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多维标度法在海洋油指纹鉴别中的应用
时间: 2017-08-17 15:24 浏览次数:
摘要: 本文采用GC-MS 离子选择方法,分析了6 种不同溢油样品的油指纹诊断比值参数,利用多维标度法鉴别了6 种不同溢油样品,并与重复性限法进行了比对分析。结果表明: 多维标度法
摘要: 本文采用GC-MS 离子选择方法,分析了6 种不同溢油样品的油指纹诊断比值参数,利用多维标度法鉴别了6 种不同溢油样品,并与重复性限法进行了比对分析。结果表明: 多维标度法可高效进行大量样品油指纹分析的同时鉴定,能直观的表现研究对象之间的关系,实现油样的分类鉴别; 多维标度法与重复性限法相比,可简化两两样品之间对比繁琐的计算过程,避免不同油品多个诊断比值一致的情况下的误判,从而有效弥补、完善重复性限法和其他方法的一些不足,为海洋溢油事故指纹鉴定提供一些借鉴。
关键词: 多维标度法; 油指纹鉴别; 诊断比值 指纹膜制作
中图分类号: X55 文献标识码: A 文章编号: 1007-6336( 2017) 04-0609-06

      随着海上溢油事件的逐渐增多,快速、准确的油指纹鉴别方法受到越来越多的关注,如重复性限法、主成分分析法、聚类分析法、t 检验法等已经被广泛用于溢油鉴定。但是,由于油指纹特征比值参数众多,在实际的油指纹鉴别判断时,难于把握“多维”性问题,处理不当会出现误判。因此,如何有效降低判断的“多维性”,提高判断的客观性,是海洋油指纹鉴别面临的问题之一。多维标度法是一种表示研究对象之间相似程度的多元统计分析方法,有学者曾提出过将多维标度分析法用于溢油鉴别,但多维标度法在溢油鉴定中的实际应用过程和可行性报道甚少。为此,本文以几种不同的海洋实际溢油油品为例,在对比分析重复性限法基础上,研究多维标度法在油指纹鉴别中的应用,从而为今后海洋溢油事故指纹鉴定提供一些借鉴,为快速、高效的解决溢油来源问题并确定责任归属提供科学依据,对海洋环境的管理和保护具有重要意义。

多维标度法基本原理
      多维标度法( 简称MDS) 是一种在低维空间展示“距离”数据结构的多元数据分析技术,用于分析研究对象之间的相似性或差异性。MDS 按相似性数据测量尺度的不同可分为度量MDS 和非度量MDS; 按相似性矩阵的个数和模型的性质分为: 单矩阵多维标度、重复多维标度、权重多维标度。多维标度法目前已成为广泛用于经济学社会学和自然科学等领域的一种数学分析方法。
多维标度法的基本原理为: 通过创建多维空间图,以图中对象点之间的距离反映研究对象之间的相似性或差异性关系。设r 维空间中的n 个点表示为X1,X2,X3,…,Xn,用矩阵表示为X =( X1,X2,…,Xn) 。在多维标度法中,我们称X 为原始距离阵D 的一个拟合构件图,求得的n 个点之间的距离阵D 称为D 的拟合距离阵,D 和D 应该尽可能的接近。通过观察拟合构造点之间的距离即可分析研究对象之间的相似性和差异性,达到还原研究对象之间关系的目的。

      多维标度法的分析步骤: 首先选择需要进行比较分析的样品和适当的求解方法,确定和分析样品间的距离矩阵; 其次,选择适当的维度,得到距离阵的解,将样品之间的关系直观的表现出来并对结果进行解释; 最后,检验模型对样品的拟合情况并做出诊断。多维标度分析过程在SPSS 软件的支持下完成。

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