基于圖的空間離群檢測算法分析與研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、基于圖的空間離群檢測算法分析與研究重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文(學(xué)術(shù)學(xué)位)學(xué)生姓名:陳濤指導(dǎo)教師:朱慶生教授專業(yè):計(jì)算機(jī)軟件與理論學(xué)科門類:工學(xué)重慶大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院二O一三年四月重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文中文摘要I摘要空間離群檢測能夠幫助人們發(fā)現(xiàn)潛在的、有趣的空間數(shù)據(jù)模式,并把它用于未來演變趨勢(shì)的分析研究。在許多實(shí)際情況下,這些不尋常的空間離群事件往往具有出乎意料的研究價(jià)值,因此空間離群檢測被廣泛應(yīng)用于城市的人口普查研究、氣候異常檢測、傳感器異常檢測、

2、衛(wèi)星圖像檢測等重要領(lǐng)域??臻g離群對(duì)象既可以是離群單點(diǎn),也可以是離群區(qū)域,目前主要的空間離群檢測算法將二者孤立出來,區(qū)別地對(duì)待和研究,然而能夠同時(shí)檢測空間離群單點(diǎn)與空間離群區(qū)域的研究成果還相對(duì)較少??臻g對(duì)象受到空間自相關(guān)與空間異質(zhì)性的影響,空間近鄰關(guān)系的對(duì)待在很大程度上決定了算法的準(zhǔn)確性。本文在研究分析現(xiàn)有離群檢測算法的基礎(chǔ)上,針對(duì)空間離群檢測的關(guān)鍵問題和已有算法的不足,提出了兩個(gè)基于圖的空間離群檢測算法。研究工作主要包括:①研究了離群檢

3、測的基礎(chǔ)技術(shù)框架,系統(tǒng)地分析和對(duì)比了傳統(tǒng)離群檢測算法的基本原理,并介紹了離群檢測領(lǐng)域中的研究熱點(diǎn);②全面分析研究了空間數(shù)據(jù)所具有的特性,對(duì)常見的空間近鄰關(guān)系表達(dá)方法進(jìn)行了闡述與比較;分別概述了空間單點(diǎn)檢測算法與空間區(qū)域檢測算法;③利用WDNN(WeightedDelaunayNearestNeighb)圖的構(gòu)造原理,提出了一種基于裁邊策略的空間離群檢測算法,采用基于二部圖最短邊的空間離群因子,通過反復(fù)裁去―最大邊‖來實(shí)現(xiàn)空間離群單點(diǎn)和離

4、群區(qū)域二者之間的并發(fā)查找,隔離了―壞鄰居‖對(duì)正常數(shù)據(jù)的干擾,有效避免了經(jīng)典算法中常出現(xiàn)的錯(cuò)誤檢測問題;④在裁邊算法的基礎(chǔ)上,提出了一種基于MST(MinimumSpanningTree)分割策略的改進(jìn)算法,利用MST的優(yōu)良性質(zhì),最大程度地簡化了WDNN圖,減少了原圖中等待裁邊的數(shù)量和相關(guān)圖搜索次數(shù),降低了檢測算法的時(shí)間規(guī)模,達(dá)到對(duì)空間離群快速檢測的目的;論文中使用來自于國家統(tǒng)計(jì)局的真實(shí)數(shù)據(jù)集和一組人工數(shù)據(jù)集來進(jìn)行實(shí)驗(yàn),直觀地展示了本文算

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