第2章环境监测数据处理与结果评价 (课件）-《环境监测》同步教学（科学出版社）

环境监测数据处理与结果评价 第二章 【学习目标】 1.本章要求掌握监测实验室的基本要求和质量控制方法，熟练掌握监测数据的统计处理和结果表述的要求和方法； 2.了解环境标准物质及其分类方法； 3.通过本章学习，学生能够独立进行分析结果的统计处理和检验； 4.会利用Excel软件进行监测数据的有效处理，会制作简单的统计图表。 【必备知识】 1.正态函数分布曲线； 2.概率统计方法； 3.Excel的基本应用，数据的修约原则。 【选修知识】 统计图表的制作，分析结果准确度的评价。 项目： 计算机在环境监测数据统计、分析处理中的应用。 教学引导： 利用本章所学知识，对实验实训过程中测得原始数据汇总，并作恰当的数据处理，同时学会利用Excel软件作统计分析与作图。 【项目引导】 【课前思考题】 1.什么是有效数字？ 2.有效数字的位数是怎么确定的？ 3.如何确定数据的精度？ 4.如何利用Excel软件快速得到标准曲线回归方程并作出回归曲线? 第一节 监测数据处理 一、误差和偏差 （一）基本概念 1.真值与误差 2.最佳值与偏差 3.处理系统误差的一般知识 一、误差与偏差 1.真值与误差 任何一个物理量，在一定的条件下，都具有确定的量值，这是客观存在的，这个客观存在的量值称为该物理量的真值。测量的目的就是力求得到被测量的真值。我们把测量值与真值之差称为测量的绝对误差。 2.最佳值与偏差 算术平均值并非真值，但它比任一次测量值的可靠性都要高。当系统误差忽略不计时算术平均值可作为最佳值，称为近真值。我们把测量值与算术平均值之差称为偏差（或残差） 3. 处理系统误差的一般知识 1）发现系统误差的方法 理论分析法 实验比对法 数据分析法 2）系统误差的减小与消除 （1）减小与消除产生系统误差的根源 （2）利用实验技巧，改进测量方法 二、随机误差及其分布 （一）标准误差与标准偏差 采用算术平均值作为测量结果可以削弱随机误差。但是，算术平均值只是真值的估计值，不能反映各次测量值的分散程度。采用标准误差来评价测量值的分布程度是方便又可靠的。对物理量x进行n次测量，其标准误差（标准差）定义为 （二）平均值的实验标准差 如上所述，在我们进行了有限次测量后，可得到算术平均值X。X也是一个随机变量。在完全相同的条件下，多次进行重复测量，每次得到的算术平均值也由误差理论可以证明，算术平均值的实验标准差为 （三）随机误差的正态分布规律 随机误差又叫偶然误差。是由测定过程中某些偶然因素作用造成的。如测量环境大气压强的变化，仪器的微小变化，测试人员对试样处理时的微小差别等。这些不可避免的偶然原因，都将给测试结果带来一定的随机误差。由于误差是由不确定因素造成的，所以是可变的，因此随机误差又称为不定误差。 三、有效数字及运算规则 （一）有效数字的一般概念 我们把测量结果中可靠的几位数字加上可疑的一位数字，统称为测量结果的有效数字。 （二）直接测量量的效数字的读取 （三）间接测量量有数字的运算 （四）有效数字尾数的舍取法则 四、数据的处理和结果表述 （一）样本均数与总体总数差别的显著性检验 （二）两种测方法的显著性检验 1.狄克逊检验法 表2.1 狄克逊检验统计量Q计算公式 n值范围 可疑数据为最小值X1时 可疑数据为最大值Xn时 3～7 8～10 11～13 14～25 表2.2 狄克逊检验临界值（Qa）表 2.格鲁勃斯检验法 表2.3 格鲁勃斯检验临界值（Ta）表 第二节 监测结果的统计与评价 一、数据的统计和表示 （一）监测结果的表述 1.用算术均数代表集中趋势 2.用算术均数和标准偏差表示测定结果的精密度 3.用（ ， ）表示结果 （二）数据的检验和异常值处理 1. 均数置信区间和“t”值 二、结果的准确度及环境评价 （一）t 检验（样品均值与标准值间显著性差异检验） （二）F,t联合检验法（两组平均值间显著性差异检验） 第三节 回归分析与统计图表 一、一元线性回归分析 （一）相关和直线回归方程 （二） 相关系数及其显著性检验（回归方程检验） （一）相关和直线回归方程 1.确定性关系 例如欧姆定律V=IR，已知三个变量中任意两个就能按公式求第三个量。 2.相关关系 有些变量之间既有关系又无确定性关系，称为相关关系，它们之间的关系式叫回归方程式，最简