數(shù)據(jù)挖掘在基于時(shí)間序列的水文數(shù)據(jù)分析的應(yīng)用

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1、C據(jù)挖掘技術(shù)在基于時(shí)間序列的流域水文數(shù)據(jù)分析領(lǐng)域的應(yīng)用摘要摘要：針對(duì)流域水文數(shù)裾存在的海量、復(fù)雜、時(shí)空性等一系列特點(diǎn)，面向流域防洪與興利等主題，建立了以數(shù)據(jù)層、組織層、挖掘?qū)右约皼Q策層為基礎(chǔ)的流域水文數(shù)據(jù)挖掘體系，針對(duì)海量水文數(shù)據(jù)集，如何更加有效合理的利用它們，從這些數(shù)據(jù)中間挖掘有用的信息，以促進(jìn)水利行業(yè)發(fā)展，隨著科技的進(jìn)步，特別是信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，我們進(jìn)入了一個(gè)嶄新的信息時(shí)代。數(shù)據(jù)挖掘正是從火量的實(shí)際應(yīng)用數(shù)據(jù)屮，提取隱含在其屮的、人們事先不知道的、但潛在有用的信息和知識(shí)的過(guò)程。本文首先介紹了數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的

2、概念、方法以及水文分析和時(shí)間序列的相關(guān)概念。其次，木文詳細(xì)闡述了數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)在時(shí)間序列的水文數(shù)據(jù)分析領(lǐng)域的應(yīng)用，其中對(duì)相似性分析的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了比較細(xì)致的研究，包括模式識(shí)別，基于特征點(diǎn)的分段線(xiàn)性表示以及相似性度量。關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)挖掘，時(shí)間序列，相似性度量，水文分析目錄1弓唁12數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)與時(shí)間序列水文分析概述12.1數(shù)據(jù)挖掘的概念12.2數(shù)據(jù)挖掘方法與知識(shí)分類(lèi)22.3數(shù)據(jù)挖掘的基本步驟22.4時(shí)間序列分析的主要內(nèi)容：22.5時(shí)間序列的基本概念33數(shù)據(jù)挖掘在時(shí)間序列的水文數(shù)據(jù)分析應(yīng)用33.1水文時(shí)間序列數(shù)據(jù)

3、挖掘的概念33.2水文時(shí)問(wèn)序列數(shù)據(jù)挖掘研究方向33.3時(shí)間序列相似性分析關(guān)鍵技術(shù)研究43.3.1水文時(shí)間序列相似性分析基本原理43.3.2時(shí)間序列的模式識(shí)別43.3.3時(shí)間序列-基于特征點(diǎn)的分段線(xiàn)性表示53.3.4時(shí)間序列的相似性度量54結(jié)束語(yǔ)6參考文獻(xiàn)71引言隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展，人類(lèi)在各個(gè)領(lǐng)域所積累的數(shù)據(jù)正以指數(shù)方式增長(zhǎng)，現(xiàn)代社會(huì)的競(jìng)爭(zhēng)趨勢(shì)要求對(duì)這些海量的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)的和深層次的分析，以揭示隱藏在這些數(shù)據(jù)背后的潸在更有用的信息，為決策部門(mén)在決策制定過(guò)程中提供重要的參考依據(jù)。為了解決這個(gè)在信息領(lǐng)域具有

4、普遍性的“知識(shí)發(fā)現(xiàn)”問(wèn)題(KDD)，數(shù)據(jù)挖掘(DM,又稱(chēng)為數(shù)據(jù)采掘、數(shù)據(jù)開(kāi)采)技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。數(shù)據(jù)挖掘(DataMining)就是從大量的、不完全的、有噪聲的、模糊的、隨機(jī)的數(shù)據(jù)中，提取隱含在其中的、人們事先不知道的、但又是潛在有用的信息和知識(shí)的過(guò)程。它不僅是面向特定數(shù)據(jù)庫(kù)的簡(jiǎn)單檢索查詢(xún)調(diào)用，而且要對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行微觀、中觀乃至宏觀的統(tǒng)計(jì)、分析、綜合和推理，以指導(dǎo)實(shí)際問(wèn)題的求解，企圖發(fā)現(xiàn)事件間的相互關(guān)聯(lián)，甚至利用已有的數(shù)據(jù)對(duì)未來(lái)的活動(dòng)進(jìn)行預(yù)測(cè)。通過(guò)數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)在基于時(shí)間序列的水文數(shù)據(jù)分析領(lǐng)域的應(yīng)用，對(duì)水文數(shù)據(jù)

5、具有良好的查詢(xún)優(yōu)化機(jī)制，可發(fā)現(xiàn)吋間序列數(shù)據(jù)庫(kù)中蘊(yùn)藏的相似性，奮利于掌握數(shù)據(jù)變化規(guī)律和趨勢(shì)。利用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)時(shí)間序列分析理論，建立水資源系列隨時(shí)間變化趨勢(shì)分析模型，在浩瀚的歷史水文數(shù)據(jù)庫(kù)里，發(fā)現(xiàn)各種水文耍素變化的規(guī)律性和耍素之間的相關(guān)性，為有效預(yù)測(cè)提供依據(jù)，對(duì)防洪抗旱，水資源的分配與調(diào)度，水利工程建設(shè)，工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以及國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的其它方面都有重要的參考價(jià)值和指導(dǎo)意義。2數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)與時(shí)間序列水文分析概述2.1數(shù)據(jù)挖掘的概念數(shù)據(jù)挖掘(DataMining)，是從大量的、不完全的、有噪聲的、模糊的、隨機(jī)的數(shù)據(jù)集

6、中，提取隱含在其中的、人們事先不知道的、但又是潛在的有用的信息和知識(shí)的過(guò)程，提取的知識(shí)表示為概念、規(guī)則、規(guī)律、模式等形式。數(shù)據(jù)挖掘是一種決策支持過(guò)程，分析各組織原有的數(shù)據(jù)，做出歸納的推理，從中挖掘出潛在的模式，為管理人員決策提供支持。數(shù)據(jù)挖掘，乂稱(chēng)為數(shù)據(jù)庫(kù)中知識(shí)發(fā)現(xiàn)，也有人把數(shù)據(jù)挖掘視為數(shù)據(jù)庫(kù)中知識(shí)發(fā)現(xiàn)過(guò)程的一個(gè)基本步驟。知識(shí)發(fā)現(xiàn)過(guò)程以下步驟組成：數(shù)據(jù)清理，數(shù)據(jù)集成，數(shù)據(jù)選擇,數(shù)據(jù)變換，數(shù)據(jù)挖掘，模式評(píng)估，知識(shí)表示。2.2數(shù)據(jù)挖掘方法與知識(shí)分類(lèi)數(shù)據(jù)挖掘方法結(jié)合了數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、機(jī)器學(xué)習(xí)、統(tǒng)計(jì)學(xué)等領(lǐng)域的知識(shí)，從

7、深層次挖掘有效的模式。常見(jiàn)方法有關(guān)聯(lián)規(guī)則、決策樹(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、粗糙集法、分類(lèi)、聚類(lèi)方法、遺傳算法和統(tǒng)計(jì)分析方法等，在不同的領(lǐng)域，針對(duì)需要解決的具體問(wèn)題，需要完成的挖掘主題，采用不同的數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)或方法。數(shù)據(jù)挖掘所發(fā)現(xiàn)的知識(shí)最常見(jiàn)的有以下五類(lèi)：＞廣義知識(shí)指類(lèi)別特征的概括性描述知識(shí)；＞關(guān)聯(lián)知識(shí)反映一個(gè)事件和其他事件之間依賴(lài)或關(guān)聯(lián)的知識(shí)；＞分類(lèi)知識(shí)反映同類(lèi)事物共同性質(zhì)的特征型知識(shí)和不同事物之間差異特征知識(shí)；＞偏差型知識(shí)對(duì)差異和極端特例的描述，揭示事物偏離常規(guī)的異?，F(xiàn)象；＞預(yù)測(cè)型知識(shí)根據(jù)時(shí)間序列型數(shù)據(jù)，由歷史的和當(dāng)

8、前的數(shù)據(jù)去推測(cè)未來(lái)的數(shù)據(jù)。2.3數(shù)據(jù)挖掘的基本步驟＞問(wèn)題的理解和提出：在開(kāi)始數(shù)據(jù)挖掘之前最基木的就是理解數(shù)據(jù)和實(shí)際的業(yè)務(wù)問(wèn)題,在此基礎(chǔ)之上提出問(wèn)題，對(duì)H標(biāo)有明確的定義。＞數(shù)據(jù)準(zhǔn)備：獲取原始數(shù)據(jù)，從中抽取一定數(shù)量的子集，建立數(shù)據(jù)挖掘庫(kù)。其中涉及到的一個(gè)問(wèn)題是如果企業(yè)原來(lái)的數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)滿(mǎn)足數(shù)據(jù)挖掘的要求，就可以將數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)作為數(shù)據(jù)挖掘庫(kù)進(jìn)行分析。＞數(shù)據(jù)整理：由于數(shù)據(jù)可能是不完全的、有噪聲的、隨機(jī)的、復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，就要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行初步的整