基于改進(jìn)的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)等級(jí)分類研究.pdf

1、由于信息技術(shù)發(fā)展速度越來(lái)越快，高新觀測(cè)設(shè)備的不斷更新，大量的高新觀測(cè)設(shè)備運(yùn)用在海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的采集上，包括航空衛(wèi)星采集、各類先進(jìn)傳感器采集等，形成了全面立體的海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，奠定了海洋信息化堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。由于各類高新觀測(cè)設(shè)備用于海洋數(shù)據(jù)的收集，導(dǎo)致海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)量迅速增長(zhǎng)，對(duì)于急劇增長(zhǎng)的海量、復(fù)雜的海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，一方面給海洋信息化發(fā)展帶來(lái)了機(jī)遇；一方面也給海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)管理帶來(lái)了新的挑戰(zhàn)。如何對(duì)海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)

2、行高效的管理，對(duì)海洋信息化的發(fā)展至關(guān)重要，也是海洋信息化必須要面對(duì)和解決的問(wèn)題之一。因此，管理復(fù)雜的、海量的海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)海量的、復(fù)雜的海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行明確的數(shù)據(jù)價(jià)值等級(jí)分類，是目前的研究熱點(diǎn)。
　　隨著數(shù)據(jù)挖掘知識(shí)的普及和發(fā)展，我們對(duì)數(shù)據(jù)分類也有了基本的了解，數(shù)據(jù)挖掘的一個(gè)重要研究課題就是數(shù)據(jù)分類，數(shù)據(jù)分類也一直是科學(xué)研究人員的研究重點(diǎn)和熱點(diǎn)。本文選用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法來(lái)實(shí)現(xiàn)海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分類，在海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)凌

3、亂，難以分類保存利用的情況下，以國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)作為海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分類依據(jù)。在1996年，國(guó)家海洋局制定了海洋數(shù)據(jù)秘密等級(jí)的相關(guān)文件：《海洋工作中國(guó)家秘密及其密級(jí)具體范圍的規(guī)定》；在2007年，國(guó)家制定了對(duì)數(shù)據(jù)分級(jí)保護(hù)的相關(guān)規(guī)定文獻(xiàn)：《數(shù)據(jù)保密規(guī)范》。將這些國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定作為本文海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分類的基礎(chǔ)和依據(jù)，文章中把海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分為四級(jí)：數(shù)據(jù)價(jià)值最高級(jí)、數(shù)據(jù)價(jià)值高級(jí)、數(shù)據(jù)價(jià)值一般級(jí)、數(shù)據(jù)價(jià)值低級(jí)，同時(shí)結(jié)合海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的特性設(shè)計(jì)出適

4、合于對(duì)海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)價(jià)值等級(jí)分類的數(shù)據(jù)分類網(wǎng)絡(luò)模型，將凌亂的海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)通過(guò)數(shù)據(jù)分類網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行數(shù)據(jù)的訓(xùn)練和預(yù)測(cè)，達(dá)到對(duì)海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行價(jià)值等級(jí)分類的目的，為海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的分類保存和利用奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。本文主要研究?jī)?nèi)容如下：
　　1.數(shù)據(jù)分類算法的選取
　　面對(duì)種類眾多的數(shù)據(jù)分類算法，如貝葉斯分類算法、決策樹分類算法，到底選擇什么樣的數(shù)據(jù)分類算法適用于文章中的海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的分類？文章首先要提出和解決的問(wèn)題

5、就是分類算法的選取問(wèn)題。文章利用WEKA數(shù)據(jù)挖掘工具，分別對(duì)幾種不同的分類算法從錯(cuò)誤率、均方誤差等幾個(gè)方面做比較，選擇出錯(cuò)誤率、均方誤差最低的分類算法，即BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)分類算法。
　　2. BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)隱含層單元數(shù)的確定
　　由實(shí)驗(yàn)確定了BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)作為本文的數(shù)據(jù)分類算法，但是BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)有一個(gè)難以理論解決的問(wèn)題，即網(wǎng)絡(luò)隱含層單元數(shù)的選取問(wèn)題，本文針對(duì)這一問(wèn)題，提出了計(jì)算BP隱含層單元數(shù)的改進(jìn)算法，使得BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在構(gòu)建數(shù)

6、據(jù)分類網(wǎng)絡(luò)模型時(shí)隱含層單元數(shù)的選取范圍比傳統(tǒng)的方法所提供的隱含層單元數(shù)的選取范圍有所縮小，使得隱含層單元數(shù)的選取更為準(zhǔn)確，提高了數(shù)據(jù)分類實(shí)驗(yàn)效率同時(shí)避免了時(shí)間精力的浪費(fèi)。
　　3.輸入輸出指標(biāo)的定義
　　不同的數(shù)據(jù)分類模型、不同的數(shù)據(jù)分類要求，對(duì)數(shù)據(jù)分類模型中輸入指標(biāo)和輸出指標(biāo)的要求不一樣，文中結(jié)合本文的數(shù)據(jù)分類的情況和查閱大量的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，分別確定了輸入指標(biāo)和對(duì)輸出指標(biāo)進(jìn)行了定義。輸入指標(biāo)由于實(shí)驗(yàn)條件的限制，選取了海洋環(huán)境監(jiān)

7、測(cè)的基本要素作為輸入指標(biāo)，輸出指標(biāo)以國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)，確定為四級(jí)，分別是數(shù)據(jù)價(jià)值最高級(jí)、數(shù)據(jù)價(jià)值高級(jí)、數(shù)據(jù)價(jià)值一般級(jí)、數(shù)據(jù)價(jià)值低級(jí)。
　　4.數(shù)據(jù)分類實(shí)驗(yàn)仿真
　　對(duì)于構(gòu)建完成的BP神經(jīng)數(shù)據(jù)分類網(wǎng)絡(luò)模型，對(duì)本文數(shù)據(jù)分類仿真實(shí)驗(yàn)的步驟為：①訓(xùn)練網(wǎng)絡(luò)，利用海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)分類網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練；②測(cè)試網(wǎng)絡(luò)，利用測(cè)試數(shù)據(jù)對(duì)訓(xùn)練完成的分類網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行預(yù)測(cè)分類。通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證該數(shù)據(jù)分類網(wǎng)絡(luò)模型能夠?qū)Ｑ蟓h(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)價(jià)值等級(jí)的分類做出準(zhǔn)確的分類預(yù)測(cè)