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楼主: wuyejincao

[经验总结] REOF 小结

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新浪微博达人勋

发表于 2015-6-8 22:33:43 | 显示全部楼层
REOF 是对EOF进行旋转后的新的空间模态,那么时间变化系数也是重新计算的吗?是怎么计算的?非常感谢楼主
密码修改失败请联系微信:mofangbao

新浪微博达人勋

发表于 2015-6-25 19:33:28 | 显示全部楼层
{:eb502:}{:eb502:}{:eb502:}{:eb502:}{:eb502:}
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新浪微博达人勋

发表于 2015-6-25 19:33:41 | 显示全部楼层
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新浪微博达人勋

发表于 2015-6-25 23:10:20 | 显示全部楼层
本帖最后由 呼啦呼啦 于 2015-6-25 23:14 编辑

你好~~~我根据你修改之后的吴洪宝老师的程序做了一些修改,但是一直有问题

运行出错的图

运行出错的图


我是对1982-2014年逐月的哈德来海温资料(HadISST)做的REOF,因为有缺测存在,我在程序里添加了处理缺测的东西,但不知道能不能完全处理好缺测值,我把我改动的地方用红色标记出来了,能麻烦你帮我看看是哪的问题吗? 非常感谢!

PROGRAM reof
        !NY 为年份 IM为月份  NN为时间序列   IX和IY为经纬度格点数  M1为总格点数  
      PARAMETER(NY=33,IM=12,NN=NY*IM,IX=41,IY=42,MM=IX*IY)            
PARAMETER (np=10,mon=396)
ccc   mm=the sea grid number which should be identified first
ccc   np=the tezhenxiangliang to be put out

      DIMENSION RH(nn,mm),B(nn,np),reco(nn,mm)
      DIMENSION A(mm,mm),V(mm,mm),RAMDA(mm),RC(np,np),X(nn),Y(nn),h(mm)
             DIMENSION  MX(mm),XW(mm),D(mm),RR(np,np),ST(np)
      dimension   U(mm),VR(mm),WT(mm),WK(mm),WBT(nn),WBK(nn)
      dimension   vrlv(50)
      integer mask(MM)
      INTEGER T,K
      REAL MX
      real tt(mm,mon),vs(mm,np),sst(IX,IY)


CCC   读取数据
           open(30,file='D:\by\WPWP_Semiannual_Oscillation\process\REOF\
     &1_data\HadISST_1982_2014.grd',form='binary')
        
     do 994 it=1,mon
      read(30,rec=it) ((sst(i,j),i=1,IX),j=1,IY)
      no=0
      ij=0
        do 994 j=1,IY
        do 994 i=1,IX
        no=no+1
      if(sst(i,j).ne.-1e+30) then
      ij=ij+1
      tt(ij,it)=sst(i,j)
      mask(no)=1
      else
        mask(no)=0
      endif
994   continue
      write(*,*)'read data ok'
        write(*,*) ij

        num=0
      do II=1,mon
      num=num+1
      do i=1,ij
        rh(num,i)=tt(i,II)
      enddo
    ! write(*,*) ij,no,num
        enddo

      IOUT1=6
      IOUT2=12
      IOUT3=13
      NAME='heat'

c*******************************************************************
      OPEN(IOUT1,FILE='D:\by\WPWP_Semiannual_Oscillation\process\REOF\
     &2_REOF_Modes\wpssta.REOF')

      OPEN(IOUT2,FILE='D:\by\WPWP_Semiannual_Oscillation\process\REOF\
     &2_REOF_Modes\wpstVTOR.BIN',FORM='UNFORMATTED',ACCESS='DIRECT',
     &RECL=IX*IY*4)

      OPEN(IOUT3,FILE='D:\by\WPWP_Semiannual_Oscillation\process\REOF\
     &2_REOF_Modes\wpstTIME.BIN',FORM='UNFORMATTED',ACCESS='DIRECT',
     &RECL=NN*4)


c********求原始数据每个月的距平值*******
      DO 60 J=1,mm
      MX(J)=0.0
      DO 62 IT=1,nn
62   MX(J)=MX(J)+RH(it,J)
      mx(j)=mx(j)/real(nn)
60   CONTINUE
621  FORMAT(1X,'MEAN  VALUE  MONTH',I3,5(/1X,8F10.1))
C*********************标准化**********************************
      DO J=1,mm
      D(J)=0.0
      DO IT=1,nn
        if(RH(it,j).ne.-1e+30)then
      D(J)=D(J)+(RH(it,j)-mx(j))*(RH(it,J)-mx(j))
      else
        D(J)=-1e+30
        endif
        enddo
        if(D(J).ne.-1e+30)then
      D(J)=SQRT(D(J)/real(nn))
        else
        D(J)=-1e+30
        endif
        
                 enddo

      DO J=1,mm
      DO IT=1,nn
        if(RH(it,j).ne.-1e+30.and.D(j).ne.-1e+30)then      
RH(it,J)=(RH(it,J)-mx(j))/D(J)
        else
        RH(it,j)=-1e+30
        endif
        enddo
        enddo

!     相关系数矩阵
      rnn=real(nn)
      DO J=1,mm
      DO J1=1,mm
      A(J,J1)=0.0
      DO I=1,nn
      A(J,J1)=A(J,J1)+RH(I,J)*RH(I,J1)/rnn
        enddo
                A(J,J1)=A(J,J1)/rnn
        enddo
        enddo
      sum=0.0
      do 80 k=1,mm
80   sum=sum+a(k,k)
      write(6,103) sum
103  format(1x,'TRA of the matrix A =',f12.2)

!    求特征值
      call jcb(mm,a,v,0.00001)
      call jcb1(mm,a,v)
      write(6,104)
      write(6,204)(a(i,i),i=1,mm)
104  format(//1x,' Eigenvalue(lambad)')
204  format((1x,10f8.3))


      do 145 i=1,mm
145  ramda(i)=a(i,i)
c      write(6,104) ramda
      sum2=0.0
      do 222 k=1,mm
222  sum2=sum2+A(k,k)
      write(6,106) sum2
      write(6,909)
909   format(/3x,'Sum of eigenvalue must be equal to tra of martix A !')
      err=abs(sum-sum2)
      if(err.lt.0.001) write(6,681) err
      if(err.ge.0.001) write(6,482) err
681  format(//1x,' ok 1  err= ',f9.4)
482  format(//1x,' in error  err= ',f9.4)
106  format(1x,'THE SUM OF LAMBAD',f12.4)

      do 25 k=1,mm
25   mx(k)=100.0*a(k,k)/sum
      write(6,108)
      write(6,208) mx
108  format(//1x,'The percentage of lambad')
208  format((1x,10f8.2))


      call change(v,vs,mask,mm,m1,np)
cccccc未旋转的特征向量
      do 112 j=1,np
      write(IOUT1,110) j,(vs(I,j),i=1,M1)
112  write(IOUT2,rec=j) (vs(I,j),i=1,M1)
110  format(1x,'LOADING VECTOR (LV)',I3,4(/1x,21f6.2))
!     未旋转的时间系数
      do 50 it=1,nn
      do 47 jj=1,mm
  47  xw(jj)=rh(it,jj)
      do 50 j=1,mm
      rh(it,j)=0.0
      do 54 k=1,mm
  54  rh(it,j)=rh(it,j)+xw(k)*v(k,j)
  50  continue
      do 400 j=1,np
      write(IOUT1,125) j,(rh(i,j),i=1,NN)
400  write(IOUT3,rec=j) (rh(i,j),i=1,NN)
125  format(/1x,'The Coefficient (PC)',i3,10(/1x,18f7.2))
c      do 400 j=1,np
c      write(6,125) j
c 400  write(6,805) (rh(i,j),i=1,nn)
c 125  format(/1x,'The unrotated time coefficient(PC).order',i3)
ccc  added by zzq
      do 772  j=1,mm
      do 772  it=1,nn
      reco(it,j)=0.0
      do 773  k=1,mm
773   reco(it,j)=reco(it,j)+v(j,k)*rh(it,k)
772   continue
      write(6,982)

ccc   added by zzq
c      do 986 j=1,mm
c      write(6,683) j
c 986  write(6,686) (reco(i,j),i=1,nn)
ccc   added by zzq

982   format(/1x,'Reconstructed data(for inspect)   ')
      write(6,238)
238  format(//3x,'To inspect perpendicularty and variance of PC')
      write(6,258)
258   format(/1X,'The covariance martix of first NP principal companent
     *:')

        !  时间系数之间的协方差
      do 234 j1=1,np
      do 234 j2=1,np
      rr(j1,j2)=0.0
      do 235 it=1,nn
      rr(j1,j2)=rr(j1,j2)+rh(it,j1)*rh(it,j2)/rnn
235  continue
234  continue
      do  366 j1=1,np
366        write(6,266) (rr(j1,j2),j2=1,np)
266  format(3x,10f8.3)
      write(6,269)
      write(6,469)
      write(6,669)
      write(6,869)
269  format(//4x,'Variance of each time coefficient(PC) must be equal')
469  format(/1x,'to corresponding eigenvalue.')
669  format(/4x,'The covariance between PC each other must be equal ')
869  format(/1x,' to zero.')
      DO 333 J=1,np
      DO 333 I=1,mm
      V(I,J)=V(I,J)*SQRT(RAMDA(J))
333  CONTINUE
      write(6,782)
782  format(//1x,' ok 2')
      do 321 j=1,np
      do 323 i=1,mm
323  a(i,j)=v(i,j)
      do 325 it=1,nn
325  rh(it,j)=rh(it,j)/sqrt(ramda(j))
321  continue

      do 20 i=1,mm
      H(I)=0.0
      do 21 j=1,np
21   H(i)=H(i)+A(i,j)**2
20   continue
      do 23 i=1,mm
23   h(i)=sqrt(h(i))
      do 702 j=1,np
      st(j)=0.0
      do 703 i=1,mm
703  st(j)=st(j)+a(i,j)**2
702  continue
      su=0.0
      do 704 j=1,np
704  su=su+st(j)
      write(6,801)
801  format(/1x,'Sum of squared element of each colum of the loading
     *martix(first NPcolum)')
      write(6,805) st
805  format((1x,10f8.3))
      write(6,901)
901  format(/1x,'Sum of squared element of first NP colum of loading
     &matrix')
      write(6,905) su
905  format((1x,f12.3))

!     旋转
      do 346 j=1,np
      do 346 it=1,nn
346  b(it,j)=rh(it,j)
      lll=0
      vrlv0=0.0
      do 230  k=1,np
      g1=0.0
      g2=0.0
      do  434  i=1,mm
      g1=g1+(a(i,k)**2/h(i)**2)**2/real(mm)
434  g2=g2+(a(i,k)**2/h(i)**2)/real(mm)
      g2=g2**2
      vrlv0=vrlv0+g1-g2
230  continue
800  continue
      do 505 t=1,np
      do 505 k=1,np
      if(t.ge.k) goto 505
      call rot(a,b,h,t,k,mm,nn,np,u,vr,wt,wk,wbt,wbk)
505  continue
      lll=lll+1
      vrlv(lll)=0.0
      do 530  k=1,np
      g1=0.0
      g2=0.0
      do  534  i=1,mm
      g1=g1+(a(i,k)**2/h(i)**2)**2/real(mm)
534  g2=g2+(a(i,k)**2/h(i)**2)/real(mm)
      g2=g2**2
      vrlv(lll)=vrlv(lll)+g1-g2
530  continue
      if(lll.lt.2) goto 800
      ci=(vrlv(lll)-vrlv(lll-1))/vrlv0
      if(ci.lt.0.01) goto 600
      if(lll.ge.40) goto 600
      goto 800
600  continue
      write(6,538)
      write(6,549)
      write(6,539) vrlv0,(vrlv(k),k=1,lll)
538  format(//1x,'Sum of variance of squared element of each colum of
     & rotated loding martix ')
549  format(1x,'at each circulation')
539   format((1x,10f8.3))
      do 802 j=1,np
      st(j)=0.0
      do 803 i=1,mm
803  st(j)=st(j)+a(i,j)**2
802  continue

      su=0.0
      do 804 j=1,np
804  su=su+st(j)
      write(6,701)
701  format(/5x,'Sum of squared element of each of the first NP rotated
     * loading vector')
      write(6,805) st
      write(6,472)
472  format(/1x,'Sum of squared element of rotated loading matrix')
      write(6,905) su


      call change(a,vs,mask,mm,m1,np)
!      旋转后的特征向量
      do 961 j=1,np
      write(IOUT1,117) j,(vs(i,j),i=1,M1)
      irec=10+j
961  write(IOUT2,rec=irec) (vs(i,j),i=1,M1)
117   format(1x,'ROTATED LOADING VECTOR (RLV)',i3,4(/1x,21f6.2))

      !旋转后主成分的时间系数
        do 906 j=1,np
      write(IOUT1,127) j,(b(i,j),i=1,NN)
      irec=10+j
906  write(IOUT3,rec=irec) (b(i,j),i=1,NN)
127  format(/1x,'the rotated coefficient (RPC)',i3,10(/1x,18f7.2))

        
         !!!未旋转和旋转后的主成分之间的相关系数矩阵
      do 945 i=1,np
      do 945 j=1,np
      do 966 it=1,nn
      x(it)=rh(it,i)
966  y(it)=b(it,j)
945  rc(i,j)=sokan(nn,x,y)
      write(6,888)
888   format(//1X,'The correlation coefficients martix between unrotated
     *        PC and rotated PC')
      do 977 i=1,np
977  write(6,988) (rc(i,j),j=1,np)
988  format((1X,12f6.2))
      close(6)
      stop
      end


c****************************************************************************
c求两个序列之间的相关系数
      function sokan(n,xx,yy)
      dimension xx(n),yy(n)
      sx=0.0
      sy=0.0
      sxy=0.0
      sxx=0.0
      syy=0.0
      do 10 i=1,n
      sx=sx+xx(i)
      sy=sy+yy(i)
      sxy=sxy+xx(i)*yy(i)
      sxx=sxx+xx(i)**2
      syy=syy+yy(i)**2
10   continue
      fn=real(n)
      xmean=sx/fn
      ymean=sy/fn
      sokan=(sxy-fn*xmean*ymean)/
     1(sqrt(sxx-fn*xmean**2)*sqrt(syy-fn*ymean**2))
      return
      end
c****************************************************************************
      subroutine rot(a,b,h,t,k,mm,nn,np,u,vr,wt,wk,wbt,wbk)
      dimension A(mm,mm),B(nn,np),H(mm),U(mm),VR(mm),WT(mm),WK(mm),
     1WBT(nn),WBK(nn)
      integer t,k
      do 25 i=1,mm
      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,mm
      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/mm
      tg2=c-(s**2-g**2)/mm
      fi=atan2(tg1,tg2)/4.0
      do 75 i=1,mm
      wt(i)=a(i,t)
75   wk(i)=a(i,k)
      do 84 kk=1,nn
      wbt(kk)=b(kk,t)
84   wbk(kk)=b(kk,k)
      do 78 i=1,mm
      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,nn
      b(it,t)=wbt(it)*cos(fi)+wbk(it)*sin(fi)
89   b(it,k)=wbt(it)*(-sin(fi))+wbk(it)*cos(fi)
      return
      end
c**************************************************************************
      subroutine jcb1(n,a,s)
      dimension a(n,n),s(n,n)
      do 20 i=1,n-1
      w=a(i,i)
      k=i
      do 30 j=i+1,n
      if(a(j,j).le.w) go to 30
      W=A(J,J)
      K=J
30   CONTINUE
      A(K,K)=A(I,I)
      A(I,I)=W
      DO 70 L=1,N
      W1=S(L,I)
      S(L,I)=S(L,K)
      S(L,K)=W1
70   CONTINUE
20   CONTINUE
      RETURN
      END
C***************************************************************************
      SUBROUTINE JCB(N,A,S,EPS)
      DIMENSION A(N,N),S(N,N)
      DO 30 I=1,N
      DO 30 J=1,I
      IF(I-J)20,10,20
10   S(I,J)=1.0
      GO TO 30
20   S(I,J)=0.0
      S(J,I)=0.0
30   CONTINUE
      G=0.0
      DO 40 I=2,N
      I1=I-1
      DO 40 J=1,I1
40   G=G+2.0*A(I,J)*A(I,J)
      S1=SQRT(G)
      S2=EPS/FLOAT(N)*S1
      S3=S1
      L=0
50   S3=S3/FLOAT(N)
60   DO 130 IQ=2,N
      IQ1=IQ-1
      DO 130 IP=1,IQ1
      IF(ABS(A(IP,IQ)).LT.S3) GO TO 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,N
      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,N
      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
      GOTO 60
150  IF(S3.GT.S2)GOTO 50
      RETURN
      END
C***************************************************************************
      SUBROUTINE CHANGE(V,VS,MASK,I,I1,J)
      REAL V(I,I),VS(I1,J)
      integer MASK(I1)
      DO 999 JJ=1,J
      NO=0
      DO 998 II=1,I1
      IF(MASK(II).EQ.1) THEN
      NO=NO+1
      VS(II,JJ)=V(NO,JJ)
      ELSE
      VS(II,JJ)=99.9
      ENDIF
998  CONTINUE
      WRITE(*,*) 'NO=',NO,'I=',I
999  CONTINUE
      RETURN
      END  

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新浪微博达人勋

发表于 2015-6-28 20:31:17 | 显示全部楼层
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新浪微博达人勋

发表于 2015-7-9 15:57:53 | 显示全部楼层
感谢分享呀呀呀
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新浪微博达人勋

发表于 2015-7-9 15:58:57 | 显示全部楼层
感谢大神,速来膜拜
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新浪微博达人勋

发表于 2015-7-16 13:52:42 | 显示全部楼层
太棒了,一个程序即解决了eof又解决了reof,哈哈,(可是reof怎么没有解释方差呢,怎样得到reof的解释方差呢)
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新浪微博达人勋

发表于 2015-7-16 13:56:16 | 显示全部楼层
太棒了,一个程序解决了两大问题(eof和reof),可是reof怎么没有解释方差呢,如何求得解释方差呢(请赐教),
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新浪微博达人勋

发表于 2015-8-7 16:45:35 | 显示全部楼层
饱受煎熬之后的奉献,赞
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