1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
225
226
227
228
229
230
231
232
233
234
235
236
237
238
239
240
241
242
243
244
245
246
247
248
249
250
251
252
253
254
255
256
257
258
259
260
261
262
263
264
265
266
267
268
269
270
271
272
273
274
275
276
277
278
279
280
281
282
283
284
285
286
287
288
289
290
291
292
293
294
295
296
297
298
299
300
301
302
303
304
| library(ggplot2)
library(car)
library(lmtest)
library(corrplot)
library(arm)
library(lmodel2)
library(MASS)
library(Kendall)
library(leaps)
library(nortest)
# ==================================================================
# Вся информация по расходам на гидропостах Чира
# включая базовые описательные статистики:
# med - медианные значения расходов (куб.м в сек)
# ann - суммарный годовой сток (куб.км в год)
# ave - средние значения расходов (куб.м в сек)
# raz - размах значений расходов в году Qmax-Qmin (куб.м в сек)
# krt - величина эксцесса для значений расходов в году
# skw - величина ассиметрии для значений расходов в году
# std - стандартное отклонение для значений расходов в году
# m1-m12 - средние расходы по месяцам (куб. м в сек)
# с 1936 по 2005 год источник - "Гидрологические Ежегодники",
# с 2008 по 2016 год источник - АИС ГМВО (https://gmvo.skniivh.ru/)
postdata <- read.table(file="postdata", header=TRUE, sep=";")
# Траспонированные данные по расходам
obl_trans <- read.table(file="obl_trans", header=TRUE, sep=";")
# Загрузка временного ряда месячных значений расходов воды
obl_time <- read.table(file="obl_time", header=TRUE, sep=";")
# ==================================================================
# Преобразование значений "год/месяц/день" в даты"
obl_time$t <- strptime(obl_time$time, format = "%Y/%m/%d")
# Оистка строк, содержащих NA (не использовать как временной ряд!)
obltc <- obl_time[complete.cases(obl_time$q),]
# ==================================================================
# Делим главный файл на таблицы по постам
postdataByPost <- split(postdata, postdata$post)
# Полные данные по ст. Обливская
aobl <- postdataByPost$'obl'
# Данные по ст. Обливская без строк, содержащих NA
obl <- aobl[aobl$gr != 'no',]
attach(obl)
# ==================================================================
# Проверка нормальности распределения значений расходов выборочных лет
ad.test(obl_trans$X1937)
ad.test(obl_trans$X1945)
ad.test(obl_trans$X1955)
ad.test(obl_trans$X1960)
ad.test(obl_trans$X1965)
ad.test(obl_trans$X1970)
ad.test(obl_trans$X1974)
ad.test(obl_trans$X1980)
ad.test(obl_trans$X1985)
ad.test(obl_trans$X1990)
ad.test(obl_trans$X1995)
ad.test(obl_trans$X2000)
ad.test(obl_trans$X2005)
ad.test(obl_trans$X2010)
ad.test(obl_trans$X2014)
ad.test(obl_trans$X2015) # Нормальное!
ad.test(obl_trans$X2016)
# ==================================================================
# Динамика месячных расходов на реке Чир (ст. Обливская), куб. м в сек
ggplot(obl_time, aes(obl_time$t,obl_time$q))+
geom_quantile(color=I("red"), quantiles=c(0.01,0.99))
+geom_quantile(color=I("blue"),
quantiles=c(0.15,0.85))+geom_line()
dev.print(png, filename="Динамика месячных расходов на реке Чир
(ст. Обливская), куб. м в сек.png", width=21, height=7,
pointsize=12, units="in", res=200)
acf(obltc$q,lag.max = 70)
dev.print(png, filename="Графики общей (слева) и частной (справа)
автокорреляционныхфункций месячных расходов на реке Чир
(ст. Обливская)1.png", width=7, height=7, pointsize=12,
units="in", res=200)
pacf(obltc$q,lag.max = 70)
dev.print(png, filename="Графики общей (слева) и частной (справа)
автокорреляционныхфункций месячных расходов на реке Чир
(ст. Обливская)2.png", width=7, height=7, pointsize=12,
units="in", res=200)
acf(med,lag.max = 70)
dev.print(png, filename="Графики общей (слева) и частной (справа)
автокорреляционныхфункций годовых медианных расходов на реке
Чир (ст. Обливская)1.png", width=7, height=7, pointsize=12,
units="in", res=200)
pacf(med,lag.max = 70)
dev.print(png, filename="Графики общей (слева) и частной (справа)
автокорреляционныхфункций годовых медианных расходов на реке
Чир (ст. Обливская)2.png", width=7, height=7, pointsize=12,
units="in", res=200)
acf(ave,lag.max = 70)
dev.print(png, filename="Графики общей (слева) и частной (справа)
автокорреляционныхфункций годовых средних расходов на реке Чир
(ст. Обливская)1.png", width=3, height=3, pointsize=12,
units="in", res=200)
pacf(ave,lag.max = 70)
dev.print(png, filename="Графики общей (слева) и частной (справа)
автокорреляционныхфункций годовых средних расходов на реке Чир
(ст. Обливская)2.png", width=3, height=3, pointsize=12,
units="in", res=200)
Mmed <- lm(med ~ year, data = obl)
Mave <- lm(ave ~ year, data = obl)
Mmedgr <- lm(med ~ gr, data = obl)
Mavegr <- lm(ave ~ gr, data = obl)
dwt(Mmed)
dwt(Mave)
dwt(Mmedgr)
dwt(Mavegr)
bgtest(Mmed, order = 1)
bgtest(Mave, order = 1)
bgtest(Mmedgr, order = 1)
bgtest(Mavegr, order = 1)
bgtest(Mmed, order = 2)
bgtest(Mave, order = 2)
bgtest(Mmedgr, order = 2)
bgtest(Mavegr, order = 2)
bgtest(Mmed, order = 3)
bgtest(Mave, order = 3)
bgtest(Mmedgr, order = 3)
bgtest(Mavegr, order = 3)
# dwt(Mmed) - 0.002
# dwt(Mave) - 0.872
# dwt(Mmedgr) - 0.434
# dwt(Mavegr) - 0.836
# bgtest(Mmed, order = 1) - 0.0037
# bgtest(Mave, order = 1) - 0.9567
# bgtest(Mmed, order = 2) - 0.008556
# bgtest(Mave, order = 2) - 0.8026
# bgtest(Mmed, order = 3) - 0.0208
# bgtest(Mave, order = 3) - 0.8107
# bgtest(Mmedgr, order = 1) - 0.3558
# bgtest(Mavegr, order = 1) - 0.15
# bgtest(Mmedgr, order = 2) - 0.1543
# bgtest(Mavegr, order = 2) - 0.05554
# bgtest(Mmedgr, order = 3) - 0.06225
# bgtest(Mavegr, order = 3) - 0.004914
# ==================================================================
# Построение графиков годовых медианных расходов
ggplot(obl, aes(year, med))+geom_quantile(color=I("red"),
quantiles=c(0.15,0.85))+geom_quantile(color=I("blue"),
quantiles=c(0.25,0.75))+geom_smooth(n=14)+geom_line()+
geom_point()
dev.print(png, filename="Динамика годовых медианных расходов на реке
Чир (ст. Обливская), куб. м в сек.png", width=21, height=7,
pointsize=12, units="in", res=200)
ggplot(obl, aes(year, med, group=gr))+geom_line(color=I("gray"))+
geom_point()+geom_smooth(n=2, se=FALSE)
dev.print(png, filename="1.png", width=4, height=4, pointsize=12,
units="in", res=200)
# ==================================================================
# Построение "усатых ящиков" для годовых данных данных
boxplot(ann ~ gr, data=obl, col = "coral")
dev.print(png, filename="ann.png", width=7, height=7, pointsize=12,
units="in", res=200)
boxplot(med ~ gr, data=obl, col = "maroon")
dev.print(png, filename="med.png", width=7, height=7, pointsize=12,
units="in", res=200)
boxplot(m12 ~ gr, data=obl, col = "gray")
dev.print(png, filename="m12.png", width=7, height=5, pointsize=12,
units="in", res=200)
boxplot(m1 ~ gr, data=obl, col = "gray")
dev.print(png, filename="m1.png", width=7, height=5, pointsize=12,
units="in", res=200)
boxplot(m2 ~ gr, data=obl, col = "gray")
dev.print(png, filename="m2.png", width=7, height=5, pointsize=12,
units="in", res=200)
boxplot(m3 ~ gr, data=obl, col = "blue")
dev.print(png, filename="m3.png", width=7, height=5, pointsize=12,
units="in", res=200)
boxplot(m4 ~ gr, data=obl, col = "blue")
dev.print(png, filename="m4.png", width=7, height=5, pointsize=12,
units="in", res=200)
boxplot(m5 ~ gr, data=obl, col = "blue")
dev.print(png, filename="m5.png", width=7, height=5, pointsize=12,
units="in", res=200)
boxplot(m6 ~ gr, data=obl, col = "green")
dev.print(png, filename="m6.png", width=7, height=5, pointsize=12,
units="in", res=200)
boxplot(m7 ~ gr, data=obl, col = "green")
dev.print(png, filename="m7.png", width=7, height=5, pointsize=12,
units="in", res=200)
boxplot(m8 ~ gr, data=obl, col = "green")
dev.print(png, filename="m8.png", width=7, height=5, pointsize=12,
units="in", res=200)
boxplot(m9 ~ gr, data=obl, col = "yellow")
dev.print(png, filename="m9.png", width=7, height=5, pointsize=12,
units="in", res=200)
boxplot(m10 ~ gr, data=obl, col = "yellow")
dev.print(png, filename="m10.png", width=7, height=5, pointsize=12,
units="in", res=200)
boxplot(m11 ~ gr, data=obl, col = "yellow")
dev.print(png, filename="m11.png", width=7, height=5, pointsize=12,
units="in", res=200)
# ==================================================================
# Взаимосвязь медианы, эксцесса и ассиметрии медианных расходов
ggplot(obl, aes(krt, med))+geom_point()+geom_smooth(method=lm)
dev.print(png, filename="Связь медианы и эксцесса.png", width=7,
height=7, pointsize=12, units="in", res=200)
ggplot(obl, aes(krt, ave))+geom_point()+geom_smooth(method=lm)
dev.print(png, filename="Связь среднего и эксцесса.png", width=7,
height=7, pointsize=12, units="in", res=200)
ggplot(obl, aes(krt, skw))+geom_point()+geom_smooth(method=lm)
dev.print(png, filename="Связь ассиметрии и эксцесса.png", width=7,
height=7, pointsize=12, units="in", res=200)
cor.test(krt, skw, method="spearman")
# ==================================================================
# Проверка на нормальность распределения
ad.test(med)
shapiro.test(med)
tapply(X=med, INDEX=gr, FUN=shapiro.test)
# ==================================================================
# Проверка на гомоскедастичность
bartlett.test(med ~ gr, obl)
leveneTest(med, gr)
# ==================================================================
# Дисперсионный анализ
Mda_med <- aov(med ~ gr, data=obl)
summary(Mda_med)
kruskal.test(med ~ gr, data = obl)
TukeyHSD(Mda_med, conf.level = 0.99)
# ==================================================================
# Аналогичный анализ для суммарного годового стока
acf(ann,lag.max = 70)
dev.print(png, filename="Графики общей (слева) и частной (справа)
автокорреляционныхфункций суммарных годовых расходов расходов
на реке Чир (ст. Обливская).png", width=3, height=3,
pointsize=12, units="in", res=200)
pacf(ann,lag.max = 70)
dev.print(png, filename="Графики общей (слева) и частной (справа)
автокорреляционныхфункций суммарных годовых расходов на реке
Чир (ст. Обливская).png", width=3, height=3, pointsize=12,
units="in", res=200)
Mann <- lm(ann ~ year, data = obl)
Manndgr <- lm(ann ~ gr, data = obl)
dwt(Mann)
dwt(Manndgr)
bgtest(Mann, order = 1)
bgtest(Manndgr, order = 1)
bgtest(Mann, order = 2)
bgtest(Manndgr, order = 2)
bgtest(Mann, order = 3)
bgtest(Manndgr, order = 3)
# dwt(Mann) - 0.9
# dwt(Manndgr) - 0.796
# bgtest(Mann, order = 1) - 0.9412
# bgtest(Manndgr, order = 1) - 0.1505
# bgtest(Mann, order = 2) - 0.7905
#bgtest(Manndgr, order = 2) - 0.05337
#bgtest(Mann, order = 3) - 0.796
#bgtest(Manndgr, order = 3) - 0.004551
ggplot(obl, aes(year, ann))+geom_quantile(color=I("red"),
quantiles=c(0.15,0.85))+geom_quantile(color=I("blue"),
quantiles=c(0.25,0.75))+geom_smooth(n=14)+geom_line()
+geom_point()
dev.print(png, filename="Динамика суммарного стока на реке Чир
(ст. Обливская), куб. км в год.png", width=21, height=7,
pointsize=12, units="in", res=200)
ggplot(obl, aes(year, ann, group=gr))+geom_line(color=I("gray"))+
geom_point()+geom_smooth(n=2, se=FALSE)
dev.print(png, filename="2.png", width=4, height=4, pointsize=12,
units="in", res=200)
ad.test(ann)
shapiro.test(ann)
tapply(X=ann, INDEX=gr, FUN=shapiro.test)
kruskal.test(ann ~ gr, data = obl)
TukeyHSD(Mda_med, conf.level = 0.99)
# ==================================================================
# Проверка синхронности расходов на разных постах
oblbok <- read.table(file="oblbok", header=TRUE, sep=";")
ggplot(oblbok, aes(oblbok$obl, oblbok$bok))+geom_point()+
geom_smooth(method=lm)+
theme(legend.text=element_text(size=140))+
theme(axis.text.x = element_text(size=18),
axis.text.y = element_text(size=18))
dev.print(png, filename="Связь медианных расходов в ст. Обливской
(горизонтальная ось) и ст. Боковскойи (вертикальная ось) куб.м
в сек.png", width=4, height=4, pointsize=12, units="in",
res=200)
shapiro.test(oblbok$obl)
shapiro.test(oblbok$bok)
ad.test(oblbok$bok)
ad.test(oblbok$obl)
cor.test(oblbok$obl, oblbok$bok)
# ================================================================== |
