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海洋环境监测与数据分析海洋，这个占据了地球表面约 71%的广阔领域，对于人类的生存和发展具有极其重要的意义。
海洋不仅为我们提供了丰富的资源，如渔业资源、矿产资源和能源，还在调节全球气候、维持生态平衡等方面发挥着关键作用。
然而，随着人类活动的不断增加，海洋环境面临着越来越多的压力和挑战，如海洋污染、气候变化、生物多样性减少等。
为了保护海洋环境，实现海洋资源的可持续利用，海洋环境监测与数据分析变得至关重要。
海洋环境监测是指对海洋中的物理、化学、生物和地质等要素进行长期、系统、综合的观测和调查。
其目的是了解海洋环境的现状和变化趋势，及时发现海洋环境问题，为海洋环境保护和管理提供科学依据。
海洋环境监测的内容非常广泛，包括海水温度、盐度、酸碱度、溶解氧、营养盐、重金属、石油类污染物、浮游生物、底栖生物等。
监测的手段也多种多样，包括现场观测、实验室分析、卫星遥感、浮标监测等。
现场观测是海洋环境监测中最基本、最直接的方法。
通过在海上布设观测站点，定期采集海水、沉积物和生物样品，并进行现场测量和记录，可以获取第一手的海洋环境数据。
实验室分析则是对采集回来的样品进行进一步的检测和分析，以确定各种环境要素的含量和性质。
卫星遥感技术具有覆盖范围广、观测周期短、时效性强等优点，可以对大面积的海洋进行快速监测，获取海表面温度、叶绿素浓度、悬浮泥沙等信息。
浮标监测则是在特定海域投放浮标，通过传感器实时监测海洋环境参数，并将数据通过卫星传输回陆地。
海洋环境监测数据的分析是将监测获取的数据转化为有价值信息的关键环节。
数据分析的目的是揭示数据中隐藏的规律和趋势，评估海洋环境质量，预测海洋环境变化，为海洋环境保护和管理提供决策支持。
数据分析的方法包括统计分析、数值模拟、地理信息系统（GIS）分析等。
统计分析是最常用的数据分析方法之一。
通过对监测数据进行描述性统计，如均值、方差、极值等，可以了解数据的基本特征。
相关性分析可以揭示不同环境要素之间的关系，例如海水温度与盐度之间的关系，溶解氧与营养盐之间的关系等。
某高速铁路站车工频电场调查分析江华洲;邱永祥;王启;陈旭辉;张新宇【摘要】为了解某高速铁路站车工作场所的工频电场状况,对相关参数进行了测定.监测结果显示,CRH380B动车组车厢内的工频电场强度为0.001～0.845 kV/m,站台无动车停靠时工频电场强度为0.947 ～3.861 kV/m,有动车停靠时站台中部工频电场强度为0.558 ～1.271 kV/m,站台两端工频电场强度为0.735 ～3.033 kV/m,均低于5 kV/m的国家标准限值.【期刊名称】《铁路节能环保与安全卫生》【年(卷),期】2014(004)005【总页数】4页(P236-239)【关键词】高速铁路;动车组;工频电场【作者】江华洲;邱永祥;王启;陈旭辉;张新宇【作者单位】中国铁道科学研究院节能环保劳卫研究所,北京 100081;中国铁道科学研究院节能环保劳卫研究所,北京 100081;哈尔滨铁路疾病预防控制中心,黑龙江哈尔滨 150001;哈尔滨铁路疾病预防控制中心,黑龙江哈尔滨 150001;中国铁道科学研究院机车车辆研究所,北京 100081【正文语种】中文【中图分类】R135随着国民经济快速发展，我国铁路动车组已经大量投入运用。
目前，动车的动力是由25 kV 50 Hz交流(AC)动力电提供，车厢顶部的接触网动力电以及安装在车厢底部的牵引变压器、变流器、电机等设备产生的工频电场对高速铁路站车工作场所环境的影响应当值得考虑。
因此工频电磁场对人体健康的潜在影响也越来越为大家所关注。
为了解高铁列车车厢及站台工频电场强度状况，开展了本次调查研究。
1 材料和方法1．1 调查对象选择某铁路局客运段值乘的CRH380B动车组作为研究对象，对7套车底共33节车厢进行测量。
选择司乘人员正常工作的区域，包括车厢过道、车厢窗口、车厢连接处、机械监控室、餐车吧台、司机室进行测量，测量高度选择头部(1．5～1．7 m)和胸部(1．1 ～1．3 m)位置。
基于GIS系统的海洋环境监测数据分析一、引言海洋环境监测是保障海洋生态环境和海洋资源合理开发利用的重要手段，也是加强海洋资源管理与保护的必要条件。
GIS（地理信息系统）技术的发展为海洋环境监测研究提供了新的方法和手段。
本文将从海洋环境监测的概念和GIS技术的特点入手，探讨GIS系统在海洋环境监测中的应用和数据分析方法。
二、海洋环境监测海洋环境监测是通过测量、观测、分析、评价和预报，对海洋环境质量进行动态综合监控与评估。
海洋环境监测的指标主要包括海水质量、沿海海域环境及海底生态环境等方面。
在海洋环境监测中，不同指标之间相互影响，因此要进行多元综合分析。
利用GIS系统可以快速绘制海区地图，并将各类监测数据进行空间化、图像化处理，为环境监测提供良好的辅助手段。
三、GIS技术特点GIS技术是一种将地理信息与数据库管理系统相结合的计算机系统，不仅能够处理各种地理信息数据，而且可以将这些数据以不同的形式直观地呈现出来。
GIS技术具有以下特点：1、空间化特点：将地理位置信息与时间和属性信息相结合，实现空间信息的可视化。
2、数据模型特点：GIS系统在数据管理方面具有完善的模型，可以容纳不同来源、不同格式的数据。
3、分析处理特点：GIS系统具有空间分析和空间统计功能，扩展了数据分析的范围和深度。
4、可视化呈现特点：GIS系统将数据通过地图、图表和时序图等多元形式表现，用户可以通过不同的视图获得多方面的信息。
以上特点充分展示了GIS技术在数据处理和表现上的优点，为海洋环境监测提供了高效的数据管理和可视化分析方法。
四、GIS系统在海洋环境监测中的应用1、海洋环境质量监测GIS系统可以用于海洋环境质量监测，主要通过以下三个方面实现：（1）绘制海洋环境质量空间分布图：通过采集多尺度、多源数据，并在GIS系统中进行数据整合、地理编码和空间分析，绘制海洋环境质量空间分布图。
（2）海洋环境质量指标分析：GIS系统可以对海洋环境质量指标进行统计和分析，实现对海洋环境质量指标的把握。
如何进行海洋物理环境测量与分析海洋是地球上最广阔的生态系统之一，它承载着丰富的生物资源，调节着气候变化。
为了更好地保护和管理海洋资源，了解海洋的物理环境非常重要。
本文将介绍如何进行海洋物理环境测量与分析。
一、介绍海洋物理环境海洋物理环境是指海洋中各种物理要素的状态和变化，包括海洋温度、盐度、流速、波浪、海流等。
这些要素对生物、水文、气象等领域都有着重要的影响。
因此，了解海洋物理环境对于研究海洋生态系统、海洋气象以及预测天气情况都非常必要。
二、海洋物理环境测量方法1. 海洋温度和盐度的测量海洋温度和盐度是基本的海洋物理要素。
测量海洋温度和盐度的方法主要有CTD采样和卫星遥感两种。
CTD采样是通过采集海洋中的水样，并利用传感器进行温度和盐度的测量。
卫星遥感则是利用卫星传感器测量海洋表面的温度和盐度。
2. 海洋流速的测量海洋流速是指海洋中水流的速度和方向。
测量海洋流速的方法主要有声学测流仪和浮标测流两种。
声学测流仪是通过发射声波，并利用回波的时间差来计算水流的速度和方向。
浮标测流则是通过在海洋中投放浮标，并利用浮标的位置变化来计算水流的速度和方向。
3. 海洋波浪的测量海洋波浪是指海洋表面的波浪运动。
测量海洋波浪的方法主要有浮标测浪和雷达测浪两种。
浮标测浪是通过在海洋中放置浮标，并利用浮标的位置变化来计算波浪的高度和周期。
雷达测浪则是利用雷达波测量海洋表面的波浪运动。
三、海洋物理环境分析方法1. 数据处理与分析在测量得到海洋物理环境数据后，需要进行数据处理与分析。
常见的数据处理方法包括数据清洗、插值和平滑处理。
数据清洗主要是对测量数据中的异常值和噪声进行处理。
插值和平滑处理则是为了得到更加连续和平缓的数据。
2. 可视化与模拟在对海洋物理环境进行分析的同时，也需要将分析结果进行可视化与模拟。
可视化可以借助于地理信息系统（GIS）软件或者绘图工具，将测量数据以图形的形式展示出来。
模拟则是通过建立数学模型，对海洋物理环境进行模拟和预测。
第30卷 第5期 海 洋 通 报 V ol. 30, No. 5 2011年10月 MARINE SCIENCE BULLETIN Oct. 2011收稿日期：2009-05-03；修订日期：2011-05-25基金项目：国家海洋局南海分局海洋科学技术局长基金项目（0817）；国家海洋公益性行业科研专项项目（200905010-6）。
作者简介：周鹏 ( 1976－)，男，硕士，主要从事海洋放射性质量监测与评价, 同位素海洋学等方向的研究。
电子邮箱：samzhou2@ 。
海洋环境放射性监测的数据处理中存在的问题周鹏1，李冬梅1，蒋跃进1，黄楚光1,2，方宏达1，梁谦林1，苏桂兴1,2，蔡伟叙1（1. 国家海洋局南海环境监测中心, 广东 广州 510300；2. 国家海洋局南海标准计量中心, 广东 广州 510300）摘 要：通过比较海洋环境放射性监测与其他海洋环境监测的异同点，介绍了海洋环境放射性监测数据处理的特点，标准差、仪器与方法探测限的推导方法和计算模式，提出了海洋环境放射性监测数据科学表征和科学判断模式，为准确评价海洋环境放射性污染提供重要依据，为海洋环境放射性监测的数据处理提供借鉴。
关键词：海洋监测；放射性；数据处理；标准差；探测限中图分类号：P734.24; X834 文献标识码：A 文章编号：1001-6932(2011)05-0544-07Some opinions on data processing in marine environmentalradioactivity monitoringZHOU Peng 1, LI Dong-mei 1, JIANG Yue-jin 1, HUANG Chu-guang 1, 2, FANG Hong-da 1,LIANG Qian-lin 1，SU Gui-xing 1, 2, CAI Wei-xu 1（1. South China Sea Environment Monitoring Center, SOA, Guangzhou 510300, China ； 2. South China Sea Standard and Metrology Center, SOA, Guangzhou 510300, China ）Abstract ：In comparison of radioactivity monitoring measurement and other non-radioactivity monitoring measurements, the basic feature of marine environmental radioactivity measurement and data processing methods have been introduced; standard deviation and detection limit of radioactivity measurement in marine environmental radioactivity monitoring are discussed and analyzed systematically in this paper. Simultaneously, the scientific representation and judgment mode about marine environmental radioactivity monitoring data are proposed for the accurate evaluation of radioactive pollution of the marine environment.Keywords ：marine monitoring; radioactivity; data processing; standard deviation; detection limit随着我国沿海核电工业的迅速发展，核电站周围海洋环境放射性监测和管理日益受到关注。
海洋环境参数海洋环境参数是指在海洋中测量和描述水文、气象、地形等物理、化学、生物等现象的一系列参数。
这些参数对于海洋研究、海洋资源开发和保护、海洋安全、环境保护以及气候变化等方面都有着重要的影响和作用。
下面，我们逐步分析探讨以下有关海洋环境参数的知识点。
一、海洋环境参数的分类1. 水文参数：是研究海水的物理和动态特性，主要包括温度、盐度、密度、流速、波浪、潮汐等。
2. 气象参数：是指在海洋上测量的气象参数，如风速、风向、气温、降雨量、大气压力等。
3. 地形参数：是指海洋地理环境的现象，如海底地形、海岸线、海啸等。
4. 化学参数：主要研究海水的化学成分和水质特征，如海水PH 值、溶解氧、营养物质含量等。
5. 生物参数：是研究海洋生态系统、海洋生物群落、海洋生物地理、海洋生物多样性等方面的参数，如海洋生物密度、物种组成和活动等。
二、海洋环境参数的测量和检测1. 海洋环境参数的测量需要调查和采集大量的数据，并根据精度和准确性等指标来比较分析。
测量设备包括：数据计等逐层递进的多种海洋水文设备，如CTD、MS、BOR、AWAC等，以及流量计、潮汐计等。
2. 海洋环境参数的监测可以通过定期检测来验证海洋生态环境的健康状况和功能，以及对海洋环境的监管和安全保障。
例如，水质监测可以用采样器采集水样、分析器进行分析。
三、海洋环境参数的态势分析海洋环境参数的态势分析是指对海洋环境参数的数据进行处理并进行环境评估，诊断海洋环境的变化和发展趋势，开展基于模型的预测和计算以及进行应对和管理。
从海洋环境参数的数据中，可以研究人类活动对海洋环境的影响以及海洋生态系统的健康状况、稳定性等因素，还可以解读海洋环境变化的原因以及海洋生态系统的演化趋势等。
四、海洋环境参数的应用海洋环境参数的应用最为广泛。
例如，水文参数用于导航和海洋资源开发的规划和实践，气象参数可以对海洋交通和渔业等方面进行长、中期的调度安排、预警和应急响应；化学参数则能够详尽地了解海洋环境的化学状态和水质，以及保障和规范海产品的质量和安全；生物参数可以了解和保护海洋生态功能和生物资源；而地形参数则可以在沿海开发中保证彻底的安全。
海上风电项目的海洋调查与选址分析随着人们对可再生能源的需求不断增加，海上风电项目变得越来越受关注。
海上风电项目具有许多优势，如风力资源充足、电力传输方便、对环境影响较小等。
然而，在进行海上风电项目之前，必须进行海洋调查与选址分析，以确保项目能够顺利实施并最大程度地利用海洋资源。
海洋调查是海上风电项目的第一步。
它旨在识别适合建设海上风电项目的潜在区域，并提供必要的环境、地质和物理数据。
海洋调查通常包括以下内容：1. 海洋资源评估：通过收集和分析历史气象数据，了解该海域的风能资源情况。
这有助于确定风能资源的潜力以及该地区的潜在发展能力。
2. 海洋生态环境调查：评估和监测海上风电项目对当地生物多样性和海洋生态系统的影响。
这包括鱼类、鸟类和海洋哺乳动物等生物的迁徙、繁殖和栖息地。
海洋生态环境调查能够帮助确定合适的建设区域，以降低对生物多样性的影响。
3. 海洋地质勘探：检测并了解海底地质特征，以确定适合建设风力发电机组的海域。
这包括海底地貌、沉积物类型和地质构造等。
海洋地质调查还能够识别地震活动、海底冲刷和沉降等可能对项目稳定性造成影响的因素。
海洋调查的结果将为风电项目的选址提供重要依据。
选址分析应综合考虑以下因素：1. 风能资源潜力：根据海洋调查中所收集的风能资源数据，确定最佳风力发电机组的位置。
选址应考虑风能资源的稳定性、强度和可持续性。
2. 电力传输便利性：选址应考虑到陆地和海底电缆的布置。
离陆地越近，电力传输成本越低，并且连接到电网更加稳定可靠。
3. 社会和经济影响：选址分析还应考虑社区的接受度和对当地经济的影响。
选择与渔业、航运和旅游等利益相关方进行合作和协商，以确保项目的可持续发展。
4. 环境影响评估：评估和减少对海洋生态系统的潜在影响，同时考虑保护和恢复生态系统的方案。
5. 工程技术可行性：选址应考虑到工程技术的可行性，包括建设风力发电机组的海底地质条件、海浪和风浪条件以及设计和维护的便利性。
海洋测量施测计划与方案一、引言二、海洋测量的目的1.了解海洋环境：包括海洋水体的温度、盐度以及水的浑浊度、氧含量等参数的测量，以及陆源物质、石油、化学品等污染物的监测，用于了解海洋环境的污染状况。
2.研究资源分布：通过测量海洋生物和底栖动植物、底质的分布情况，以及海洋中的矿产资源的分布和赋存状态，为开发利用海洋资源提供科学依据。
3.了解海洋生态系统：包括对海洋生物的种类、数量、分布以及生长状况等进行测量，以评估海洋生态系统的健康状况以及对生态系统的影响。
4.研究海洋气候变化：通过对海洋表面温度、气候变化指标以及海洋环流等参数的测量，研究海洋和大气相互作用对气候变化的影响。
三、海洋测量的方法1.船载测量：利用船舶携带的各种测量设备进行海洋测量，包括采集水样、底栖生物采集、地形测量等。
2.潜水器测量：利用潜水器如潜水艇或遥控水下机器人进行更深层次的海洋测量，以获取更详细的数据。
3.航空测量：利用航空器携带的测量设备进行海洋测量，例如利用航空激光雷达进行海底地形测量以及海洋生态系统的遥感。
4.卫星测量：利用卫星携带的遥感设备进行海洋测量，例如利用卫星测量海洋表面温度、盐度、海洋植被分布等。
四、测量工具和设备1.测温仪：用于测量海水的温度。
2.测盐仪：用于测量海水的盐度。
3.浑浊度计：用于测量海水的浑浊度。
4.氧分析仪：用于测量海水中的溶解氧含量。
5.水下相机：用于拍摄海洋生物和底栖动植物的图片和视频。
6.声纳测深仪：用于测量海洋的水深。
7.卫星遥感设备：包括海洋表面温度遥感仪、海洋盐度遥感仪等。
五、数据处理与分析1.收集数据：通过上述测量方法和工具获取的数据进行收集，包括海洋物理、化学、生物等各类参数。
2.数据处理：对收集到的数据进行清洗、分析、插值等处理，处理后的数据应准确、完整，以便后续研究使用。
3.数据分析：根据研究目的进行数据分析，例如通过对海洋环境数据的分析判断海洋污染程度，通过对生物数据的分析评估海洋生态系统的健康状况。
海洋环境监测的标准化与规范化在我们生活的这个蓝色星球上，海洋占据了地球表面约71%的面积，它不仅是生命的摇篮，也是人类赖以生存和发展的重要基础。
然而，随着人类活动的不断加剧，海洋环境面临着越来越多的威胁，如污染、过度捕捞、气候变化等。
为了保护海洋环境，实现海洋资源的可持续利用，海洋环境监测工作显得尤为重要。
而标准化与规范化则是海洋环境监测工作的基石，确保了监测数据的准确性、可比性和可靠性。
标准化与规范化在海洋环境监测中的重要性不言而喻。
首先，它们能够保证监测数据的质量。
在海洋环境监测中，涉及到众多的监测指标和方法，如果没有统一的标准和规范，不同地区、不同机构所采用的监测方法和设备可能会存在差异，导致监测数据缺乏可比性和一致性。
这样的监测数据不仅无法为科学研究和决策提供有力的支持，还可能会误导我们对海洋环境状况的判断。
其次，标准化与规范化有助于提高监测工作的效率。
有了明确的标准和规范，监测人员在进行采样、分析和数据处理等工作时，可以遵循统一的流程和方法，减少不必要的重复和错误，从而提高工作效率。
此外，标准化与规范化还能够促进国际间的交流与合作。
在全球化的背景下，海洋环境问题已经成为了一个全球性的挑战，各国之间需要加强交流与合作，共同应对。
而统一的标准和规范则为这种交流与合作提供了基础，使得不同国家的监测数据可以相互比较和共享，共同推动海洋环境保护事业的发展。
那么，如何实现海洋环境监测的标准化与规范化呢？这需要从多个方面入手。
首先，要建立完善的标准体系。
标准体系是海洋环境监测标准化与规范化的基础，它涵盖了监测指标、监测方法、监测设备、数据处理和质量控制等多个方面。
在制定标准时，需要充分考虑海洋环境的特点和监测工作的实际需求，同时也要借鉴国际上先进的标准和经验。
此外，标准的制定还应该具有前瞻性，能够适应未来海洋环境监测工作的发展和变化。
其次，要加强监测设备的标准化。
监测设备的准确性和稳定性直接影响着监测数据的质量。
海洋数据中的异常检测与异常数据分析引言：海洋是地球上最广阔的生态系统之一，承载着极为丰富的资源和生物多样性。
为了更好地保护海洋生态环境，提高海洋资源的利用效率，海洋数据的异常检测与异常数据分析变得尤为重要。
通过分析海洋数据中的异常现象，可以及时发现问题，采取相应的措施，有助于保护海洋环境和可持续发展。
一、海洋数据中的异常检测方法1. 统计方法统计方法常用于海洋数据中的异常检测。
通过对海洋数据的统计特征进行分析，可以寻找数据中的异常点。
常用的统计方法包括均值、方差、标准差等。
通过计算每个数据点与数据集的差异，可以识别出偏离正常范围的异常值。
2. 机器学习方法机器学习方法在海洋数据中的异常检测中也得到了广泛应用。
通过构建合适的异常检测模型，可以自动识别出存在异常的数据。
常用的机器学习算法包括聚类算法、离群点检测算法等。
这些方法可以根据数据的特点自动挖掘数据中的异常点。
3. 时间序列分析海洋数据中的异常检测也可以采用时间序列分析的方法。
通过分析数据在时间上的变化趋势，可以发现异常的数据点。
常用的时间序列分析方法包括平稳性检验、自相关分析、移动平均法等。
这些方法可以处理非平稳序列，并提取出异常数据。
二、海洋数据中的异常数据分析1. 异常原因分析在海洋数据中发现异常数据后，需要进行深入分析，找出引起异常的原因。
可能的原因包括数据采集误差、环境变化、人为干扰等。
通过对异常数据背后原因的分析，可以有针对性地采取相应的措施，避免类似异常再次发生。
2. 异常数据影响分析海洋数据中的异常点可能对后续数据分析和决策产生重要影响。
因此，需要对异常数据的影响进行分析。
可以通过数据预处理手段，或者针对异常数据采取特殊的处理方法，来减小异常数据对后续分析结果的影响。
3. 异常数据挖掘与利用异常数据中可能蕴含着有价值的信息。
对异常数据进行挖掘与利用，有助于发现新的规律和趋势。
可以通过数据可视化的方式，将异常数据与其他数据进行关联分析，寻找异常数据背后的潜在关系。
第３４卷 第４期２０１０年８月武汉理工大学学报（交通科学与工程版）Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｗｕｈａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（Ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ Ｓｃｉｅｎｃｅ ＆Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ）Ｖｏｌ．３４ Ｎｏ．４Ａｕｇ．２０１０实测海洋环境电场数据正态性检验＊ 收稿日期：２０１０－０４－１８ 包中华（１９８５－）：男，博士生，主要研究领域为导电媒质中的电磁场、军用目标特性及其信息处理技术等 ＊国防基金项目资助（批准号：５１４４４０７１０５ＪＢ１１）包中华１） 龚沈光１） 马 珂２） 蔡旭东１）（海军工程大学兵器工程系１） 武汉 ４３００３３） （海军航空军械修理所２） 上海 ２００４３６）摘要：海洋环境电场信号的正态性检验问题是舰船电场探测研究领域的一个重要问题．在对各种正态性检验方法作充分讨论的基础上，文中使用Ｑ－Ｑ图法和Ｅｐｐｓ－Ｐｕｌｌｅｙ法对实测的海洋环境电场数据进行了正态性检验．检验结果表明，在样本长度足够大的条件下，海洋环境电场具有良好的正态性．关键词：正态分布；正态性；海洋环境电场；Ｑ－Ｑ图检验；Ｅｐｐｓ－ｐｕｌｌｙ检验中图法分类号：ＴＪ７６０．６ＤＯＩ：１０．３９６３／ｊ．ｉｓｓｎ．１００６－２８２３．２０１０．０４．０３３ 正态分布是自然界最重要的分布，它能描述许多随机现象．在传统的信号处理过程中，通常都假设信号和噪声是正态分布的．在许多情况下，这种假设是合理的，并且这种合理性可以由中心极限定理来证明．尽管如此，随着研究的深入，人们认识到在不少的领域（如地震勘探、水声信号处理和生物医学工程等），正态假定是并不合理的．依据正态假定设计的信号处理系统，在非正态条件下会出现性能退化［１］．因此，在对实验数据进行分析和处理之前，经常有必要进行正态性的检验．本文基于舰船电场信号处理研究的需要，在对各种正态性检验方法作充分讨论的基础之上，依据实际测量的海上实验数据，对舰船电场信号的背景噪声信号———海洋环境电场信号的正态性进行检验．１ 检验方法传统的正态性检验方法主要有拟合优度检验和柯尔莫哥洛夫检验２种，但是这２种方法既可以检验总体是否服从正态分布，也可以检验总体是否服从其他分布，对正态性检验不具有特效，因而，功效较差．本文讨论ＧＢ／Ｔ４８８２－１９８５《正态性检验》及其２０００年的修订版所提出的几种正态性检验方法，这些方法在当时的国际上也是先进的［２－３］．对样本的正态性检验是一种特殊的假设检验，其零假设为Ｈ０：总体服从正态分布．根据备择假设的不同，正态性检验可分为有方向检验和无方向检验２种．然而，当没有关于样本的附加信息可以利用时，可以使用一种直观的图示方法（即Ｑ－Ｑ图法）来进行样本的正态性检验．下面分别讨论这３种方法．１．１ Ｑ－Ｑ图法Ｑ－Ｑ图法首先给出一张正态概率纸．它的横轴的刻度是均匀的，纵轴按标准正态分布的ｐ分位数均匀刻度，标上相应的ｐ值．正态概率纸上的坐标轴系统使得正态分布的分布函数呈一条直线．利用正态概率纸检验一组观测值是否服从正态分布，可按如下步骤进行．步骤１ 把ｎ个观测值按非降次序排列成ｘ（１）≤ｘ（２）≤…≤ｘ（ｎ） 步骤２ 把数对ｘ（ｋ），ｋ－３／８ｎ＋１／（）４（ｋ＝１，２，…，ｎ）画在正态概率纸上．如果所画的ｎ个点明显地不成一条直线，则拒绝零假设；如果这些点散布在一条直线附近，则可以粗略地说，样本来自正态分布．Ｑ－Ｑ图法有着直观、易使用和不需要先验信息的优点，其缺点是，检验有着比较大的主观性．１．２ 有方向检验当备择假设中指定了对正态分布偏离的形式时，检验成为有方向检验．有方向检验基于以下事实：正态分布的偏度为０，峰度为３．如果样本所代表的分布，其偏度不为０或峰度不为３，则不是正态分布．当真实分布与正态分布可能有差别的先验信息存在时，使用有方向检验才是恰当和必要的．如果不存在这种先验信息，不宜采用有方向检验．根据海洋环境电场的特点，本文不准备使用有方向检验，有关该种检验的详细讨论，可参考文献［２］．１．３ 无方向检验无方向检验是指备择假设中未指定对正态分布偏离的形式．当不存在真实分布与正态分布偏离形式的先验信息时，使用无方向检验是合适的．常用的无方向检验方法主要有Ｓｈａｐｉｒｏ－Ｗｉｌｋ检验和Ｅｐｐｓ－Ｐｕｌｌｅｙ检验２种．Ｓｈａｐｉｒｏ－Ｗｉｌｋ检验主要适合小样本条件（８≤ｎ≤５０）和备择假设为一个非对称分布（或低峰的近似对称分布）时使用，不适合海洋环境电场信号的特点．本文主要讨论Ｅｐｐｓ－Ｐｕｌｌｅｙ检验方法．Ｅｐｐｓ－Ｐｕｌｌｅｙ检验是一个无方向检验，它对多种备择假设都具有较高的功效．检验的统计量为ＴＥＰ＝１＋ｎ槡３＋２ｎ∑ｎｋ＝２∑ｋ－１ｊ＝１×ｅｘｐ－（ｘｊ－ｘｋ）２２ｍ｛｝２－槡２∑ｎｊ＝１ｅｘｐ－（ｘｊ－珚ｘ）２４ｍ｛｝２（１）式中：珚ｘ＝１ｎ∑ｎｊ＝１ｘｊ；ｍ２＝１ｎ∑ｎｊ＝１（ｘｊ－珚ｘ）２．观测值的次序是随意的，但应特别注意的是在整个计算中选定的次序必须保持不变．２ 海洋环境电场数据的获取海洋环境电场测量系统主要由两部分组成［４－６］：岸上控制主机和水下测量体，两者之间通过水密电缆相连．岸上控制主机包括一台计算机和一个通信ＭＯＤＥＭ．水下测量体则包括密封桶、电极支架、深度传感器、三轴电场传感器和置于密封桶内的测量设备．其中，测量设备由ＤＣ－ＤＣ电源模块、ＣＰＵ模块、１６位数据采集模块、通信模块、电子罗盘、信号调理电路和存储器等几个部分组成．系统框图如图１所示．系统的工作过程如下：计算机首先通过控制软件设定好采样的通道、频率和时间，接着发送ＭＯＤＥＭ拨号指令，同时启动水下测量体，等待图海洋环境电场测量系统框图图２ 海洋环境电场的静电场成份图３海洋环境电场的轴频电场成份图４静电场ＱＱ图法检验结果图５轴频电场ＱＱ图法检验结果α０．０１ ０．０２５ ０．０５ ０．１ｎ＝３０时ｎ＝５０时ｎ＝１００时ｎ＝２００时０．５６９０．５７４０．５８３０．５９００．４５９０．４６１０．４６４０．４６７０．３７１０．３７４０．３７６０．３７９０．２８８０．２９００．２９１０．２９０ 本文使用Ｅｐｐｓ－Ｐｕｌｌｅｙ方法对图２、３所示的海洋环境电场轴分量信号进行了正态性检验．在长为９５０ｓ的数据中，随机选取１０段样本，样本长度ｎ＝２００（即静电场为２０ｓ，轴频电场为８ｓ）．依据图６所示算法计算ＴＥＰ，结果见表２．将样本长度缩短一半，即ｎ＝１００．重复上述检验，得到的结果如表３所示． 利用上述方法，在海上实验所获得的４０余条近２００ｍｉｎ的海洋环境电场数据中随机选取的４００个样本，取定不同的ｎ进行正态性检验．统计这４００个样本的检验结果，得到了检验结果支持样本分布为正态分布的概率，示于表４，其中左边为静电场，右边为轴频电场．３．３ 结果分析依据实测数据Ｑ－Ｑ图检验和Ｅｐｐｓ－Ｐｕｌｌｅｙ检验的检验结果，关于海洋环境电场的正态性检验，可以得到如下的结论．·８７７·武汉理工大学学报（交通科学与工程版）２０１０年 第３４卷表２ ｎ＝２００时Ｅｐｐｓ－Ｐｕｌｌｅｙ检验结果样本起点／ｓ１７ １７０ ２３４ ３４１ ３８６ ４５２ ６１３ ６３８ ７４８ ７５４静电场ＴＥＰ值轴频电场ＴＥＰ值１．４６８ ５０．２２２ ４２．０１３ ９１．００１ ８３．４６０ ７０．０８９ １０．８９０ ００．０６３ ８１．９８２ ８０．１１７ ４６．５３１ ７０．２１７ ７１．３３１ ２０．１５３１２．４５７ ３０．２２５ ２１．２５０ ６０．１１０ ２０．９９１ １１．１１５ ５表３ ｎ＝１００时Ｅｐｐｓ－Ｐｕｌｌｅｙ检验结果样本起点／ｓ１３５ １７４ ２７２ ３４０ ４８７ ５３４ ６１４ ６２８ ７６８ ７７４静电场ＴＥＰ值轴频电场ＴＥＰ值０．３２５ ７０．７０６ ８０．９２３ ９０．１８１ １１．８６４ ５０．５７１ ７０．７３５ １０．０６１ ４０．８２２ ５０．５５１ ２１．７２３ ２０．５２４ ９１．６７４ ３０．２５４ ５１．３４３ ３０．２５０ ６２．２７０ ８０．２４７５４．４１５ １０．１１７ ４表４ Ｅｐｐｓ－Ｐｕｌｌｅｙ检验平均结果α０．０１ ０．０２５ ０．０５ ０．１ｎ＝５０时ｎ＝１００时ｎ＝２００时１７．５／８２．５７．５／９２．５２２．５／８７．５１０／７５７．５／８２．５１５／８２．５５／７０７．５／７５１０／７５２．５／６０２．５／６２．５２．５／７０ １）Ｑ－Ｑ图检验和Ｅｐｐｓ－Ｐｕｌｌｅｙ检验可以有效实现对海洋环境电场的正态性检验．从工程应用的角度来看，在没有关于样本分布先验信息的条件下，可以使用Ｑ－Ｑ图方法对样本的正态性作出粗略的判断．Ｅｐｐｓ－Ｐｕｌｌｅｙ检验适合小样本条件下正态性检验．２）无论是静电场还是轴频电场，其正态性都随着样本长度的增长而变好．由中心极限定理而知，这一结论是显而易见的．这一结论表明，只要样本长度足够长，可以将舰船电场信号的背景噪声视为高斯噪声．３）在相同样本长度下，相比于静电场，轴频电场的正态性更为明显．在文中所选定的抽样频率的前提下，海洋环境电场的轴频分量在信号长度大于１０ｓ（２５０个采样点）以后即具有较好的正态性；但是静电场分量要在信号长度大于５０ｓ（５００个采样点）以后才开始显示正态性．４ 结 束 语利用Ｑ－Ｑ图法和Ｅｐｐｓ－Ｐｕｌｌｅｙ方法对海洋环境电场数据的正态性进行了检验，检验结果表明了这两种方法的有效性．从现有的数据的处理结果来看，对于海洋环境电场，无论是静电场成分还是轴频电场成分，只要样本长度较长都能表现良好的正态性．参考文献［１］邱天爽，张旭秀，李小兵，等．统计信号处理［Ｍ］．北京：电子工业出版社，２００４．［２］梁小筠．正态性检验［Ｍ］．北京：中国统计出版社，１９９７．［３］国家标准局．ＧＢ／Ｔ４８８２－１９８５正态性检验［Ｓ］．北京：中国标准出版社，１９８５．［４］李 松．舰船电场目标特征提取与检测方法研究［Ｄ］．武汉：海军工程大学兵器工程系，２００８．［５］李 松，卢新城，龚沈光，等．基于１１２维谱的舰船轴频电场线谱提取［Ｊ］．武汉理工大学学报：交通科学与工程版，２００８，３２（５）：８９２－８９４．［６］林春生，龚沈光．舰船物理场［Ｍ］．北京：兵器工业出版社，２００７．Ｔｅｓｔ ｏｆ Ｎｏｒｍａｌｉｔｙ ｆｏｒ Ｍｅａｓｕｒｅｄ Ｍａｒｉｎｅ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｆｉｅｌｄ ＤａｔａＢａｏ Ｚｈｏｎｇｈｕａ１） Ｇｏｎｇ Ｓｈｅｎｇｕａｎｇ１） Ｍａ Ｋｅ２） Ｃａｉ Ｘｕｄｏｎｇ１）（Ｄｅｐｔ．ｏｆ Ｗｅａｐｏｎｒｙ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｎａｖａｌ Ｕｎｉｖ．ｏｆ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｗｕｈａｎ ４３００３３，Ｃｈｉｎａ）１）（Ｎａｖａｌ Ｒｅｐａｉｒ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ａｖｉａｔｉｏｎ Ａｒｍａｍｅｎｔ，Ｓｈａｎｇｈａｉ ２００４３６，Ｃｈｉｎａ）２）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｔ′ｓ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｗｈｅｔｈｅｒ ｔｈｅ ｍａｒｉｎｅ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｆｉｅｌｄ ｄａｔａ ａｃｃｏｒｄｓ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｎｏｒｍａｌｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｓ．Ｂａｓｅｄ ｏｎ ａ ｓｕｆｆｉｃｉｅｎｔ ｄｉｓｃｕｓｓｉｏｎ ｏｎ ｔｈｅ ｎｏｒｍａｌｉｔｙ ｔｅｓｔ ｍｅｔｈｏｄｓ，ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｃｈｏｏｓｅ ｔｈｅ Ｑ－Ｑ ｐｌｏｔ ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ ｔｈｅ Ｅｐｐｓ－Ｐｕｌｌｅｙ ｍｅｔｈｏｄ ｔｏ ｔｅｓｔ ｎｏｒｍａｌｉｔｙ ｆｏｒ ｔｈｅ ｍｅａｓｕｒｅｄ ｍａｒｉｎｅ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ ｅ－ｌｅｃｔｒｉｃ ｆｉｅｌｄ ｄａｔａ．Ｒｅｓｕｌｔｓ ｏｆ ｔｈｅ ｔｅｓｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｍａｒｉｎｅ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｆｉｅｌｄ ｄａｔａ ａｃｃｏｒｄｓ ｗｉｔｈｔｈｅ ｎｏｒｍａｌ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｓ ｗｅｌｌ ｉｆ ｉｔ ｉｓ ｌｏｎｇ ｅｎｏｕｇｈ．Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｎｏｒｍａｌ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ；ｎｏｒｍａｌｉｔｙ；ｍａｒｉｎｅ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｆｉｅｌｄ；Ｑ－Ｑ ｐｌｏｔ；Ｅｐｐｓ－ｐｕｌｌｙ·９７７· 第４期包中华，等：实测海洋环境电场数据正态性检验。
