1.地梭梭生长量与气候因子的关联分析
下表为1995年3年梭梭逐月生长量(X0)、月平均气温(X1)、月降水量(X2)、月日照(X3)时数和月平均相对湿度(X4)的原始数据,试排出影响梭梭生长的关联序,并找出主要的影响因子。
灰色系统理论提出了灰色关联度的概念,它是提系统中两个因素关联性大小的量度,关联度的大小直接反映系统中的各因素对目标值的影响程度。
运用灰色关联分析法进行因素分析的一般步骤为:
第一步:确定分析数列。
确定反映系统行为特征的参考数列和影响系统行为的比较数列。
反映系统行为特征的数据序列,称为参考数列。
(Y)设参考数列(又称母序列)为Y = {Y (k)| k = 1,2,Λ,n};影响系统行为的因素组成的数据序列,称比较数列。
(X)比较数列(又称子序列)Xi = {Xi(k)| k = 1,2,Λ,n},i = 1,2,Λ,m。
第二步,变量的无量纲化
由于系统中各因素列中的数据可能因量纲不同,不便于比较或在比较时难以得到正确的结论。
因此为了保证结果的可靠性,在进行灰色关联度分析时,一般都要进行数据的无量纲化处理。
第三步,计算关联系数。
X
0(k)与x
i
(k)的关联系数
记,则
,称为分辨系数。
ρ越小,分辨力越大,一般ρ的取值区间为(0,1),具体
取值可视情况而定。
当时,分辨力最好,通常取ρ = 。
ξi(k)继比较数列xi的第k个元素与参考数列xo的第k个元素之间的关联系数。
第四步,计算关联度
因为关联系数是比较数列与参考数列在各个时刻(即曲线中的各点)的关联程度值,所以它的数不止一个,而信息过于分散不便于进行整体性比较。
因此有必要将各个时刻(即曲线中的各点)的关联系数集中为一个值,即求其平均值,作为比较数列与参考数列间关联程度的数量表示,关联度ri公式如下:
第五步,关联度排序
关联度按大小排序,如果r1 < r2,则参考数列y与比较数列x2更相似。
在算出Xi(k)序列与Y(k)序列的关联系数后,计算各类关联系数的平均值,平均值ri就称为Y(k)与Xi(k)的关联度。
本题解答过程:
第一步:数据处理
X 0(k)= {,,,,13,,18,,,,8,1 }
X 1(k)= {,,10,,,,,,22,18,, }
X 2(k)= {17,,,,,,,,,,, }
X 3(k)= {,,,137,,,,,,84,, }
X 4(k)= {81,79,75,75,77,79,83,86,83,82,81,82}
-81
第二步:计算关联系数
0min min ()()i x k x k -=|,,,-81︳=
0max max ()()i x k x k -=|,,,︳=
ρ,称为分辨系数。
ρ越小,分辨力越大,一般ρ的取值区间为(0,1),具体取值可视情况而定。
通常取ρ = 。
ξi (k )继比较数列xi 的第k 个元素与参考数列xo 的第k 个元素之间的关联系数。
0000min min ()()max max ()()
()()()max max ()()
i i i i i x k x k x k x k k x k x k x k x k ρερ-+-=
-+-
=
=
将相应0()x k 与()i x k 的数值代入式min max
max
()i k ερ∆+∆=
∆+∆中,得
ε1 ε2 ε3 ε4 第三步:算出关联度
由公式10
1
1()i i i R k n ε==∑分别计算出月平均气温(X1)、月降水量(X2)、月日照(X3)
时数和月平均相对湿度(X4)关于梭梭逐月生长量(X0)的关联度1,2,34,R R R R 。
1,2,34,R R R R = , , , ;
第四步:比较关联度大小得出结论
由1R >2R >4R >3R 说明梭梭逐月生长量与月平均气温关系最密切,而月降水量、月平均相对湿度和月日照的密切程度依次较小。
说明影响梭梭逐月生长量的主要影响因子是月平均气温。