柴达木盆地盐湖水化学特征的对应聚类分析法VIP免费

第26卷第7期计算机与应用化学V01．26，No．72009年7月28日ComputersandAppliedChemistryJuly，2009柴达木盆地盐湖水化学特征的对应聚类分析法李梅兰1，吴启勋2(1．青海大学化工学院，青海，西宁，810016；2．青海民族学院化学系，青海，西宁，810007)摘要：目的：研究柴达木盆地盐湖的水化学特征。方法：对应聚类分析法直接处理柴达木盆地盐湖化学组成分析数据，以深入研究这些盐湖水样本的化学特征与化学组成和样硎来源的关系。结果：将样品点和盐湖化学组成变鼍反映到同一聚类轴的图形上，可实现分类，能够揭示出样品来源与变量之间的内在联系。结论：柴达木盆地盐湖的水化学特征属于硫酸镁亚型和氯化物型。关键词：柴达木盆地；盐湖；水化学特征；对应聚类分析中图分类号：0661．1；TQ015．9i06-39文献标识码：A文章编号：1001-4160(2009)07-943-947l引言近几年来，一些多元统计数据分析法，如主成分分析、因子分析以及判别分析等相继应用于研究湖水水化学特征等n-lo]。但这些方法的1个明显局限性就是样本与变量总是分别考虑的。因此，以因子分析为例，20世纪70年代提出了对应分析方法¨“15】。该方法综合了R型和Q型因子分析的优点，经过一定的数学变换，把变量和样品的载荷反映在相同的公因子轴上，这样就将变最和样本联系起来便于分析、解释和推断。但变量和样本分类带有随意性。本文尝试将对应分析和聚类分析结合起来应用于研究柴达木盆地盐湖水化学特征，发现柴达木盆地盐湖与其化学组成、分布地之间的关系，为合理解释柴达木盆地盐湖水化学特征提供了科学依据。．'．2硅应聚类分析法的原理对应聚类分析法的详细数学模型可参见文献[16—20]。这里简单介绍其原理；设有n个样本和P个指标的原始测量数据矩阵x={％}。⋯且勺>0，其主要计算步骤如下。(1)将原始测量数据矩阵X按行、列求和，并求出总和L总和r2蚤荟％2；扎2；算。并i．为行和(i=1，2，⋯，凡)，茹_为列和(J=1，2，⋯，p)(2)计算“中心一对称”矩阵Z：{乃}rtxpoi=1，2，⋯，n；J=l，2，⋯，P(3)进行R型因子分析。A=z7Z，取前m个特征根(贡献率要求大于80％以上)，即取m个公因子，计算其相应的单位化特征矢量e。、e：⋯e。，从而得到R型因子载荷矩阵，记为V。(4)进行Q型因子分析。可以证明，B=ZZ7与A有相同的特征根。因此计算(3)中A的前m个特征根计算相应于B矩阵的特征矢量e；‘=Ze。(i=1，2，⋯，m)，并将e‘+单位化，从而得到Q型因子载荷矩阵，记为u。r矿1(5)记分块矩阵F=I，，I-瓴)，(i=1，2，⋯，P+n；，=LUJ1，2，⋯，m)，对F矩阵做Q型聚类分析。(6)根据具体问题进行分析、解释和推断。3柴达木盆地盐湖水化学特征的对应聚类分析法3．1数据来源柴达木盆地盐湖水化学特征对应聚类分析研究所需用的原始数据，包括盐湖卤水(含晶间卤水)的化学组成和所属的水化学类型，均引自文献[21]。考虑到柴达木盆地盐湖中没有碳酸盐型盐湖，硫酸盐硫酸钠哑型盐湖也只有一例，因此我们随机选取部分硫酸盐硫酸镁亚型盐湖(7个)和全部氯化物盐型盐湖(4个)组成对应聚类分析样本(见表1)。3．2数据预处理化学组成作为对应聚类分析的变虽指标。采用对数变换方法压缩指标后，再采用指标变量除以其标准差的方法，无量纲化处理数据，以保证结论准确。收稿日期：2008．12-25；修回日期：2009．．04-28作者简介：李梅兰(1969一)，女，青海人．讲师，E—mail：youjiezi2008@yahoo．cn．等JJ勺万方数据计算机与应用化学2009，26(7)表l柴达木盆地盐湖的化学组成(ms／L)TablelChemicalcomponentofsMtlakesinQardⅢBasin(n【lg／L)．茶卡盐湖cakasaltlake柯柯盐湖kekesaltlake尕海smallsea唧esim大柴达木湖largeqardamlake小柴达木湖Bma]]qardamlake尕斯库勒湖gaskuhlak昆特依kuntiyi钾湖potassiumlake德宗马海DezongMasea察尔汁chaerhan东陵湖donninglake硫酸镁亚型magnesiumsulfatesubtype硫酸镁哑型magnesiumsulfatesubtype硫酸镁亚型sulfatesubtype硫酸镁亚型magnesiumsulfatesubtype硫酸镁哑型唧esiulnsulfatesubtype硫酸镁亚型magnesiumsulfatesubtype氯化物盐型chloridesalt氯化物盐型chloridesalt硫酸镁亚型magnesiumsulfatesubtype氯化物盐...