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PMF5.0操作手册.pdf
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2020-07-16
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22页
正交矩阵因子分析法(PMF模型)是受体模型中因子分析法的一种。因子分析法直接从受体样品化学成分出发,根据各成分之间的相关关系,从全部变量资料中综合、归纳公因子,计算出各个因子载荷,根据各因子载荷情况并结合源特征元素知识,推断出该因子可能代表的污染源类型。
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PMF5.0 操作手册
1. 简介
1.1 手册目的
本手册的目的是方便 PMF5.0 软件使用者了解 PMF 所能实现的功能、软件的具
体操作方法,以快速实现 VOCs 的源解析工作。
1.2 名词定义
1.3 PMF5.0 的整体特征
用户可实现以下操作:
(1) 数据排序:单击 species 等数据列进行排序,单击 unsort 还原。
(2) 保存图片:界面上的所有图片,均可通过右击保存。因子成分谱和时间序
列还可以堆叠后再保存。
(3) 图片在新窗口显示:右键,单击 Floating Window,可在新窗口查看图片。
(4) 调节窗口大小:在浓度散点图窗口,可拉动 section 边框改变其长宽。
(5) 数据点信息显示:点击浓度散点图或时间序列图中的任意一点,最底下一
栏会显示这个点的所有信息。
(6) Help 文档:在每个单独窗口左下角都有一个 help 按钮,点击 help 可获得
当前窗口的一些解释和说明。
(7) 统计信息:例如散点图,在窗口底部有一栏会显示两个组分的统计信息。
2. 软件操作
2.1 数据准备
包含两部分:样品浓度矩阵和不确定性度矩阵。备注:数据如有更改需重新导入。
2.1.1 浓度数据
2.1.1.1 格式
PMF 运行首先需要给出一个样品浓度矩阵,软件支持.txt、.csv、.xls 、 .xlsx 格
式
2.1.1.2 排版
对于浓度数据,需要按照以下表格进行数据的排列和前准备工作。
第一列为:时间数据(可增加 Sample ID 列)
第一行:物种名称 第二行:单位(ug/m³)可加可不加
(1) 单站点浓度数据:例 csv 格式
(2)多站点同时解析,浓度数据:例 csv 格式
不允许出现空白值,若出现负值或数据缺失,则以其他值代替。后文将详述。
2.1.1.3 数据量
对于 PM2.5,要求不少于 10-20 个物种,超过 100 组数据。
对于 VOCs,则物种不少于 30 种,一般在 30-50 之间,数据量要达到 200 组。
2.1.2 不确定度
2.1.2.1 格式和排版
不确定性度涵盖了采样和分析误差等,可由实验室数据分析部门直接提供,若不
能则需自己计算。PMF5.0 允许两种不确定性的表达方式,一种是与浓度表格严
格对应的数据排列方式,只是不能包含单位。见下图:
另外一种是提供一个算式,见下图:
其中,第一行是物种名称,第二行是方法检出限 MDL,第三行是测量误差,本
例中为 3%。不确定性度不允许出现负值和 0。
2.1.2.2 不确定度计算(重要,对 PMF 运行结果影响很大)
(1)根据采样误差,测量误差,凭借经验估算不确定性度。
(2)根据测量误差和检出限计算不确定度
如果浓度值大于检出限 MDL,则
如果浓度值小于或等于 MDL,则
备注:低于检出限的数据用 1/2 MDL 来代替,其不确定度为 5/6 MDL。
缺失的数据用测量值的几何平均值代替,其不确定度值为 4 倍测量值的不确定
度值。用户可在数据导入界面指定一个缺失值的 indicator,如-999
此外:样本中单个物种“0”值超过该物种总样本数 80% 的不在模型中使用,
50% ~ 80%物种 UNC 扩大 3 倍,小于 50%的可用于受体模型。
2.2 数据导入和筛选
2.2.1 Data File 界面介绍
2.2.1.1 Input Files
依次导入浓度和不确定性数据,以.csv 或.txt 格式。设置 Missing Value Indicator
一栏,为 Replacing Missing Values with Species Median,也就是对于缺失值,不删
除整组数据,而是以中位数代替。其他全为默认设置,不需要改。
2.2.1.2 Output Files
在 EPA PMF\Output 后新建一个文件夹,保存输出结果,设置输出文件前缀,例
如 xp20160815 等,设置输出文件类型,可选择 EXCEL 07-10 工作簿(方便)。
当模型运行后,结果会保存再输出文件中。如果进行参数修改后重新运行,则需
要重新设置前缀,不然当前运行会将上次运行结果覆盖掉。结果文件及其包含的
内容如下:
*_base.xls – Profiles, Contributions, Residual, Run Comparison
*_diagnostics.xls – Summary, Input, Base Runs
当进行 bootstrapping 后,有以下输出文件:
① (*_profile_boot),
② DISP(*_DISPres1, *_DISPres2, *_DISPres3, *_DISPres4),
③ BS-DISP (*_BSDISP1, *_BSDISP2,*_BSDISP3, *_BSDISP4),
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钱若芷。
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