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应用Matlab聚类方法分析大坝监测资料

维普资讯 http://www.wendangwang.com 第3 4卷第 1 1期 2 003年 11月 人民长江 Ya g z Rie n te vr V0 . 4. 1 3 No.1 1

No . v .

2 0 03

文章编号:0 1 19 2 0 )1 O6—0 10—4 7 (0 3 1一O 4 3

应用 Ma a t b聚类方法分析大坝监测资料 l 周洪波薛桂玉付成华 (汉大学水利水电学院,武湖北武汉 40 7 ) 3 0 2

摘要:用 It b聚类分析方法进行大坝安全监测资料分析,应 aa l具有方便、快速和提供分析参数多的优点。通过 江西洪门大坝水平位移监测资料分析的算例,细介绍了应用 Ma a详 tb聚类分析的过程。该算例说明了在大坝 l

安全监测资料分析中应用 Maa tb聚类分析工具的可行性: l不仅可以起辅助分析的作用,可以减少分析的工作还量,缩短分析时间,以利于及时分析整理,时掌握大坝运行状况。随 关键词: al;聚类分析;水平位移;大坝安全监测;资料分析;江西 M tb a 文献标识码:A 欧氏距离。

中圈分类号:T 6 8 1 V9 .

大坝安全监测的首要目的是掌握大坝的实际性状,判断为

大坝安全提供必要信息。我国《水库大坝安全管理条例》中明确 规定:大坝管理单位必须按照有关技术标准,大坝进行安全“对

而当样品中变量的单位选取不当时, ( )可能不能西 p就如实反应情况,导致结论错误。为克服这个缺点,常对数据进行 标准化处理。

监测和检查;监测资料应当及时整理分析,对随时掌握大坝运行状况”。而对于一些较为大型的水电工程,因各种监测项目多, 测点数量很大,如果对所有测点都进行详细分析,必需要大量势 的人力和时间,以做到及时整理分析。应用 M t b聚类分析难 al a

马氏距离公式表达为: =

(一 ) (一 ) ,S

以上公式中:i,= 12…,r。 ,, t当有类、和他们合并得新类 ,们的数目分别为 它 、

工具进行聚类分析不失为一种有效的数学方法,它具有方便、快速和提供分析参数多的优点。因此,以利用 Maa可 tb聚类分析 l方法帮助我们进行大坝监测资

料分析。

n和=

+n时,同距离定义如下:不 = mi d n e

( )最短距离法。 1 (∈ 6,∈ ) f (∈,∈ ) ( )最长距离法。 2

1 M fb聚类分析原理 aa l 聚类分析方法很多, db统计工具箱中的聚类分析应用 Maa的是系统聚类法 ( i ahcl ls r gMe os。这种聚类法是 H e ci ut i t d) ̄ a C en h

=mx a略 ( )中间距离法。 3 =

聚类分析中应用最为广泛的一种方法,其基本原理是: ( )将一定数量的样品或指标看成一类,时有 r类; 1这 t ( )计算各类之间的距离, 2将距离最近的两类并成一类; ( )计算新类与其余类的距离,将距离最近的两个类合 3再 并;

√12吉{ 瑶一 + D+ rr t

( )重心距离法。 4 =

瑶一r t r

rr t

()果类的个数仍大于 1则重复上述步骤,至将所有 4如,直 的样品(指标 )或合并为一类。 类与类之间的距离是一种衡量亲疏程度的指标,有各种计

( )离差平方和法。 5 =

D +

瑶一

算和定义方法。常用的距离计算方法主要有明可斯基距离和马 氏距离。 当有 r个样品或指标,个包含 m个变量时,同距离计 t每不

式中为任一类和间的距离;、、分别为 G、、 D 之间的距离。

以上除离差平方和法要求类与类之间的距离必须是欧氏距离外,它距离定义方法均可采用欧氏距离、其布洛克距离和明氏 距离 (P不为 1 2中的一种。经过搭配之后,和 )可衍生出 l 3种

算方法的公式如下。 明可斯基距离公式表达为:

d()={: eP l一咏 “ 当 P=1, ( )为布洛克距离;P=2时, ( )时 d 1即西 2即为收稿日期:I一1—2 2吆 D 1 2

系统聚类方法。通过计算各种方法的相关系数 c后,选其中挑 一

种方法进行聚类分析。c值表示数据与该分类结构的拟合程

度。该值越接近 1表示聚类效果越好。,

作者■介:月洙波, _男,武汉大学米刺水电学院,士研究生。硕

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