基于web的空間數(shù)據(jù)挖掘研究

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1、中南大學(xué)博士學(xué)位論文基于Web的空間數(shù)據(jù)挖掘研究姓名：傅明申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：博士專業(yè)：大地測(cè)量學(xué)與測(cè)量工程指導(dǎo)教師：張學(xué)莊20040501摘要空間數(shù)據(jù)挖掘(SpatialDataMining，SDM)是二十世紀(jì)九十年代發(fā)展起來(lái)的一項(xiàng)新技術(shù)，近年來(lái)得到了越來(lái)越多學(xué)者的重視。隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展，如何在Intemet或Intranet上進(jìn)行空間數(shù)據(jù)挖掘，即如何進(jìn)行基于web的空間數(shù)據(jù)挖掘(WebBasedSpatialDataMining，WBSDM)是SDM的一個(gè)新的研究領(lǐng)域，也是相關(guān)學(xué)者曰漸關(guān)注

2、的研究課題之一。作者1999年提出申請(qǐng)并獲湖南省自然科學(xué)基金資助于2000年至2003年主持承擔(dān)了“基于Web的GIS空間數(shù)據(jù)挖掘”研究，就相關(guān)問(wèn)題開(kāi)展了探索。．本項(xiàng)研究旨在總結(jié)空間數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)和基于Web的數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)及WBSDM的應(yīng)用前景；系統(tǒng)地提出基于Web的空間數(shù)據(jù)挖掘框架；設(shè)計(jì)基于XML／J2EE的WBSDM平臺(tái)模型；將MAS(Multi．AgentSystem)技術(shù)引入WBSDM并提出應(yīng)用策略；研究基于粗糙集的空間知識(shí)庫(kù)刻畫(huà)模型，提出并實(shí)現(xiàn)高維數(shù)據(jù)的特征提取和數(shù)據(jù)濃縮算法；提出并實(shí)現(xiàn)基于

3、知識(shí)庫(kù)的知識(shí)發(fā)現(xiàn)模型；構(gòu)造一個(gè)WBSDM的原型實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，對(duì)本文的相關(guān)研究進(jìn)行驗(yàn)證。具體內(nèi)容包括：(1)系統(tǒng)地總結(jié)和評(píng)述了空間數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)和基于Web的數(shù)據(jù)挖掘等相關(guān)技術(shù)，在此基礎(chǔ)上提出了WBSDM概念，論述了其研究意義和主要功能。(2)提出基于Web的空間數(shù)據(jù)挖掘框架，對(duì)WBSDM研究背景、定義、特點(diǎn)、功能組成、體系結(jié)構(gòu)、實(shí)現(xiàn)策略、關(guān)鍵技術(shù)等進(jìn)行了系統(tǒng)地論述。(3)根據(jù)WBSDM的業(yè)務(wù)需要，在對(duì)WebGIS研究進(jìn)行總結(jié)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了一個(gè)分布式WebGIS集成模型，明確提出了技術(shù)實(shí)施方案：基于XML

4、／J2EE技術(shù)，設(shè)計(jì)統(tǒng)一的數(shù)據(jù)訪問(wèn)接口協(xié)議Replys和Request，采用JAFMAS，擴(kuò)展遠(yuǎn)程分布式數(shù)據(jù)挖掘構(gòu)件。詳細(xì)闡述了該模型的設(shè)計(jì)目標(biāo)、體系結(jié)構(gòu)及關(guān)鍵技術(shù)，使該模型能滿足WBSDM的要求。(4)將MAS技術(shù)引入WBSDM中，詳細(xì)剖析了第三方提供的移動(dòng)Agent的純Java構(gòu)件JAFMAS，為JAFMAS應(yīng)用于WBSDM作了細(xì)致地研究工作，擴(kuò)展了該構(gòu)件并針對(duì)WBSDM的需求提出了多Agent合作算法。(5)刻劃了基于粗糙集信息顆粒的知識(shí)庫(kù)模型，證明了基于基本信息顆粒的一種正區(qū)域等價(jià)算法，分析

5、了不可分矩陣的性質(zhì)，提出并實(shí)現(xiàn)了基于粗糙信息顆粒的屬性約簡(jiǎn)算法，使粗糙集理論能更好地適應(yīng)空間海量數(shù)據(jù)集的挖掘。(6)為解決WBSDM中自不同空間數(shù)據(jù)庫(kù)所獲知識(shí)所面臨的知識(shí)融合問(wèn)題，提出了一種新的基于知識(shí)庫(kù)的知識(shí)發(fā)現(xiàn)模型。實(shí)驗(yàn)表明，在對(duì)規(guī)則知識(shí)的冗余、循環(huán)、沖突等處理上該模型有良好的效果。(7)設(shè)計(jì)并部分實(shí)現(xiàn)了一個(gè)基于Web的空間數(shù)據(jù)挖掘原型系統(tǒng)WBSDMS，結(jié)合實(shí)際項(xiàng)目，用本系統(tǒng)對(duì)城市供水系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行了挖掘。該系統(tǒng)能夠選用多種算法進(jìn)行挖掘，具有較好的開(kāi)放性和可擴(kuò)展性。關(guān)鍵詞基于Web的空間數(shù)據(jù)挖掘

6、，網(wǎng)絡(luò)地理信息系統(tǒng)，多Agent系統(tǒng)，數(shù)據(jù)約簡(jiǎn)，基于知識(shí)庫(kù)的學(xué)習(xí)IIABSTRACTSpatialDataMiningiSanewkindoftechnologythatisdevelopedin1990“．Andrecentlymoreandmorescholarshavepaidgreatattentiontoit．Withtherapiddevelopmentofnetworktechnologies．relevantresearchersaremoreinterestedinhowtomin

7、espatialdatainInternetorIntranet，thatiS，howtodoWebBasedSpatialDataMining(WBSDM)．Thewriterhasalsotakenoveraproject——WebBasedSpatialDataMining，whichwasproposedin1999bythewriterandauthorizedtobesubsidizedbytheNaturalSciencefoundationofHunanProvinceofChina

8、，from2000to2003，andprobedintosomerelativeaspects．Thedissertationfocusedonthetechnologies．a(chǎn)lgorithmandapplicationofWBSDM．a(chǎn)ndthemainstudiesandnewcontributionsaredescribedasfollows：1．TechnologiesofsDatialdataminingandweb．baseddataminingare