27_Geoist流动重力平差_6

内容摘要:理解如何选择合适的模型去解决问题,明白参数设置的内涵和意义,是灵活应用GEOIST软件的关键。贝叶斯原理和ABIC值其含义是什么?今天我们从Occam准则入手,来谈谈如何看待这些好像越搞越复杂的平差方法。

1、模型与参数

对实际重力数据处理中出现的新问题,需要新的理论和模型支撑,但是当有多个模型或算法可供选择的时候,如何去合理使用方法和理解其中参数的意义呢?

前面为了解决非线性漂移、仪器格值和绝对测量不同步等问题,我们在平差方程中,引入了多个待确定参数。但是这种做法无疑将模型变的越来越复杂。

通过贝叶斯原理让我们从引入先验信息出发,可以通过数据来更合理地确定模型参数。传统的目标函数最小化问题,变成了后验概率最大化的问题,通过ABIC值小化来选择模型参数。这个最优化途径,可以让众多模型参数的调节过程,更容易自动化实现。

但是,我们也必须要说的是,模型参数的设置必须是合理的,过多的参数可以让拟合残差更小,但是直接后果是让模型更缺乏通用性。在机器学习领域,过多的模型参数可能很好地拟合数据,但是模型泛化能力会被降低。

因此,我们再回顾一下GEOIST中支持重力平差的几种算法中的模型和参数。

2、Occam's Razor原理

在很多地球物理反演中我们都看到过Occam这个单词。

奥卡姆剃刀定律是由14世纪英格兰的逻辑学家、圣方济各会修士奥卡姆的威廉(William of Occam,约1285年至1349年)提出。这个原理称为“如无必要,勿增实体”,即“简单有效原理”。

对于科学家,奥卡姆剃刀原理还有一种表述形式:如果你有两个或多个原理,它们都能解释观测到的事实,那么你应该使用简单或可证伪的那个,直到发现更多的证据。对于现象最简单的解释往往比较复杂的解释更正确,在选择算法或建模的过程中,记住:让事情保持简单!。

因此,对于时变重力平差算法的选择,也是同样适用这个道理。这个原理也常称为吝啬定律(Law of parsimony),或者称为朴素原则。

3、实战原则

在实际的平差过程中,模型参数越多肯定可以将实际数据拟合的越好。但是,复杂模型往往会使数据过度解释。

当引入更复杂模型来处理数据的时候,一定要非常小心,引入新参数就意味着新的不确定性。能用简单模型解释,绝不能用更复杂的模型。

另外,通过独立的检验方法,可以测试你选择方法的合理性。

比如在重力平差问题中,可以先用线性平差方法进行试算,通过残差分析和绝对重力检验,看看结果是否符合预期。

如果出现明显的非线性漂移问题,且测网中部分绝对重力点抽样验证时出现较大偏差,这时候再考虑用更复杂的模型。

对于多台仪器测量,当怀疑某台仪器格值误差较大时,可以分别用优化前后数据进行对比,看看残差特征那个更符合模型假设。

而对于有些测段可能无论如何也拟合不好,那么可以将其看作outlier,先舍掉再计算。

一句话总结:时变微重力数据处理有时候需要经验,相同的软件/程序,不同的使用者往往处理结果会存在较大差异。有经验的处理人员,对测网情况和仪器性能有基本的了解,这样在选择平差方法和参数估计的时候,可能更适合实际情况。一个好的平差结果,绝对不是残差越小越好,也不是模型参数越多越好,只有能在第三方独立检验中通过(对于流动重力而言就是测网中冗余的绝对重力测量值)才是最合理的。

©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
【社区内容提示】社区部分内容疑似由AI辅助生成,浏览时请结合常识与多方信息审慎甄别。
平台声明:文章内容(如有图片或视频亦包括在内)由作者上传并发布,文章内容仅代表作者本人观点,简书系信息发布平台,仅提供信息存储服务。

友情链接更多精彩内容