I I I I I I I I I I I
I
rijkswaterstaat
ministerie van verkeer en waterstaat
directie waterhuishouding en waterbeweglng disirici kusi en zee advlesdienct hoorn
' I
.
nota
,
,
,
WWKl-85.HO04
,
Beschrijving en handleiding van het REGRESSIEPROGRAMMA voor de programma' s "DUINAF" en
I Prol.o
*
v
~
~
~
~
~
~
i
r
.
I
'
auteur(*):
datum :
ing. J . F , P de Beukeiaer en ing. B. .. . van der Duin februari 1985
bIJ1ûQ.W:
earnenwlng:
Het REGREGSIEPROGRAMMA bepaalt 'de regressie tussen twee te kie&n
koaammen van de uitvaergegevens van het :duinafslagprogramma'"DVI)3W,W van het rekenpeilprograuha "DUINWL". Het regressieprogramma is een aan&ling
op de auiia~slagp>ro+~,itmm'atuzrr . . die door de Adviesdienst Hoorn ia ontwikkeld, . ,,
.
'
~.
I
I I I I
! b
,
,
rijkswaterstaat ~~
'
INHOüû :
WWKZ
behoon bil:
nota
datum:
februari 1985
bladnr:
2
nr.
Biz.
1 Inleiding 2 Beschrijving van het programma
4
2.1
REGRES
2.1.1
OPEN
2.1.1.1
FATREA
2.1.2
LEZEN
2.1.2.1
BEWERK
2.1.3
REGBER
6
2.1.4
PLOT
9
2.1.4.1
PLORES
2.1.4.2
STEMPL
2.1.5
SLUIT
3 . Handleiäing 3.1
Runprocedwe
3.1.1
Aanroep
3.1.2
Interaktieve procedure
3.2
invoer
3.2.1
Parameterfile
3.2.2
Resultatenfile
3.2.3
Tekendevice
3.3
Uitvoer
3.3.1
Plotfile
3.3.2
Uitvoerfile
5
10
10 11
13
14
85.H004
rijkswaterstaat
1
behoort bU:
nota
datum:
februari 1985
biadnr:
3
WWKZ
nr.
85.H004
Inleiding
In vervolg op de opdracht van de afdeling kustonderzoek van het district Kust en Zee gegeven op de vergadering van 20 juli 1984 aan de Adviesdienst Hoorn om duinafslagprogrammatuur te ontwikkelen, wordt met deze nota het bijbehorende regressieprogramma gepresenteerd. Het programma voldoet aan de volgende specifikaties:
- regressie u i t te voeren op twee in de invoerfile te kiezen kolommen -
maakt een tekening van de regressie met het 95% waarschijnlijkheidsgebied van de indiviauele punten en het 95% waarschijnlijkheidsgebied van de regressielijn
rijkswaterstaat ?
:I >
behoort bU:
nota
datum:
f e b r u a r i 1985
bladnr:
5
WWKZ
nr.
85.H004
p r e s e n t e e r t een t e k s t s t r i n g waarin een vraag i s opgenomen en . l e e s t h e t antwoord op deze vraag i n . Het antwoord wordt vervolgens door de module i n een characterstring geplaatst.
2.1 - 2 LEZEN
Bepaalt of de z e s u l t a t e n f i l e afkomstig i s u i t h e t programma "DUINAF" 8
i
~
~
Vervolgens ~ ~ ~ ~ wordt " . u i t de p a r a m e t e r f i l e ingelezen:
- het raainummer - h e t begin- en e i n d j a a r - de kolom voor de x-as - de bewerking voor de x-as - de minimale en de maximale x-waarden - de kolom voor de y-as - de bewerking voor de y-as -
of
i n de tekening
de minimale e n maximale y-waarden i n de tekening
De z o j u i s t opgegeven minima en maxima worden nu voor de x- en de y-as door de module "BEWERK" volgens de opgegeven bewerking verwerkt. T e n s l o t t e wordt een r e g e l u i t de r e s u l t a t e n f i l e gelezen. U i t deze r e g e l s worden de gevraagde kolommen geselekteerd waarna de bijbehorende g e t a l l e n , na
'I I :I
verwerkt t e z i j n door de r o u t i n e "BEWERK" i n een twee dimensionale a r r a y opgeslagen worden. Enkel de g e t a l l e n welke voldoen aan h e t gegeven raainummer worden i n de a r r a y opgeslagen. D i t proces h e r h a a l t zich t o t d a t de gehele r e s u l t a t e n f i l e u i t g e l e z e n is. 2 . 1 .2.1
BEWERK
Voert de gevraagde bewerking voor een x-as of een y-as u i t . D e bewerking wordt aangeduid m e t een nummer van één t o t zeven.
I I
' I
rijkswaterstaat WWKZ
behoort bU:
nota
datum:
februari 1985 6
bladnr:
nr.
85.H004
De mogelijke bewerkingen voor het getal "G" zijn als volgt vastgelegd: 1: G 2: G
*
1 0 1
3:
G
*
keken van G
4: eG 5:
In IGI
teken van G
6: 1OG
7: log IGI
*
teken van G
2.1 a 3 REGBER
Voert de regressieberekeningen uit. De berekening wordt als volgt uitgevoerd:
SOMMATIES:
SOMX =
N
x
xi
i= 1
SOMXX
i= 1 N = I: xi2 i= 1 N
SOMyy = soMxy =
x
yi2
i= 1 N I: x i *yi i= 1
Hierbij zijn "xi" en "yi" de betreffende x- en y-waarden.
X
GEM =
SOMX -
N COMy y GEM = N Hierbij is "N" het aantal x- en y-waarden.
rijkswaterstaat nota
datum:
februari 1985 7
blednr:
'
WWKZ nr. 85.H004
behoort bU:
Bepaling variaties
VAN =
SOMXX - xGEM2 N
Indien "VARx
< 10-6''
dan is de regressie van y op x niet mogelijk.
< 1 Om6" dan wordt "VARy" VARx*VARy > 10-6 dan geldt:
Indien "VARy Indien
vARxy =
gelijk aan nul gesteld.
I
I
som N
- xGEM*yGEM
VARx
= Hierbij is C de correlatiecoëfficient
I
Indien VARx*VARy
A = VARxy/VARx B = yGEM
- A*xGEM
I<
10-6
dan geldt: VARxy = O
rijkswaterstaat
1
behoort blj: datum: blsdnr:
nota
m z
nr.85 .HO04
f e b r u a r i 1985 8
In f i g . 2 wordt de bepaling van de s t u d e n t t-verdeling weergegeven. H i e r b i j i s NV: H e t a a n t a l vrijheidsgraden ( N - 2 ) TST:
Stapgrootte voor h e t i t e r a t i e -
I I -I I I I
proces.
Fig. 2
Bepaling waarde u i t de student t-verdeling
I I 1 I 1 I I
rijkswaterstaat ~~
(A
i
s / V m l ) < A <
Ondergrens: f(x) = A
I]
I I I B I 1 I I 1 I 1
-t*
*
x
+
(A
B
behoort bU.
nota
datum:
f e b r u a r i 1985
bladnr:
9
+ t * s/ @
-t
WWKZ
i
VARx
~~~~~
nr.
85.H004
)
*
N
Bepaling 95% waarschijnlijkheidsgebied van de punten:
.................................................... Bovengrens: f ( x ) = A
Ondergrens: fix) = A
* *
x
x
+ +
, i
B
B
+
t
* s
-t*c
VAM
*
N
VARx
*
N
Vervolgens s c h r i j f t h e t programma i n d i e n gewenst de berekende r e s u l t a t e n i n een u i t v o e r f i l e .
2.1.4
PLOT
Bepaalt i n d i e n op papier getekend wordt de p o s i t i e van de t e k e n i n g op het p a p i e r , waarna de k a d e r l i j n e n getekend worden. Vervolgens worden door de r o u t i n e "PLORES" de b e r e k e n i n g s r e s u l t a t e n u i t g e p l o t . T e n s l o t t e wordt uitgetekend:
- de g r a f i e k a s s e n m e t de bijbehorende t e k s t - de beschouwde punten -
'
-
de r e g r e s s i e l i j n de l i j n e n van h e t 95% waarschijnlijkheidsgebied van de r e g r e s s i e l i j n de l i j n e n van h e t 95% waarsohijnlijkheidsgebied van de punten door middel van de s u b r o u t i n e "STEMPL" h e t h o o f d j e van de t e k e n i n g de datum e n de t i j d
I I I I
I I I I I B 1 1 I 1 I I I
o a 8
i;
rijkswaterstaat WWKZ nr. 85.H004
behoort bU: nota
-
2.1.4.1
datum:
f e b r u a r i 1985
bladnr:
10
PLORES
P l o t de berekeningsresultaten i n g e t a l l e n , zoals:
- de v e r g e l i j k i n g van de r e g r e s s i e l i j n - de standaardafwijking van h e t r e s i d u -
de c o r r e l a t i e c o ë f f i c i e n t
- de standaardafwijking -
de gemiddelde x-
en y-waarde
h e t a a n t a l punten
- h e t a a n t a l vrijheidsgraden - h e t 95% waarschijnlijkheidsgebi - de t-waarde
d van de r i c h t i n
jeff i c i e n t
T e n s l o t t e wordt de v e r k l a r i n g van de l i j n t y p e s getekend.
2 .I .4 -2
STEMPL
T e k e n t en v u l t h e t hoofd van de tekening.
2 .I .S SLUIT S l u i t de i n de module "OPEN" geopende bestanden.
3. Handleiding
D e handleiding van h e t regressieprogramma per
5-12-1984 wordt i n d i t hoofd-
s t u k gegeven. Het i s mogelijk d a t n a deze datum wijzigingen i n h e t programma aangebracht z i j n . Door@PRT,S WWKHDUIN*JARKPRCG.DOC/REGRES
i n t e tikken kan de
aktuele v e r s i e van de handleiding verkregen worden.
ziet programma is geïmplementeerd op de U110O-computer van de D.I.V. wijk.
t e Rijs-
I I
pi jt
rijkswaterstaat behoort bil: nota
datum: bladnr:
'
3.1
RUNPROCEDURE
3.1.1
AANROEP
@ xqt 3.1.2
WWKZ
nr. 85.H004
f e b r u a r i 1985 11
wwkhduin*jarkprog.regres
INTERAKTIEVE PROCEDURE
B i j h e t i n t e r a k t i e f draaien van h e t programma worden de volgende vragen
gesteld:
* * *
p a r a m e t e r f i l e met berekeningsparameters r e s u l t a t e n f i l e u i t h e t duinafslag- of faalkansprogramma naam van een u i t v o e r f i l e waarin de berekeningsresultaten kunnen worden weggeschreven ( n i e t v e r p l i c h t )
*
I I
I
h e t nummer van h e t gewenste tekendevice
I n d i e n een p l o t f i l e aangemaakt moet worden wordt nog gevraagd om:
*
naam van de p l o t f i l e welke z a l worden aangemaakt.
3.2
INVOER
3.2.1
PARAUETERFILE
H e t parameterbestand bevat de gegevens voor de regressieberekening voor een bepaalde raai. Afhankelijk van de raai en de periode worden
1
H e t bestand is a l s volgt opgebouwd:
I
regel
ii
u i t de r e s u l t a t e n f i l e de gegevens geselecteerd.
FORTRAN-format
,
1
r a a i , j a a r l jaar2
16,215
2
kolx,bewx,xmin,xmax
213,2F7.1
3
k o l y , bewy ymin , p a x
213,2F7 -1
4
tekst
alfanumeriek
,
waarin :
'; I i/
:i
1
raai
= het nummer van de gewenste r a a i
jaarl
= h e t beginjaar van de gewenste periode
jaar2
= het e i n d j a a r van de gewenste periode
kolx
= h e t kolomnr. u i t de r e s u l t a t e n f i l e waarop de r e g r e s s i e
berekening wordt uitgevoerd (x-waarde) koly
= h e t kolomnr. u i t de u i t v o e r t a b e l waarvan de r e g r e s s i e berekening wordt uitgevoerd (y-waarde)
I I
rijkswaterstaat ~~~
behoort bU:
nota
datum:
f e b r u a r i 1995
bladnr:
12
bewx = de bewerking, aangeduid met n r s 1
WWKZ
nr.
85.H004
- 7,
welke op de
- 7,
welke op de
x-waarde wordt uitgevoerd bewy
= de bewerking, aangeduid met n r s 1 y-waarde wordt uitgevoerd
xmin
I 'i
= de minimale x-waarde welke i n de r e g r e s s i e g r a f i e k wordt u i t g e z e t
I
xmax
= de maximale x-waarde welke i n de r e g r e s s i e g r a f i e k
wordt u i t g e z e t
p i n
/I
= de minimale y-waarde welke i n de r e g r e s s i e g r a f i e k
wordt u i t g e z e t
pax
= de maximale y-waarde welke i n de r e g r e s s i e g r a f i e k
wordt u i t g e z e t t e k s t = een t e k s t r e g e l d i e in de p l o t z a l worden uitgeschreven
H e t i n t e r v a l van de x-waarde
(xmin
-
xmax) wordt
i n de r e g r e s s i e g r a f i e k
op de x-as u i t g e z e t t e n z i j de ingelezen x-waarden deze grenzen overs c h r i j d e n . I n d a t geval wordt de minimaal e n de maximaal optredende x-waarde aangehouden. Voor de y-waarden g e l d t h e t z e l f d e .
De mogelijke bewerkingen (bewx,bewy) voor h e t g e t a l "G" z i j n :
1: G 2: G
*
IGI
3: w o r t e l 4:
I1 * G
teken van G
e t o t de macht G
5: n a t u u r l i j k e logeritme van
6: 10 t o t de macht G
7: 10-logaritmen yan I G I
ii
*
I1* G
teken van G
teken van G
E r kunnen meer regressieberekeningen a c h t e r e l k a a r worden uitgevoerd
door de s e r i e van 4 r e g e l s i n z i j n geheel een a a n t a l malen t e herhalen binnen de p a r a m e t e r f i l e .
rijkswaterstaat behoort bv:
nota
datum:
f e b r u a r i 1985 13
bladnr:
3.2.2
WWKZ
nr.
85.H004
RESULTATENFILE
De r e s u l t a t e n f i l e u i t h e t duinafslag- of h e t faalkansprogramma d i e n t a l s
i n v o e r voor h e t regressieprogramma. ~
In deze r e s u l t a t e n f i l e s t a a t op de e e r s t e r e g e l h e t kustvak, i n h e t f a a l k a n s p r o g r m a gevolgd door de t e k s t "FAALKANS", wat ook i n de p l o t wordt uitgeschreven. Op de volgende r e g e l s s t a a n een a a n t a l r a a i e n en j a r e n gevolgd door kolommen met de berekeningsgegevens e n berekeningsresultaten van h e t duina f s l a g - en f a a l k a n s p r o g r m a . voor verdere t o e l i c h t i n g wordt verwezen naar de documentatie en de begeleidende u i t v o e r b i j h e t duinafslag- e n faalkansprogramma.
3.2.3
TEKENDEVICE
van d e regressieberekeningen kunnen tekeningen gemaakt worden. Afhankelijk van h e t type tekendevice d i e n t een nummer t e worden opgegeven. De volgende nummers/devices z i j n mogelijk: O
= geen tekening gewenst
1
= C1136 ( o f f - l i n e CALCOMP 1136 drumplotter v i a magn.tape)
2
= C748 ( o f f - l i n e CALCOMP 7 4 8 f l a t b e d p l o t t e r v i a magn.tape)
3
= C936R (CALCOMP 936 drumplotter on remote batch t e r m i n a l )
4
= T4010 (TEKTRONIX 4010 s t o r a g e t u b e )
5
= T4014 (TEKTRONIX 4014 s t o r a g e t u b e )
6
= T4016 (TEKTRONIX 4016 s t o r a g e tube)
7
= T4105 (TEKTRONIX 4105 s t o r a g e t u b e )
8
= T4010 (TEKTRONIX 4010 s t o r a g e tube met £ i l e )
9
= T4014 (TEKTRONIX 4014 s t o r a g e tube met f i l e )
10
= T4016 (TEKTRONIX 4016 s t o r a g e tube met f i l e )
11
= T4105 (TEKTRONIX 4105 s t o r a g e tube met f i l e )
B i j h e t gebruik van een p l o t t e r met magnetic t a p e d i e n t een plotfilename
t e worden opgegeven. B i j een t e k t r o n i x z a l voor h e t tekenen van e l k e g r a f i e k een kruisdraad verschijnen. Na h e t i n t i k k e n van de l e t t e r d = doorgaan z a l de tekening worden uitgevoerd. N a invoer van de l e t t e r s = stoppen wordt n i e t meer getekend en wordt h e t programma normaal beëindigd.
rijkswaterstaat
3.3
UITVOER
3.3.1
PLOTFILE
WWKZ
behoort bU:
nota
datum:
f e b r u a r i 1985
bladnr:
14
nr.
85.Ii004
Zoals vermeld wordt b i j een bepaald type tekendevice o m een plotfilename gevraagd.
Op de CALCOMP-plotter wordt een p l o t f i l e a l s v o l g t getekend:
@ PLCONT plofilename. D e verwerking op een TEKTRONIX-device is a l s volgt ( m e t p l o t f i l e ) @ USE I TEKTR.,plotfilename.
@ TXFILE Verdere beschrijving van de mogelijkheden van de devices i s t e vinden i n de d i v e r s e handleidingen.
15
3.3.2
UITVOERFILE
De r e s u l t a t e n van de berekeningen worden a l l e e n op een p a p i e r p l o t t e r uitgeschreven. B i j een g r a f i s c h e terminal ontbreken deze gegevens i n verband m e t de doelmatigheid van de uitvoer.
D e berekeningsresultaten kunnen i n een n i e t gecatalogiseerde f i l e worden weggeschreven eventueel zonder d a t een p l o t wordt gemaakt (devicenr.0).
Is geen u i t v o e r f i l e gewenst dan wordt op de vraag om een u i t v o e r f i l e s l e c h t s een k a l e RETURNi n g e t i k t .
I n de u i t v o e r f i l e s t a a t achtereenvolgens: l e r e g e l : r e g r e s s i e kustvak : "kustvaknaam" Ze r e g e l : r a a i : "raainr" periode: JAAR1 JAARZ
BEWX KOLY op BEWXKOLX
3e r e g e l : NW, NV, A, B, S, COR, SX, SY, XGEM, YGEM, A l , A Z , T 4e r e g e l :
I ). I
r e g e l 2 en r e g e l 3 worden zo vaak herhaald
5e r e g e l : a l s e r berekeningen worden uitgevoerd
I
I I I I I I I I I I I
I I I I I I I
rijkswaterstaat behoort bil: nota
WhXZ
datum:
f e b r u a r i 1985
bladnr:
15
waarin: JAAR1 = b e g i n j a a r van de s e l e c t i e p e r i o d e JAAR2 = e i n d j a a r van de s e l e c t i e p e r i o d e BEWX
= bewerking t e k s t voor de X-kolom
BEWY
= bewerking t e k s t voor de Y-kolom
KOLX
= naam van de X-kolom u i t de r e s u l t a t e n f i l e
KOLY
= naam van de Y-kolom u i t de r e s u l t a t e n f i l e
NW
= a a n t a l X-Y-combinaties
NV
= a a n t a l vrijheidsgraden
A
= r i c h t i n g c o ë f f i c i e n t van de r e g r e s s i e l i j n Y=AX+B
B
= c o n s t a n t e term van de r e g r e s s i e l i j n Y=AX+B
C
= standaardafwijking van h e t r e s i d u
COR
= correiatiecoëfficient
SX
= standaardafwijking van de X-waarden
' SY
= standaardafwijking van de Y-waarden
XGEM
= gemiddelde X-waarde
YGEM
= gemiddelde Y-waarde
Al
=
A2
= bovengrens van de 95% waarschijnlijkheid van de
T
= waarde voor de term u i t de T-reeks
ondergrens van de 95% w a a r s c h i j n l i j k h e i d van de r.c.
Het f o n a t volgens FORTRAN77 is als volgt:
l e r e g e l : 20X, 16A 2e r e g e l : 6X, 1 7 , lOX, 215, l x , 9A, 5A, 4 X , 9A, 5A 3e r e g e l : 213, F7.3,
F11.3,
4e regel : z i e regel 2 5e r e g e l : etc
z i e regel 3
2F7.3,
2F8.3,
2F9.3,
3F7.3
r.c.
nr.
85.H004
