二维曲线拟合

全面地介绍 将二维数据矩阵插值拟合为二维曲面方程——基于matlab 要利用matlab将二维数据矩阵拟合成一个二维曲面方程,首先,我们得明白什么是插值和拟合。下面,从对洋流数据的处理入手,先以一个基本的流程为例,进行问题的概述,然后介绍两种具体的方法。 阅读详情

一.相关基础理论知识

最近在学习这方面的知识,本文为网上资料的总结和自己的一些代码验证。
我们根据平面上的一些离散点绘制出一条近似曲线。如果曲线通过所有点,称为插值;如果曲线不一定通过点,而是以某种方式逼近这些点,称为拟合。
构造拟合曲线,通常有以下几种方法:
(1)最小二乘法;
(2)分段拟合法;
(3)…

1. 最小二乘法

根据解的存在情况,线性方程可以分为:

  1. 有唯一解的恰定方程组;
  2. 解不存在的超定方程组;
    (Ax=b,A为n×m矩阵,如果A列满秩,且n>m,方程组没有精确解,常用于数据拟合);
  3. 有无穷多解的欠定方程组;
    (Ax=b,A为n×m矩阵,如果A行满秩,且n<m);

在MATLAB中求解超定方程,有以下几种方法:

  1. 左除是建立在奇异值分解基础之上得到最小二乘法的解,因此最可靠;
x=A\b;
  1. 最小二乘法求解;
x=lsqnonneg(A,b);
  1. 广义逆,解不一定满足Ax=b,x只是最小二乘意义上的解;
x=pinv(A);

2. 广义逆(伪逆矩阵)

广义逆法(伪逆矩阵)是建立在对原超定方程直接进行 householder变换的基础上,其算法可靠性稍逊与(SVD)奇异值求解,但速度较快;以B=pinv(A)为例,函数返回矩阵A的伪逆矩阵。如果矩阵A是可逆(非奇异)的,那么pinv(A)与inv(A)的结果是一样的,而且pinv比inv效率低。但如果矩阵A是非方阵或奇异矩阵,则inv(A)不存在,但pinv(A)仍然存在,并表现出一些与逆矩阵类似的性质。

【定义】
令A是任意m x n矩阵,若G满足下述条件(Moore-penrose条件),称矩阵G是A的广义逆矩阵:
(1)GAG = G;
(2)AGA = A;
(3)AG为hermitian矩阵,即(AG)^H=AG;
(4)GA为hermitian矩阵,即(GA)^H=GA;

【测试】
在Matlab中,用以下几种方式求逆:
(1)直接求解:InvA = inv(A’*A)*A’; %求导,令导数为0,结果如下: InvA=(ATA)-1AT
(2)SVD分解:[U,Λ,V]=svd(A)
(3)QR分解:[Q,R]=qr(A)
(4)LU分解:[L,U]=lu(A)

 a=[1 2 3; 4 5 6; 23 3 6];
 b=inv(a);
 c=pinv(a);
 [U,D,V]=svd(a);
 D1
TensorFlow构建二维数据拟合模型(1) 知识图谱 TensorFlow运行机制 TensorFlow是基于计算图的深度学习编程模型 Tensor表示张量,其实质上是某种类型的多维数组 Flow表示基于数据流图的计算,实质上是张量在不同节点间的转化过程。 在TensorFlow中,计算图中的节点称为OP(即operation的缩写),节点之间的边描述了计算之间的依赖关系。 在计算过程中,一个节点可获得0或多个张量,产生0或多个张量。 TensorFlow程序通常被组织成图的构建阶段和执行阶段 在构建阶段,节点的执行步骤被描述. 阅读详情

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