6、统计与机器学习算法:线性回归与逻辑回归实战

统计与机器学习算法:线性回归与逻辑回归实战

1. 梯度下降与线性回归基础

在机器学习领域,梯度下降是一种常用的技术,用于通过多次迭代最小化模型的训练误差,从而优化预测变量的系数。它首先将系数初始化为零,然后不断更新系数以减少误差,直至达到最小均方误差。

梯度下降算法中有一个重要的超参数——学习率,它决定了算法向系数最优值移动的速度。如果学习率过大,算法可能会跳过最优解;如果过小,算法可能需要进行大量迭代才能收敛到最优系数值。因此,选择合适的学习率至关重要。

1.1 准备工作

我们将使用之前处理好的 HousePrices.csv 文件进行线性回归模型的构建。以下是导入所需库和设置工作目录的代码:

# import os for operating system dependent functionalities
import os
# import other required libraries
import pandas as pd
import numpy as np
import seaborn as sns
import matplotlib.pyplot as plt

# Set your working directory according to your requirement
os.chdir(".../Chapter 4/Linear Regression")
os.getcwd()

# 读取数据
df_housingdata = pd.read_csv("Final_HousePrices.csv")
<
### 三维形变分解方法LOS向量的二维投影 InSAR(合成孔径雷达干涉测量)技术通常只能获取地表沿雷达视线方向(Line-of-Sight, LOS)的形变信息。为了更全面地理解地表运动,常常需要将LOS方向的形变数据分解为二维或三维的地表位移分量。这一过程通常依赖于几何关系和观测条件的先验知识。 在二维分解中,假设地表形变主要发生在某一特定平面(如水平面或垂直-水平平面),可以通过多个不同视角(如升降轨)的LOS观测值建立线性方程组来求解二维分量。 #### 分解原理 对于给定的地面,其真实位移矢量可表示为: $$ \vec{u} = (u_e, u_n, u_z) $$ 其中 \( u_e \)、\( u_n \) 和 \( u_z \) 分别代表东向、北向和垂直方向的位移分量。 雷达卫星从某一角度观测该时,其LOS方向上的形变为: $$ d_{LOS} = \vec{u} \cdot \vec{v}_{LOS} $$ 其中 \( \vec{v}_{LOS} \) 是单位向量,表示雷达视线方向相对于地心坐标系的方向。 若采用两个不同轨道方向(例如升轨和降轨)的数据,则可以构建如下方程组: $$ \begin{cases} d_{LOS1} = a_1 u_e + b_1 u_n + c_1 u_z \\ d_{LOS2} = a_2 u_e + b_2 u_n + c_2 u_z \end{cases} $$ 其中 \( a_i, b_i, c_i \) 是由卫星入射角和方位角决定的方向余弦系数。 若仅考虑二维情况(如水平向东和垂直向上),则可以简化为两个未知数的问题,并通过两个LOS观测进行求解。 --- ### 实现代码示例 以下是一个基于Python的简单实现,用于将两个LOS观测值转换为二维位移分量(东向和垂直方向)。该示例假设已知卫星的入射角和方位角。 ```python import numpy as np def los_to_2d_components(los1, los2, inc_angle1, az_angle1, inc_angle2, az_angle2): """ 将两个LOS方向的形变观测值转换为二维位移分量(东向和垂直) 参数: los1, los2 -- 两个LOS方向的观测值(单位:mm) inc_angle1, az_angle1 -- 第一轨道的入射角和方位角(单位:度) inc_angle2, az_angle2 -- 第二轨道的入射角和方位角(单位:度) 返回: ue, uz -- 东向和垂直方向的位移分量(单位:mm) """ # 转换为弧度 inc1 = np.radians(inc_angle1) az1 = np.radians(az_angle1) inc2 = np.radians(inc_angle2) az2 = np.radians(az_angle2) # 构建LOS单位向量(东、北、上方向) def los_vector(inc, az): east = np.sin(az) * np.sin(inc) north = np.cos(az) * np.sin(inc) up = np.cos(inc) return np.array([east, north, up]) v1 = los_vector(inc1, az1) v2 = los_vector(inc2, az2) # 假设北向分量为0,构建二维问题 A = np.array([ [v1[0], v1[2]], [v2[0], v2[2]] ]) b = np.array([los1, los2]) # 解线性方程组 try: sol = np.linalg.solve(A, b) ue, uz = sol return ue, uz except np.linalg.LinAlgError: print("矩阵不可逆,请检查输入参数是否合理") return None, None # 示例调用 ue, uz = los_to_2d_components( los1=30.5, los2=18.7, inc_angle1=34.0, az_angle1=195.0, inc_angle2=36.0, az_angle2=165.0 ) print(f"东向位移: {ue:.2f} mm") print(f"垂直位移: {uz:.2f} mm") ``` --- ### 注意事项误差来源 - **大气延迟影响**:InSAR观测中的大气相位延迟会显著影响LOS形变精度,建议使用外部模型(如GACOS)进行校正[^3]。 - **轨道参数准确性**:精确的卫星轨道和姿态参数是保证解算精度的关键[^1]。 - **多轨道数据融合**:结合升降轨数据可以提高二维解算的稳定性,尤其适用于复杂地形区域[^4]。 ---
评论
成就一亿技术人!
拼手气红包6.0元
还能输入1000个字符  | 博主筛选后可见
 
红包 添加红包
表情包 插入表情
 条评论被折叠 查看
添加红包

请填写红包祝福语或标题

红包个数最小为10个

红包金额最低5元

当前余额3.43前往充值 >
需支付:10.00
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明:

1.余额是钱包充值的虚拟货币,按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载,可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值