- 积分
 - 3395
 
	- 贡献
 -  
 
	- 精华
 
	- 在线时间
 -  小时
 
	- 注册时间
 - 2011-8-2
 
	- 最后登录
 - 1970-1-1
 
 
 
 
 
 
 | 
	
 
 
 楼主 |
发表于 2015-11-20 16:58:13
|
显示全部楼层
 
 
 
FORTRAN程序: 
      program main 
        parameter(m=105,n=30,mnl=n,np=4,ll=m) 
      parameter(ks=0,undef=-999.9) 
!-----input array 
      dimension f0(m,n),F(M,N) 
!-----work array 
      dimension gvt(ll,mnl),rgvt(ll,np),cof(mnl,n),rcof(np,n) 
!-----output arrays 
      dimension er(mnl,4),egvt(m,mnl),ecof(mnl,n) 
      dimension rer(np,2),regvt(m,np),recof(np,n) 
 
c-----read data 
      open(1,file='njrr12.txt') 
         do i=1,m 
c          read(1,101)(f0(i,j),J=1,N) 
          read(1,*)(f0(i,j),j=1,n) 
         end do 
 101  FORMAT(33F10.9) 
        close(1) 
c-----Remove the terrain or missing value. 
      l=0 
        do j=1,m 
          if(f0(j,1).ne.undef)then 
          l=l+1 
            do k=1,n 
            f(l,k)=f0(j,k) 
            enddo 
          endif 
        enddo 
      write(*,*)'ll=',l 
c-----call the subroutine 
      call reof(ll,n,mnl,np,f,ks,er,gvt,ecof,rer,rgvt,recof) 
c-----Add the terrain or missing value. 
      l=0 
        do i=1,m 
          if(f0(i,1).ne.undef)then 
            l=l+1 
            do k=1,n 
              egvt(i,k)=gvt(l,k) 
            end do 
                do k=1,np 
              regvt(i,k)=rgvt(l,k) 
            end do 
          else 
            do k=1,n 
              egvt(i,k)=undef 
            end do 
            do k=1,np 
              regvt(i,k)=undef 
            end do 
          endif 
        enddo 
!-----output the result         
c-----output the error 
ccccccccccccccccccccccccccccccc 
      open(99,file='bzh-l.txt') 
        write(99,*)((f(i,j),j=1,n),i=1,m) 
        close(99) 
ccccccccccccccccccccccccccccccc 
      OPEN(10,file='er.dat') 
    !  write(10,*)'error=',sum-tr 
      write(10,*)'EOF lanmda (eigenvalues) from big to small' 
        write(10,*)(er(i,1),i=1,mnl) 
        write(*,*)'lamda=' 
      write(*,*)(er(i,1),i=1,mnl) 
        write(10,*)'EOF accumulated eigenvalues from big to small' 
        write(10,*)(er(i,2),i=1,mnl) 
        write(10,*)'EOF explained variances' 
        write(10,*)(er(i,3),i=1,mnl) 
        write(10,*)'EOF accumulated explained variances' 
        write(10,*)(er(i,4),i=1,mnl) 
        write(10,*)'REOF explained variances' 
        write(10,*)(rer(i,1),i=1,np) 
        write(10,*)'REOF accumulated explained variances' 
        write(10,*)(rer(i,2),i=1,np) 
c-----output eigenvactors matrix of EOF 
      OPEN(11,FILE='egvt.dat',form='binary')         
        do i=1,m 
        write(11)(egvt(i,j),j=1,10) 
        end do 
        close(11) 
 
      OPEN(11,FILE='egvt.txt')         
        do i=1,m 
        write(11,102)(egvt(i,j),j=1,10) 
        enddo 
102        format(10f10.4) 
        close(11) 
c-----output time coefficients matrix of EOF 
      open(14,file='ecof.dat',form='binary') 
      do i=1,n 
        write(14)(ecof(j,i),j=1,10) 
        end do 
        close(14) 
 
      open(14,file='ecof-l.txt') 
      do i=1,n 
        write(14,102)(ecof(j,i),j=1,10) 
        end do 
        close(14) 
c-----output loading vectors of REOF 
      OPEN(21,FILE='regvt.dat',form='binary') 
      do i=1,m 
           write(21)(regvt(i,j),j=1,20) 
        end do  
        close(21) 
 
      OPEN(21,FILE='regvt.txt') 
      do i=1,m 
        write(21,103)(regvt(i,j),j=1,20) 
      end do 
103   format(20f10.4) 
        close(21) 
c-----output time coefficients matrix of REOF 
      OPEN(22,FILE='recof.dat',form='binary') 
      do j=1,n 
      write(22)(recof(i,j),i=1,np) 
        end do 
        close(22) 
 
      OPEN(22,FILE='recof.txt') 
      do j=1,n 
      write(22,104)(recof(i,j),i=1,np) 
        end do 
104   format(33f10.4) 
        close(22) 
      stop 
        end 
 
c----- 
      subroutine reof(m,n,mnl,np,f,ks,er,egvt,ecof,rer,regvt,recof) 
c-----input array 
      dimension f(m,n) 
c-----work arrays 
      dimension cov(mnl,mnl),s(mnl,mnl),d(mnl) 
c-----output arrays 
      dimension er(mnl,4),egvt(m,mnl),ecof(mnl,n) 
      dimension rer(np,2),regvt(m,np),recof(np,n) 
 
c---- Preprocessing data 
      call transf(m,n,f,ks)         
c---- Crossed product matrix of the data f 
      call crossproduct(m,n,mnl,f,cov,sum)         
c---- Eigenvalues and eigenvectors by the Jacobi method  
      eps=1e-7 
      call jcb(mnl,cov,s,d,eps) 
c---- Specified eigenvalues  
      call arrang(m,n,mnl,d,s,er,tr) 
        write(*,*)'error=',sum-tr         
c---- Normalized eignvectors and their time coefficients  
      call tcoeff(m,n,mnl,f,s,er,egvt,ecof)  
        write(*,*)'EOF accomplished' 
c-----linear transposed (rotate) 
      call rotaor(m,n,mnl,np,egvt,ecof,tr,rer,regvt,recof) 
        write(*,*)'REOF accomplished' 
c---- Specified eignvectors and time coefficients with  
c     explained variances of REOF (if you need) 
      call arrange2(m,n,np,regvt,recof,rer) 
 
      return 
      end 
 
      subroutine transf(m,n,f,ks) 
!-----input array 
      dimension f(m,n) 
!-----work array 
      dimension fw(n) 
           
      if(ks.eq.-1)return 
      if(ks.eq.0)then                !anomaly of f 
        do i=1,m 
          do j=1,n 
            fw(j)=f(i,j) 
          enddo 
          call meanvar(n,fw,af,sf,vf) 
          do j=1,n 
            f(i,j)=f(i,j)-af 
          enddo 
        enddo 
        return 
      endif 
      if(ks.eq.1)then                 !normalizing f 
        do i=1,m 
          do j=1,n 
            fw(j)=f(i,j) 
          enddo 
          call meanvar(n,fw,af,sf,vf) 
          do j=1,n 
            f(i,j)=(f(i,j)-af)/sf 
          enddo 
        enddo 
      endif 
      return 
      end 
 
c----- 
      subroutine crossproduct(m,n,mnl,f,cov,sum) 
!-----input array 
      dimension f(m,n) 
!-----work array 
        dimension cov(mnl,mnl) 
 
      if(n-m) 10,50,50 
  10  do 20 i=1,mnl 
      do 20 j=i,mnl 
        cov(i,j)=0.0 
        do is=1,m 
          cov(i,j)=cov(i,j)+f(is,i)*f(is,j) 
        enddo 
        cov(j,i)=cov(i,j) 
  20  continue 
      sum=0. 
        do i=1,mnl 
        sum=sum+cov(i,i) 
        end do 
        sum=sum/(mnl*1.) 
      return 
  50  do 60 i=1,mnl 
      do 60 j=i,mnl 
        cov(i,j)=0.0 
        do js=1,n 
          cov(i,j)=cov(i,j)+f(i,js)*f(j,js) 
        enddo 
        cov(j,i)=cov(i,j) 
  60  continue 
      sum=0. 
        do i=1,mnl 
        sum=sum+cov(i,i) 
        end do 
        sum=sum/(mnl*1.) 
      return 
      end 
 
c----- 
      subroutine jcb(m,a,s,d,eps) 
!-----input array 
      dimension a(m,m) 
!-----output arrays 
        dimension s(m,m),d(m) 
 
      do 30 i=1,m 
      do 30 j=1,i 
        if(i-j) 20,10,20 
  10    s(i,j)=1. 
        go to 30 
  20    s(i,j)=0. 
        s(j,i)=0. 
  30  continue 
      g=0. 
      do 40 i=2,m 
        i1=i-1 
        do 40 j=1,i1 
  40      g=g+2.*a(i,j)*a(i,j) 
      s1=sqrt(g) 
      s2=eps/float(m)*s1 
      s3=s1 
      l=0 
  50  s3=s3/float(m) 
  60  do 130 iq=2,m 
        iq1=iq-1 
        do 130 ip=1,iq1 
        if(abs(a(ip,iq)).lt.s3) goto 130 
        l=1 
        v1=a(ip,ip) 
        v2=a(ip,iq) 
        v3=a(iq,iq) 
        u=0.5*(v1-v3) 
        if(u.eq.0.0) g=1. 
        if(abs(u).ge.1e-10) g=-sign(1.,u)*v2/sqrt(v2*v2+u*u) 
        st=g/sqrt(2.*(1.+sqrt(1.-g*g))) 
        ct=sqrt(1.-st*st) 
        do 110 i=1,m 
          g=a(i,ip)*ct-a(i,iq)*st 
          a(i,iq)=a(i,ip)*st+a(i,iq)*ct 
          a(i,ip)=g 
          g=s(i,ip)*ct-s(i,iq)*st 
          s(i,iq)=s(i,ip)*st+s(i,iq)*ct 
  110     s(i,ip)=g 
        do 120 i=1,m 
          a(ip,i)=a(i,ip) 
  120     a(iq,i)=a(i,iq) 
        g=2.*v2*st*ct 
        a(ip,ip)=v1*ct*ct+v3*st*st-g 
        a(iq,iq)=v1*st*st+v3*ct*ct+g 
        a(ip,iq)=(v1-v3)*st*ct+v2*(ct*ct-st*st) 
        a(iq,ip)=a(ip,iq) 
  130 continue 
      if(l-1) 150,140,150 
  140 l=0 
      go to 60 
  150 if(s3.gt.s2) goto 50 
      do 160 i=1,m 
        d(i)=a(i,i) 
  160 continue 
      return 
      end 
 
c-----  
      subroutine arrang(m,n,mnl,d,s,er,tr) 
!-----input arrays 
      dimension d(mnl),s(mnl,mnl) 
!-----output array 
        dimension er(mnl,4) 
 
        tr=0.0 
      do 10 i=1,mnl 
        tr=tr+d(i)/(mnl*1.) 
        er(i,1)=d(i)/(mnl*1.) 
  10  continue 
      mnl1=mnl-1 
      do 20 k1=mnl1,1,-1 
      do 20 k2=k1,mnl1 
        if(er(k2,1).lt.er(k2+1,1)) then 
          c=er(k2+1,1) 
          er(k2+1,1)=er(k2,1) 
          er(k2,1)=c 
          do 15 i=1,mnl 
            c=s(i,k2+1) 
            s(i,k2+1)=s(i,k2) 
            s(i,k2)=c 
  15      continue 
        endif 
  20  continue 
      er(1,2)=er(1,1) 
      do 30 i=2,mnl 
        er(i,2)=er(i-1,2)+er(i,1) 
  30  continue 
      do 40 i=1,mnl 
        er(i,3)=er(i,1)*100./tr 
        er(i,4)=er(i,2)*100./tr 
  40  continue 
      return 
      end 
 
c----- 
      subroutine tcoeff(m,n,mnl,f,s,er,egvt,ecof) 
!-----input arrays 
      dimension f(m,n),s(mnl,mnl),er(mnl,4) 
!-----work arrays 
      dimension v(m),v1(n) 
!-----output arrays 
        dimension egvt(m,mnl),ecof(mnl,n) 
 
      do j=1,mnl 
        do i=1,m 
          egvt(i,j)=0. 
        enddo 
        do i=1,n 
          ecof(j,i)=0. 
        enddo 
      enddo 
c-----Normalizing the input eignvectors (c=sqrt(lamda)) 
      do 10 j=1,mnl 
        c=0. 
        do i=1,mnl 
          c=c+s(i,j)*s(i,j) 
        enddo 
        c=sqrt(c) 
        do i=1,mnl 
          s(i,j)=s(i,j)/c 
        enddo 
  10  continue 
c-----(m<n) 
      if(m.le.n) then        
          do js=1,mnl 
          do i=1,m 
            egvt(i,js)=s(i,js) 
          enddo 
        enddo 
        do 30 j=1,n 
          do i=1,m 
            v(i)=f(i,j) 
          enddo 
          do is=1,mnl 
            do i=1,m 
              ecof(is,j)=ecof(is,j)+v(i)*egvt(i,is) 
            enddo 
          enddo 
  30    continue 
      else 
c-----(m>n) 
        do 40 i=1,m 
          do j=1,n 
            v1(j)=f(i,j) 
          enddo 
          do js=1,mnl 
          do j=1,n 
            egvt(i,js)=egvt(i,js)+v1(j)*s(j,js) 
          enddo 
          enddo 
  40    continue 
 
        do 50 js=1,mnl 
          do j=1,n 
            ecof(js,j)=s(j,js)*sqrt(abs(er(js,1))) 
          enddo 
          do i=1,m 
            egvt(i,js)=egvt(i,js)/sqrt(abs(er(js,1))) 
          enddo 
  50    continue         
 
      do js=1,mnl 
          do i=1,m 
          egvt(i,js)=(sqrt(abs(er(js,1)/(mnl*1.0))))*egvt(i,js)  
          end do 
          do i=1,n 
            ecof(js,i)=(ecof(js,i))/(sqrt(abs(er(js,1)/(mnl*1.0)))) 
          end do 
        end do 
        end if 
      return 
      end 
 
c----- 
        subroutine rotaor(m,n,mnl,np,egvt,ecof,tr,rer,regvt,recof) 
c-----input arrays 
        dimension egvt(m,mnl),ecof(mnl,n)          
c-----work arrays         
        dimension h(m),st(np),vrlv(50),er(mnl,4),s(m,np) 
c-----output arrays          
      dimension regvt(m,np),recof(np,n),rer(np,2) 
      integer t,k 
 
      write(*,*)'rotate beginning' 
c-----Take out forward NP eigenvectors to rotate 
      do j=1,np 
        do i=1,m 
            regvt(i,j)=egvt(i,j) 
          end do 
        end do 
c-----Take out forward NP time coefficients to rotate 
      do i=1,np 
        do j=1,n 
                recof(i,j)=ecof(i,j) 
        end do 
        end do 
c-----compute the common degree 
      do i=1,m 
          h(i)=0.0 
        do j=1,np 
                 h(i)=h(i)+regvt(i,j)**2 
        end do 
        end do 
      do i=1,m 
          h(i)=sqrt(h(i)) 
      end do 
c-----compute the variance of the variance contribution by per common degree  
c-----(equal to the ratated one) 
      vrlv0=0.0 
      do k=1,np 
          g1=0.0 
        g2=0.0 
        do i=1,m 
                g1=g1+(regvt(i,k)**2/h(i)**2)**2/real(m) 
                g2=g2+(regvt(i,k)**2/h(i)**2)/real(m) 
        end do 
          g2=g2**2 
          vrlv0=vrlv0+g1-g2 
      end do 
c-----rotated 
      lll=0 
        write(*,*)'rotate times' 
 800  continue 
      do 505 t=1,np 
      do 505 k=1,np 
        if(t.ge.k) goto 505 
                call rot(regvt,recof,h,t,k,m,n,np) 
 505  continue 
      lll=lll+1 
        write(*,*)'LLL=',LLL 
      vrlv(lll)=0.0 
      do k=1,np 
          g1=0.0 
          g2=0.0 
        do i=1,m 
            g1=g1+(regvt(i,k)**2/h(i)**2)**2/real(m) 
             g2=g2+(regvt(i,k)**2/h(i)**2)/real(m) 
        end do 
          g2=g2**2 
          vrlv(lll)=vrlv(lll)+g1-g2 
      end do 
      if(lll.lt.2) goto 800 
        ci=(vrlv(lll)-vrlv(lll-1))/vrlv0 
        if(ci.lt.0.001) goto 600 
        if(lll.ge.40) goto 600 
      goto 800 
 600  continue 
c-----compute the explained variances 
        do j=1,np 
          st(j)=0.0 
        do i=1,m 
                 st(j)=st(j)+regvt(i,j)**2 
        end do 
      end do 
      do j=1,np 
          rer(j,1)=st(j)*100/tr 
        end do 
c-----compute the accumulated explained variances 
      ddd=0.0 
      do k=1,np 
        ddd=ddd+st(k)/tr 
        rer(k,2)=ddd*100. 
      enddo 
      return 
      end 
 
c----- 
      subroutine rot(a,b,h,t,k,m,n,np) 
c-----input arrays 
      dimension a(m,np),b(np,n),h(m) 
c-----work arrays 
      dimension u(m),vr(m),wt(m),wk(m),wbt(n),wbk(n) 
c-----output arrays 
c      dimension a(m,np),b(np,n) 
      integer t,k 
 
c-----compute fi 
      do 25 i=1,m 
      u(i)=(a(i,t)/h(i))**2-(a(i,k)/h(i))**2 
 25   vr(i)=2.0*(a(i,t)/h(i))*(a(i,k)/h(i)) 
      c=0.0 
      d=0.0 
      s=0.0 
      g=0.0 
      do 30 i=1,m 
      c=c+(u(i)**2-vr(i)**2) 
      d=d+2.0*u(i)*vr(i) 
      s=s+u(i) 
 30   g=g+vr(i) 
      tg1=d-2.0*s*g/(m*1.) 
      tg2=c-(s**2-g**2)/(m*1.) 
      fi=atan2(tg1,tg2)/4.0 
c-----compute new a and b with fi  
      do 75 i=1,m 
      wt(i)=a(i,t) 
 75   wk(i)=a(i,k) 
      do 84 kk=1,n 
      wbt(kk)=b(t,kk) 
 84   wbk(kk)=b(k,kk) 
      do 78 i=1,m 
      a(i,t)=wt(i)*cos(fi)+wk(i)*sin(fi) 
 78   a(i,k)=wt(i)*(-sin(fi))+wk(i)*cos(fi) 
      do 89 it=1,n 
      b(t,it)=wbt(it)*cos(fi)+wbk(it)*sin(fi) 
 89   b(k,it)=wbt(it)*(-sin(fi))+wbk(it)*cos(fi) 
      return 
      end 
 
c----- 
      subroutine arrange2(m,n,np,regvt,recof,rer) 
c-----input and output arrays          
      dimension regvt(m,np),recof(np,n),rer(np,2) 
 
      mnl1=np-1 
      do 20 k1=mnl1,1,-1 
      do 20 k2=k1,mnl1 
        if(rer(k2,1).lt.rer(k2+1,1)) then 
          c=rer(k2+1,1) 
          rer(k2+1,1)=rer(k2,1) 
          rer(k2,1)=c 
          do i=1,m 
            d=regvt(i,k2+1) 
            regvt(i,k2+1)=regvt(i,k2) 
            regvt(i,k2)=d 
          end do 
          do i=1,n 
            e=recof(k2+1,i) 
            recof(k2+1,i)=recof(k2,i) 
            recof(k2,i)=e 
          end do 
        endif 
  20  continue 
      do i=1,np 
          rer(i,2)=0.0 
        end do 
      rer(1,2)=rer(1,1) 
      do 30 i=2,np 
        rer(i,2)=rer(i-1,2)+rer(i,1) 
  30  continue 
      return 
      end 
 
 
      subroutine meanvar(n,x,ax,sx,vx) 
!-----input array 
      dimension x(n) 
 
      ax=0. 
      vx=0. 
      sx=0. 
      do 10 i=1,n 
        ax=ax+x(i) 
  10  continue 
      ax=ax/float(n) 
      do 20 i=1,n 
        vx=vx+(x(i)-ax)**2 
  20  continue 
      vx=vx/float(n) 
      sx=sqrt(vx) 
      return 
      end 
 
 |   
 
 
 
 |