程及体系的状况等。 4 数据分析的方法 4.1数据分析中应采用适用的数理统计方法。常用统计方法有:分层法、排列图法、因果图法、对策表、检查表、直方图法、过程能力分析、控制图法、相关及回归分析、实验设计、显著性检验、方差分析等。 4.2 产品开发设计阶段可使用实验设计和析因分析、方差分析、回归分析等,以优化参数。 4.3 在质量先期策划中确定过程控制适用的统计技术,并在控制计划中明确。 4.4 生产过程可使用控制图对过程变量进行控制以保持过程稳定;并可利用分层法、直方图法、过程能力分析、相关及回归分析等对过程进行分析,明确过程变差及影响过程因素的相关性,以改进过程;使用排列图法、因果图法等确定生产中的主要问题及其产生原因;使用对策表来确定纠正和预防措施。 4.5 产品验证中可使用检查表,并在检测中使用显著性检验,方差分析、测量系统分析等来进行检测精度管理,防止不合格品流入下道工序。 4.6 在质量分析、质量改进和自主管理活动中可使用分层法、排列图法、因果图法、对策表、直方图法、控制图法、相关和回归分析等。 5质量数据、信息的利用 5.1按规定定期向有关部门传递数据分析的结果,包括销售部每月应将用户异议情况反馈到质量保证部等部门,财务部每月将质量损失情况反馈质量保证部等部门,质量保证部通过编制质量信息日报,每天将实物质量情况向制造管理部、特殊钢技术中心或分公司主管领导传递。 5.2 应通过报告、汇报等形式及时向分公司领导报告数据、信息分析的有关文件,为分公司领导决策提供依据。 5.3 各部门应充分利用数据分析的结果,以寻求持续改进和预防措施的机会。 5.5经过汇总、整理和分析的数据和信息可通过管理评审、技术质量等有关专业工作会议和分公司局域网与相关部门进行沟通。 6质量信息(异常信息)管理

分形维数算法

分形维数算法 分形包括规则分形和无规则分形两种。规则分形是指可以由简单的迭代或者是按一定规律所生成的分形,如Cantor集,Koch曲线,Sierpinski海绵等。这些分形图形具有严格的自相似性。无规则分形是指不光滑的,随机生成的分形,如蜿蜒曲折的海岸线,变换无穷的布朗运动轨迹等。这类曲线的自相似性是近似的或统计意义上的,这种自相似性只存于标度不变区域。 对于规则分形,其自相似性、标度不变性理论上是无限的(观测尺度可以趋于无限小)。不管我们怎样缩小(或放大)尺度(标度)去观察图形,其组成部分和原来的图形没有区别,也就是说它具有无限的膨胀和收缩对称性。因些对于这类分形,其计算方法比较简单,可以用缩小测量尺度的或者不断放大图形而得到。分形维数 D=lnN(λ)/ln(1/λ) (2-20) 如Cantor集,分数维D=ln2/ln3=0.631;Koch曲线分数维D=ln4/ln3=1.262; Sierpinski海绵分数维D=ln20/ln3=2.777。 对于不规则分形,它只具有统计意义下的自相似性。不规则分形种类繁多,它可以是离散的点集、粗糙曲线、多枝权的二维图形、粗糙曲面、以至三维的点集和多枝权的三维图形,下面介绍一些常用的测定方法[26]。 (1)尺码法 用某个选定尺码沿曲线以分规方式测量,保持尺码分规两端的落点始终在曲线上。不断改变尺码λ,得到一系列长度N(λ),λ越小、N越大。如果作lnN~lnλ图后得到斜率为负的直线,这表明存在如下的幂函数关系 N~λ-D(2-21) 上式也就是Mandelbrot在《分形:形状、机遇与维数》专著中引用的Richardson公式。Richardson是根据挪威、澳大利亚、南非、德国、不列颠西部、葡萄牙的海岸线丈量结果得出此公式的,使用的测量长度单位一般在1公里到4公里之间。海岸线绝对长度L被表示为: L=Nλ~λ1-D(2-22) 他得到挪威东南部海岸线的分维D≈1.52,而不列颠西部海岸线的分维D≈1.3。这说明挪威的海岸线更曲折一些[27]。

数据分析管理办法

数据分析管理办法 1 目的 为规范有关数据、信息的确定、收集和分析工作,用以识别改进的方向并实施持续的改进,特制定本办法。 2 适用范围 本办法适用于公司职能部门、项目和专业公司的数据、信息收集、分析和处理活动。 3 规范性引用文件 Q/GDCF A101.001-2003 质量手册 4 职责 4.1 公司管理者代表负责组织、协调和领导公司数据收集和分析工作。 4.2 公司综合管理部是公司数据收集和分析的归口管理部门,负责收集、汇总和分析各类数据。 4.3 各职能部门、负责各自工作相关的数据的收集、分析,并将分析情况和利用结果向有关领导和部门报告。 4.4 相关供方应配合各职能部门进行相关数据的收集、分析。 5 管理内容与要求 5.1 数据的收集来自监视和测量的结果以及其他有关来源。可通过监视和测量的结果、审核结果、质量、职业健康安全和环境监查报告、记录、相关方来函的有关内容并通过报告、会议、座谈、走访、调查等其他形式及时或定期收集与管理体系运行有效性和产品、过程有关的数据。 5.2 与顾客满意度有关的数据(综合管理部收集) 从顾客的相关会议、相关报告或以其他形式对顾客满意度相关数据进行收集。 5.3 与内审有关的数据(综合管理部收集) 在每次内审结束后由综合管理部汇总与内审有关的以下数据: ——内审所发现的不符合项的数量以及重要不符合项与一般不符合

项的数量比例; ——不符合项所覆盖的部门的数量及比例。 5.4 与过程的监视和测量有关的数据 5.4.1 与管理职责有关的数据(综合管理部收集) 每次管理评审输入、输出信息,纠正和预防措施及其实施有效性的数据。 5.4.2 与资源管理有关的数据(综合管理部及相关职能部门收集) ——公司及相关供方有关管理、技术、作业、服务、检验试验等人员的信息和数据,以及各类专业职称、特殊岗位、持证人员的数据和信息; ——公司及相关供方员工总数与管理、技术、作业、服务、检验试验等人员之间的比例关系变化的数据; ——公司及相关供方的机械设备数据、设备完好率、利用率等数据及其变化和趋势; ——公司年度培训计划及实施情况的统计数据及培训有效性测定的数据。 5.4.3 与产品实现有关的数据(工程部及相关职能部门收集) ——工程项目的质量、职业健康安全和环境目标、指标的设置以及完成情况的数据或信息; ——与产品有关的要求的确定和评审的数据和信息(次数、内容); ——与采购过程有关的数据和信息: · 合格供方(物资和工程)名录动态信息和数据; · 供方对产品实现过程及工程最终各项参数的影响情况有关的数据,包括缺陷数、不合格品数、安全隐患数、隐患整改数等包括质量、职业健康安全和环境的各项参数、数据。 5.4.4 相关供方投入的资源,如劳动力、机械设备、监视和测量装置等配置及其变化的数据和信息; 5.4.5 工程项目的工期数、里程碑进度、调试进度、并网日期和移交生产日期等技术经济指标数据; 5.5 与产品的监视和测量有关的数据(工程部、生产准备部和相关职能部门收集) 5.5.1 与工程质量、职业健康安全和环境等验评结果有关的数据 ——单位工程和分部分项工程验评结果数据,计算合格率、优良率; ——汇总受监焊口数、抽监比例、焊口抽检一次合格率、优良率。 5.5.2 与不合格品控制有关的数据

实验数据处理的几种方法

1.4 实验数据处理的几种方法 物理实验中测量得到的许多数据需要处理后才能表示测量的最终结果。对实验数据进行记录、整理、计算、分析、拟合等,从中获得实验结果和寻找物理量变化规律或经验公式的过程就是数据处理。它是实验方法的一个重要组成部分,是实验课的基本训练内容。本章主要介绍列表法、作图法、图解法、逐差法和最小二乘法。 1.4.1 列表法 列表法就是将一组实验数据和计算的中间数据依据一定的形式和顺序列成表格。列表法可以简单明确地表示出物理量之间的对应关系,便于分析和发现资料的规律性,也有助于检查和发现实验中的问题,这就是列表法的优点。设计记录表格时要做到:(1)表格设计要合理,以利于记录、检查、运算和分析。 (2)表格中涉及的各物理量,其符号、单位及量值的数量级均要表示清楚。但不要把单位写在数字后。 (3)表中数据要正确反映测量结果的有效数字和不确定度。列入表中的除原始数据外,计算过程中的一些中间结果和最后结果也可以列入表中。 (4)表格要加上必要的说明。实验室所给的数据或查得的单项数据应列在表格的上部,说明写在表格的下部。 1.4.2 作图法 作图法是在坐标纸上用图线表示物理量之间的关系,揭示物理量之间的联系。作图法既有简明、形象、直观、便于比较研究实验结果等优点,它是一种最常用的数据处理方法。 作图法的基本规则是: (1)根据函数关系选择适当的坐标纸(如直角坐标纸,单对数坐标纸,双对数坐标纸,极坐标纸等)和比例,画出坐标轴,标明物理量符号、单位和刻度值,并写明测试条件。 (2)坐标的原点不一定是变量的零点,可根据测试范围加以选择。,坐标分格最好使最低数字的一个单位可靠数与坐标最小分度相当。纵横坐标比例要恰当,以使图线居中。 (3)描点和连线。根据测量数据,用直尺和笔尖使其函数对应的实验点准确地落在相应的位置。一张图纸上画上几条实验曲线时,每条图线应用不同的标记如“+”、“×”、“·”、“Δ”等符号标出,以免混淆。连线时,要顾及到数据点,使曲线呈光滑曲线(含直线),并使数据点均匀分布在曲线(直线)的两侧,且尽量贴近曲线。个别偏离过大的点要重新审核,属过失误差的应剔去。 (4)标明图名,即做好实验图线后,应在图纸下方或空白的明显位置处,写上图的名称、作者和作图日期,有时还要附上简单的说明,如实验条件等,使读者一目了然。

简单分形维数的探究

简单分形及维数的研究 (河南大学,物理与电子学院,物理学,河南开封,475004)摘要:本文介绍了分形、维数的相关知识,并以简单分形做例子进行了演示,又求得了Sierpinski三角分形及埃侬映射的维数。 关键词:分形,维数,程序设计。 一、分形 分形(fractal)是指由各部分组成的形态,每个部分以某种方式与整体相似。对这一描述加以引伸,它可以包括以下含义: 分形可以是几何图形,也可以是由“功能”或“信息”架起的数理模型;分形可以同时具有形态、功能和信息三方面的自相似性,也可以只有其中某一方面的自相似性。 分形的创建历史: (1)曼德勃罗在美国《科学》杂志上发表论文《英国的海岸线有多长》震惊学术界(1967 年)。 (2)法兰西学院讲演报(1973年)。 (3)“病态”“数学怪物”命名——分形(Fractal)(1975年)。 (4)法文版《分形对象:形、机遇和维数》出版(1975年)。 (5)英文版《分形:形、机遇和维数》出版(1977年)。 (6)英文版《大自然的几何学》出版(1982年) 。 分形是由Mandelbrot在20世纪70年代为了表征复杂图形和复杂过程而引入自然领域的。原意是破碎的、不规则的物体。分形分为两类,规则分形,又称决定类的分形,它是按一定的规则构造出的具有严格自相思的分形;另一类是无规则的分形,它是在生长现象中和许多物理问题中产生的分形,其特点是不具备严格意义上的自相似,只是在统计意义上是自相似的。本文研究的是规则分形。 有以上可知,自相似性是分形最大的几何特征。下面我们就科赫曲线和Sierpinski对此进行讨论。 1、科赫曲线 科赫曲线的生成方法:把一条曲线三等分,中间的一段用夹角为60的折线替代,得到第一个生成元;把第一个生成元中的每一条直线都用生成元迭代,得到第二个生成元;经过无数次迭代,即可得到科赫曲线。 实现程序如下: s=[0,1];t=[0,0];n=8; for j=1:n

物理实验数据处理的基本方法

1引言 物理学的理论是通过观察、实验、抽象、假说等研究方法,并通过实验建立起来的。所以,物理学从根本上讲是一门实验科学,科学实验在物理学的形成和发展中处于主导地位。在物理学的发展中,人类积累了丰富的实验方法,创造出各种精密的仪器设备,促进了物理实验技术的提高。物理实验中的研究方法、观察与分析手段、各种常规和精密的仪器设备在现代科学和工程实践中均具有极大的普遍性、综合性、多样性和广延性,促进了物理学的发展、自然科学的变革、以及工业技术的革命。 物理实验是人为地创造出一种条件,按照预定计划,以确定顺序重现一系列物理过程或物理现象,其目的不仅要让学生受到严格的、系统的物理实验技能训练,掌握物理科学实验的基本知识、方法和技术,更重要的是要培养学生严谨的科学思维能力和创新精神,培养学生理论联系实际、分析和解决问题的能力。 科学实验的目的是为了找出事物的内在规律,或检验某种理论的正确性,或准备作为以后实践工作的依据。在物理实验中,我们要对一些物理量进行测量,得到与之相关的数据,而对实验数据进行记录、整理、计算、作图和分析,去粗取精,去伪存真,得到最终结论和实验规律的过程称为数据处理。数据处理是否科学,决定科学结论能否建立与推广,它是物理实验教学中培养学生实验能力和素质的重要环节。数据处理的中心内容是估算待测量的最佳值,估算测量结果的不确定度或寻求多个待测量间的函数关系。不会处理数据或数据处理方法不当,就得不到正确的实验结果。由此可知,数据处理在整个实验过程中有着举足轻重的地位。在物理实验中常用的数据处理方法有列表法、作图法、图解法、逐差法和最小二乘法(直线拟合)等,下面就各方法的内容作详细的介绍。 2列表法

【管理制度】数据分析管理办法

数据分析管理办法 1 目的 为规范有关数据、信息的确定、收集和分析工作,用以识别改进的方向并实施持续的改进,特制定本办法。 2 适用范围 本办法适用于公司职能部门、项目和专业公司的数据、信息收集、分析和处理活动。 3 规范性引用文件 Q/GDCF A101.001-2003 质量手册 4 职责 4.1 公司管理者代表负责组织、协调和领导公司数据收集和分析工作。 4.2 公司综合管理部是公司数据收集和分析的归口管理部门,负责收集、汇总和分析各类数据。 4.3 各职能部门、负责各自工作相关的数据的收集、分析,并将分析情况和利用结果向有关领导和部门报告。 4.4 相关供方应配合各职能部门进行相关数据的收集、分析。 5 管理内容与要求 5.1 数据的收集来自监视和测量的结果以及其他有关来源。可通过监视和测量的结果、审核结果、质量、职业健康安全和环境监查报告、记录、相关方来函的有关内容并通过报告、会议、座谈、走访、调查等其他形式及时或定期收集与管理体系运行有效性和产品、过程有关的数据。 5.2 与顾客满意度有关的数据(综合管理部收集) 从顾客的相关会议、相关报告或以其他形式对顾客满意度相关数据进行收集。 5.3 与内审有关的数据(综合管理部收集) 在每次内审结束后由综合管理部汇总与内审有关的以下数据: ——内审所发现的不符合项的数量以及重要不符合项与一般不符合项的数量比例; ——不符合项所覆盖的部门的数量及比例。 5.4 与过程的监视和测量有关的数据 5.4.1 与管理职责有关的数据(综合管理部收集) 每次管理评审输入、输出信息,纠正和预防措施及其实施有效性的数据。 5.4.2 与资源管理有关的数据(综合管理部及相关职能部门收集) ——公司及相关供方有关管理、技术、作业、服务、检验试验等人员的信息和数据,以及各类专业职称、特殊岗位、持证人员的数据和信息; ——公司及相关供方员工总数与管理、技术、作业、服务、检验试验等人员之间的比例关系变化的数据; ——公司及相关供方的机械设备数据、设备完好率、利用率等数据及其变化和趋势; ——公司年度培训计划及实施情况的统计数据及培训有效性测定的数据。 5.4.3 与产品实现有关的数据(工程部及相关职能部门收集) ——工程项目的质量、职业健康安全和环境目标、指标的设置以及完成情况的数据或信息; ——与产品有关的要求的确定和评审的数据和信息(次数、内容); ——与采购过程有关的数据和信息: 精品资料网(https://www.360docs.net/doc/2f6725085.html,)专业提供企管培训资料

物理实验的基本方法及数据处理基本方法

摘要:物理学是实验性学科,而物理实验在物理学的研究中占有非常重要的地位。本文着重介绍工科大学物理实验蕴涵的实验方法,提出工科大学物理实验的新类型。并介绍相关的数据处理的方法。 关键词:大学物理实验方法数据处理 正文: 一、大学物理实验方法 实验的目的是为了揭示与探索自然规律。掌握有关的基本实验方法,对提高科学实验能力有重要作用。实验离不开测量,如何根据测量要求,设计实验途径,达到实验目的?是一个必须思考的重要问题。有许多实验方法或测量方法,就是同一量的测量、同一实验也会体现多种方法且各种方法又相互渗透和结合。实验方法如何分类并无硬性规定。下面总结几种常用的基本实验方法。 根据测量方法和测量技术的不同,可以分为比较法、放大法、平衡法、转换法、模拟法、干涉法、示踪法等。 (一)比较法 根据一定的原理,通过与标准对象或标准量进行比较来确定待测对象的特征或待测量数值的实验方法称为比较法。它是最普遍、最基本、最常用的实验方法,又分直接比较法、间接比较法和特征比较法。直接比较法是将被测量与同类物理量的标准量直接进行比较,直接读数直接得到测量数据。例如,用游标卡尺和千分尺测量长度,用钟表测量时间。间接比较法是借助于一些中间量或将被测量进行某种变换,来间接实现比较测量的方法。例如,温度计测温度,电流表测电流,电位差计测电压,示波器上用李萨如图形测量未知信号频率等。特征比较法是通过与标准对象的特征进行比较来确定待测对象的特征的观测过程。例如,光谱实验就是通过光谱的比较来确定被测物体的化学成分及其含量的。 (二)放大法 由于被测量过小,用给定的某种仪器进行测量会造成很大的误差,甚至小到无法被实验者或仪器直接感觉和反应。此时可以先通过某种途径将被测量放大,然后再进行测量。放大被测量所用的原理和方法称为放大法。放大法分累计放大法、机械放大法、电磁放大法和光学放大法等。 1、累计放大法在被测物理量能够简单重叠的条件下,将它展延若干倍再进行测量的方法称为累计放大法。例如,在转动惯量的测量中用秒表测量三线摆的周期。

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