空間數(shù)據(jù)挖掘方法與實踐

目錄
序
作者序
前言
第1章 顧及限定規(guī)則的空間聚類 1
1.1 空間聚類限定規(guī)則問題 1
1.1.1 限定規(guī)則問題 1
1.1.2 限定規(guī)則問題定義及相關概念 3
1.2 附加限定規(guī)則的空間聚類 3
1.2.1 附加空間限定規(guī)則的空間聚類 4
1.2.2 附加非空間屬性限定規(guī)則的空間聚類 8
1.2.3 附加方位因素的空間聚類 13
1.3 空間聚類結果分級處理 16
1.3.1 非空間屬性的分級處理 16
1.3.2 空間方位因素的分級處理 18
1.4 算法實現(xiàn)及應用 23
1.4.1 實驗數(shù)據(jù)及預處理 23
1.4.2 算法實現(xiàn) 24
1.4.3 算法應用實例 30
第2章 基于人工蜂群算法的空間聚類 34
2.1 人工蜂群算法及改進 34
2.1.1 人工蜂群算法 34
2.1.2 人工蜂群算法改進 38
2.1.3 算法改進測試 39
2.2 人工蜂群聚類算法 47
2.2.1 FCM算法和HCM算法 47
2.2.2 群智能聚類算法 51
2.2.3 算法比較分析 53
2.3 人工蜂群算法的空間聚類應用 56
2.3.1 實驗數(shù)據(jù) 56
2.3.2 數(shù)據(jù)預處理 58
2.3.3 實驗結果及分析 62
第3章 數(shù)據(jù)流的空間聚類變化檢測 65
3.1 數(shù)據(jù)流相關概念及算法 65
3.1.1 數(shù)據(jù)流相關概念 65
3.1.2 數(shù)據(jù)流聚類算法 67
3.1.3 基于動態(tài)圖的聚類變化挖掘 74
3.2 基于實時聚類快照的空間聚類變化檢測 75
3.2.1 基于網格索引的DenStream算法優(yōu)化 75
3.2.2 在線階段的實時聚類快照截取 79
3.2.3 基于快照的聚類變化分析 80
3.2.4 實驗與結果分析 84
3.3 基于滑動窗口的空間聚類變化檢測 89
3.3.1 基于滑動窗口的在線聚類更新 89
3.3.2 基于圖的空間聚類變化分析 95
3.3.3 實驗與結果分析 97
3.4 應用實例——城市犯罪數(shù)據(jù)流模擬及聚類演化分析 99
第4章 量化空間關聯(lián)規(guī)則挖掘應用 110
4.1 量化關聯(lián)規(guī)則問題 110
4.1.1 關聯(lián)規(guī)則挖掘相關概念 110
4.1.2 量化關聯(lián)規(guī)則挖掘問題 112
4.2 空間數(shù)據(jù)預處理 115
4.2.1 基于聚類的空間數(shù)據(jù)離散化 115
4.2.2 聚類算法優(yōu)化 117
4.2.3 基于行政區(qū)劃的空間數(shù)據(jù)離散化 123
4.2.4 事務數(shù)據(jù)庫構建 124
4.3 量化空間關聯(lián)規(guī)則挖掘 125
4.3.1 包含事務信息的FP-tree 126
4.3.2 FPT-growth算法 129
4.3.3 基于模擬退火的量化關聯(lián)規(guī)則挖掘 131
4.4 實驗及分析 138
4.4.1 使用聚類數(shù)據(jù)進行定量關聯(lián)規(guī)則挖掘 138
4.4.2 使用行政區(qū)劃數(shù)據(jù)進行定量關聯(lián)規(guī)則挖掘 143
4.4.3 實驗結果分析 145
第5章 基于粒子群的模糊空間關聯(lián)規(guī)則挖掘 147
5.1 基于粒子群的隸屬函數(shù)優(yōu)化方法 147
5.1.1 基本粒子群優(yōu)化算法 147
5.1.2 隸屬函數(shù)及其優(yōu)化 149
5.1.3 優(yōu)化算法描述 154
5.1.4 實驗結果及分析 156
5.2 模糊空間關聯(lián)規(guī)則挖掘方法 160
5.2.1 模糊集與模糊關聯(lián)規(guī)則 160
5.2.2 全模糊區(qū)域頻繁模式挖掘算法 163
5.2.3 基于改進粒子群算法的關聯(lián)規(guī)則提取 167
5.3 模糊空間關聯(lián)規(guī)則應用研究 173
5.3.1 數(shù)據(jù)準備與數(shù)據(jù)預處理 173
5.3.2 挖掘結果分析及檢驗 177
5.3.3 結果檢驗 178
第6章 本體輔助的空間關聯(lián)規(guī)則挖掘 183
6.1 本體及其構建 183
6.1.1 本體基本概念 183
6.1.2 本體的結構與構建原則 184
6.1.3 基于語義收縮的本體構建 185
6.2 本體輔助的空間關聯(lián)規(guī)則挖掘數(shù)據(jù)預處理 191
6.2.1 本體輔助的數(shù)據(jù)清理 191
6.2.2 本體輔助的數(shù)據(jù)歸約 196
6.2.3 實驗及評價 200
6.3 基于本體語義約束的空間頻繁模式挖掘 207
6.3.1 空間依賴分析 207
6.3.2 基于概念格的空間依賴剔除 211
6.3.3 本體語義應用的實現(xiàn) 213
6.3.4 實驗及其評價 214
6.4 本體輔助的空間關聯(lián)規(guī)則挖掘結果優(yōu)化 218
6.4.1 規(guī)則的生成和知識的表達 219
6.4.2 基于規(guī)則模式的規(guī)則選取 223
6.4.3 基于本體語義相似度的規(guī)則過濾 226
6.4.4 實驗分析 227
第7章 本體輔助的中文文本自然災害專題信息挖掘 232
7.1 中文文本時空信息獲取及解析方法 232
7.1.1 地名本體、事件本體和災害本體 232
7.1.2 面向主題的網頁信息獲取 233
7.1.3 文本中時空信息解析方法 233
7.1.4 文本中事件信息抽取方法 235
7.2 基于地名本體的地名知識表達方法 237
7.2.1 基于地名本體的地名知識建模 237
7.2.2 地名本體定性空間推理機制 243
7.2.3 地名知識庫構建 244
7.3 面向事件的自然災害領域本體構建 248
7.3.1 相關概念與技術方法 248
7.3.2 自然災害事件領域知識分析 251
7.3.3 自然災害事件領域本體建模與表達 257
7.3.4 自然災害事件領域本體評價 260
7.4 顧及本體語義的自然災害信息主題爬蟲 264
7.4.1 主題爬蟲技術基礎 264
7.4.2 本體語義支持的自然災害主題爬蟲框架 268
7.4.3 基于語義和HTML位置加權的網頁文本主題相關度計算 269
7.4.4 基于主題相關度的鏈接分析改進方法 275
7.4.5 測試與分析 277
7.5 非結構化中文文本自然災害事件專題信息解析 280
7.5.1 相關技術基礎 280
7.5.2 基于規(guī)則和推理的中文文本時間信息解析 282
7.5.3 基于本體標注的中文文本地名識別 288
7.5.4 中文文本自然災害事件時空信息合并 291
7.5.5 基于復合特征的自然災害事件類型識別 293
7.5.6 基于事件本體和模式匹配的自然災害事件屬性元素抽取 302
7.6 自然災害事件時空信息匹配與可視化 308
7.6.1 自然災害事件時空信息匹配 308
7.6.2 地名知識輔助的中文文本地名消歧 308
7.6.3 自然災害事件可視化表達與分析 313
7.6.4 應用實例——以地震災害為例 319
第8章 基于出租車軌跡數(shù)據(jù)的異常事件檢測 323
8.1 出租車軌跡數(shù)據(jù)分析概述 323
8.1.1 軌跡數(shù)據(jù)相關知識 323
8.1.2 軌跡數(shù)據(jù)分析 325
8.1.3 聚類分析與異常檢測 327
8.2 出租車異常軌跡模式發(fā)現(xiàn) 3308.2.1 相關定義 331
8.2.2 異常軌跡模式發(fā)現(xiàn) 333
8.2.3 實驗與分析 338
8.3 事件檢測與分析 342
8.3.1 基于LRT的元事件檢測 343
8.3.2 元事件統(tǒng)計分析 348
8.3.3 復合時空事件的提取與分析 352
8.4 異常聚集行為檢測 356
8.4.1 聚集行為發(fā)現(xiàn) 356
8.4.2 聚集行為模式分析與異常檢測 361
第9章 基于出租車數(shù)據(jù)和POI的城市空間行為特征分析 369
9.1 數(shù)據(jù)準備與數(shù)據(jù)預處理 369
9.1.1 研究區(qū)域與數(shù)據(jù)準備 369
9.1.2 出租車數(shù)據(jù)預處理 370
9.1.3 POI數(shù)據(jù)預處理 373
9.2 城市功能區(qū)識別及主要交通樞紐空間分析 373
9.2.1 基于POI數(shù)據(jù)的城市功能區(qū)識別 373
9.2.2 城市功能區(qū)識別結果分析 376
9.2.3 交通用地的服務范圍及空間聯(lián)系強度分析 377
9.3 基于密度聚類的熱點路段及區(qū)域挖掘 381
9.3.1 密度聚類算法的改進 382
9.3.2 熱點路段時空分布與分析 387
9.3.3 熱點區(qū)域POI熱度指數(shù)計算與分析 389
9.4 基于時空譜聚類的出行特征挖掘 396
9.4.1 相似性度量方法及其改進 396
9.4.2 譜聚類算法的時空及功能區(qū)拓展 398
9.4.3 實驗結果與分析 401
第10章 再分析計劃氣象數(shù)據(jù)流挖掘 411
10.1 氣象數(shù)據(jù)流挖掘基礎知識 411
10.1.1 相關概念 411
10.1.2 氣象數(shù)據(jù)流的組織與管理 414
10.1.3 數(shù)據(jù)流挖掘基本算法 416
10.2 面向事件的氣象數(shù)據(jù)流滑動窗口查詢 417
10.2.1 基于事件的元對象查詢 418
10.2.2 氣象數(shù)據(jù)流滑動窗口查詢方法 422
10.3 面向異常時空數(shù)據(jù)模型的氣象數(shù)據(jù)流異常檢測 424
10.3.1 面向異常時空數(shù)據(jù)模型 424
10.3.2 數(shù)據(jù)流的異常檢測 427
10.3.3 氣象數(shù)據(jù)流的異常檢測實驗 429
10.4 面向異常分類時空數(shù)據(jù)模型的氣象數(shù)據(jù)流異常分類 438
10.4.1 面向異常分類時空數(shù)據(jù)模型 438
10.4.2 數(shù)據(jù)流的異常分類 440
10.4.3 氣象數(shù)據(jù)流的異常分類實驗 445
10.5 面向異常頻繁時空數(shù)據(jù)模型的氣象數(shù)據(jù)流異常頻繁挖掘 449
10.5.1 面向異常頻繁時空數(shù)據(jù)模型 449
10.5.2 數(shù)據(jù)流的異常頻繁挖掘 452
10.5.3 氣象數(shù)據(jù)流的異常頻繁挖掘實驗 455
10.6 面向屬性分布時空數(shù)據(jù)模型的氣象數(shù)據(jù)流高維聚類 462
10.6.1 面向屬性分布時空數(shù)據(jù)模型 463
10.6.2 數(shù)據(jù)流的高維聚類 465
10.6.3 氣象數(shù)據(jù)流的高維聚類實驗 469
參考文獻 477
后記 485