空间数据挖掘技术与发展趋势

试从空间数据挖掘方法的角度,探讨了空间关联规则的挖掘方法以及它与传统的关联规则挖掘方法之间的区别,介绍了空间聚类挖掘方法的分类和几种典型算法,概述了空间数据挖掘的发展趋势。     

Web环境下地学数据共享用户行为模式分析

了解科学数据共享用户行为特征对实现高效、精准的数据共享服务具有重要的参考意义。本文基于国家地球系统科学数据共享平台网站服务器日志及服务记录数据,利用空间数据挖掘及Web使用挖掘技术,探索地球系统科学数据共享用户行为模式。在数据预处理阶段,完成用户识别、会话识别、位置识别,并对数据进行空间建模、空间数据库建库。在数据挖掘阶段,分别对用户产生的网页浏览数、会话数、数据集浏览数为对象进行空间“热点”分析,识别用户行为的地域差异。针对用户数据浏览和下载行为,采用FP-growth算法对用户——数据之间进行关联规则挖掘,发现用户对数据关注和使用的高频规律。分析结果表明：（1）该共享平台用户地在国内各省市均有分布,用户最多的3个省（市）分别为北京市、山东省、江苏省,该分布与国内高校学生分布相关程度不高,但与“211工程”高校学生的空间分布相关度较高;（2）空间“热点”分析表明,北京、天津及河北北部无论在网页浏览、数据浏览还是会话量上都是“热点”区域,但识别的“冷点”区域有较大不同,尤其是数据访问“冷点”分布较广,如南方沿海省份、河南省、山东省、四川省等;（3）关联规则挖掘发现多个数据浏览高频项目集以及关联规则。数据下载高频项与数据浏览高频模式较好吻合,但下载行为未表现出明显关联规则。本文提供了一种结合Web使用挖掘和空间数据挖掘的用户行为模式挖掘方法,该方法也可用于其他类型网站的数据挖掘。     

数据空间自相关性对关联规则的挖掘与实验分析

传统的空间关联规则挖掘,一般足使用属性关联规则的挖掘算法,对空间数据进行泛化处理,不考虑空间数据的空间自相关性,也没有考虑空间自相关与空间关联规则的关系.本文运用改进的Apriori算法对某一数据进行空间关联规则挖掘,并对同一数据进行空间自相关分析,比较两种方法反映的属性的相关性,探讨了数据的空间自相关性对空间关联规则...     

地理信息关联规则挖掘算法的设计与应用

本文着重就地理信息数据挖掘中的两种模式：关联规则和序列模式的概念和作用进行了探讨，阐述了在关联规则中寻找大项集算法的实现，以及在数据挖掘的序列模式基础上对寻找大项集算法的结果进行了改进和优化，使数据的关联规则与时间和序列之间建立了密切的联系，从而更好的实现了对于大规模地理信息数据库中数据的挖掘和利用。     

数据挖掘中关联规则的探讨

介绍了数据挖掘中关联规则的概念及经典的Apriori算法,以及在Apriori算法基础上的改进算法和数据挖掘的应用领域.     

可视化空间聚类挖掘算法及系统实现

空间聚类与传统聚类方法的区别之一在于空间聚类是对空间实体的集群性进行分析,在聚类过程中需考虑模式在空间分布上的一种或几种结构特征,如模式间的远近关系、拓扑关系、方位关系、疏密关系等。然而,传统聚类算法大多忽略空间结构特征对聚类结果的影响。同时,传统数据挖掘过程往往是“黑箱”作业,用户不论感兴趣与否都只能被动地接受挖掘结果,而且结果往往是抽象的、不易理解的。本文对基于MST的可视化空间数据聚类挖掘算法进行了研究,利用Delaunav三角网和MST最小生成树使得地理实体的邻接度与其他属性数据一起参与了空间聚类处理,同时用J2EE技术开发可视化空间聚类挖掘工具,为此类应用系统的建立提供了一种实用的可行方案。     

关于空间数据与空间数据模型的思考--中国GIS协会理论与方法研讨会(北京,2004)总结与分析

空间数据和空间数据模型是GIS理论与方法的核心内容。本文总结中国GIS协会理论与方法研讨会(北京,2004)的成果,围绕GIS研究与发展的新动向,分析了空间数据组织、集成、质量、不确定性与数据挖掘及3维空间数据建模、空间关系与可视化等方面的理论问题与发展趋势,并思考和讨论了空间认知学与本体论在GIS理论与方法研究中的作用。     

全国极端气温事件的空间关联模式挖掘研究

根据全国739个气象台站1961年1月至2005年12月的逐日气象数据记录建立时空序列数据集,提取极端高温事件和极端低温事件。结合传统关联规则挖掘技术和地理空间数据分析方法,对极端气温事件数据集进行了空间关联模式的分析。实验结果显示,所得空间关联模式中涉及的区域在空间上具有明显的聚集性;在东北、华中两个局部地区的台站中,极端气温事件的发生存在较强的关联规则(支持度阈值6%,置信度阈值95%),而在其他区域的台站中,极端气温事件不存在类似的关联规则,且极端高温事件的关联规则数量要明显高于极端低温事件。对存在关联规则的台站进行空间分析发现,同一关联规则内的各台站具有空间邻近性,其邻近范围约为200 km。以上空间关联模式的挖掘分析,可以为我国极端气温事件的预警和防控提供有价值的参考。     

基于数据挖掘的高校学生成绩预警系统

为充分利用高校教务管理信息、提高高校教学质量、加强学生学习成绩管理,以学生综合数据库为基础,开发基于数据挖掘的高校学生学习成绩预警系统;引入数据挖掘关联规则方法,根据数据类型特点,对学生成绩进行离散化处理;利用Apriori算法对学生课程成绩数据进行关联规则挖掘,预设一定的支持度的条件下,由数据库找出具有一定内在联系和...     

基于周期表的时空关联规则挖掘方法与实验

地理现象的周期性往往掩盖了许多地学规律,这也是地学数据挖掘的一个主要内容.本文以周期表设计了一种时空层次关联规则挖掘方法--PRules-Miner.模型利用周期表的表现形式对时空数据进行组织,并通过两步挖掘过程发现具有"遥相关"地理事物间的变化模式.模型算法分为3个步骤:(1)过滤周期表内无序数据:逐行地提取多周期内...     

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特殊事件中国际关系网络时序演化分析

21世纪以来的国际关系错综复杂、瞬息万变,给世界的经济、政治、安全、外交等带来了深刻影响。及时掌握国际关系的变化对中国外交政策制定、整体发展规划有着极为重要的意义。随着大数据时代的来临,应用大数据方法结合国际关系定量分析的工具对国际关系变化模式进行及时、有效地挖掘成为了一个重要的议题。强时效性、高信息量的新闻事件大数据蕴含能及时地反映出国际事件影响全球国际关系的信息。网络化挖掘作为一种面向大数据的信息挖掘方法,因其具象化的关系表达方式和丰富的结构分析方法组成为数据驱动的国际关系研究的重要方法。以短期国际事件为背景,对新闻事件大数据进行网络化挖掘,进行国际关系网络的时序演化分析,能够在短期国际事件造成国际关系变化的场景下,提供应对国际关系变化的解决方案参考。本文以中美贸易战为例研究特殊事件中国际关系网络的时序演化模式：基于GDELT新闻事件数据进行国际关系网络的构建,利用复杂网络方法进行信息挖掘并进行国际关系分析。首先利用该数据构建国际关系网络,然后用动态社区划分方法对其进行时序演化模式探测,最后结合点分布模式、核密度分析、空间自相关等空间分析方法对其进行空间特性分析。研究发现：① 在特殊事件发生过程中,网络社区的演化方式与发生的子事件类型具有很强的相关性;② 同一社区的节点在空间分布上一般呈现明显的聚集特征,特定区域节点加入不同社区频率高,节点网络属性值的空间高值分布随事件发生而改变;③ 网络局部特征值随子事件发生往往会发生较大变化。本文的研究为短期国际事件中的国际关系动态变化实证分析提供了一个新的视角,为国际关系研究的空间转向提供了一个新的思路,在方法层面对数据驱动的国际关系研究进行了补充,同时也为大数据的网络化挖掘提供了参考。     

基于MST聚类的空间数据离群挖掘算法

空间离群是指空间邻域中属性特征值明显不同于其他对象的空间对象,空间数据离群挖掘能为人们提供很多有趣的信息,但空间数据具有复杂的拓扑关系、方位关系和度量关系等空间特征,传统的面向事务型数据库的离群挖掘算法并不适用于空间数据库。本文提出了基于MST(Minimum Spanning Tree,最小生成树)聚类的空间数据离群挖掘算法(SOM);有机结合了最小生成树理论与密度的方法,既体现了空间离群的局部特性,又体现了空间离群的孤立程度。该算法通过MST维护空间数据的基本空间结构特征,通过打断MST中最不一致的边形成MST聚类,不仅具有密度的聚类方法能够聚集非球状簇和分布不均的数据集的特点,而且聚类结果不依赖于用户参数的选择,因此,离群挖掘结果更合理。最后,通过实例数据,验证了该算法的有效性,它适用于大规模空间数据集的离群挖掘。     

从地理信息系统到地球系统模拟

围绕我国地理信息系统的建设特点和发展脉络,从地理信息系统的概念、结构与功能,从图形数据管理、数据挖掘、空间分析到地理现象或实体空间分布格局、时间演化过程、系统界面间耦合模式及系统间的相互作用分析,再到地球系统模拟的发展历程,回顾分析了陈述彭先生发展我国地理信息系统事业的学术理念、战略思想与科学体系,从中领悟地理信息系统的多维动态、区域综合、系统耦合、过程集成的研究体系。     

A new method based on association rules mining and geo-filter for mining spatial association knowledge

Association rule mining methods, as a set of important data mining tools, could be used for mining spatial association rules of spatial data. However, applications of these methods are limited for mining results containing large number of redundant rules. In this paper, a new method named Geo-Filtered Association Rules Mining(GFARM) is proposed to effectively eliminate the redundant rules. An application of GFARM is performed as a case study in which association rules are discovered between building land distribution and potential driving factors in Wuhan, China from 1995 to 2015. Ten sets of regular sampling grids with different sizes are used for detecting the influence of multi-scales on GFARM. Results show that the proposed method can filter 50%–70% of redundant rules. GFARM is also successful in discovering spatial association pattern between building land distribution and driving factors.     

基于CAD的单个矿业权空间数据成果采集系统研发

为了减轻全国矿业权实地核查空间数据整理人员的工作压力,保证采集成果的数据质量,基于CAD开发了单个矿业权空间数据采集系统.该系统不仅和使用CAD一样能快速完成各种矿业权要索的绘制,而且还可以实现属性自动生成、图形自动修饰、CAD向符合成果要求的ArcGIS格式数据的一键转换等.该系统完成了全国范围内约15万个矿业权中的...     

林业数据挖掘与可视化的应用分析

面对海量的林业空间与非空间数据,提取隐含的信息是"数字林业"急需解决的关键问题之一。数据挖掘和可视化是处理和分析海量空间数据的有力工具,利用它们可以有效地剖析隐藏在数据背后的信息与知识,为我林业规划与决策提供服务。本文将空间数据挖掘和可视化技术整合为一个有机的整体,集成两者的优势,阐述了可视化技术在空间数据挖掘研究中的意义。并讨论了空间数据可视化表达模式和可视化与空间数据挖掘的整合。针对林业资源数据的特点,提出在可视化表达空间数据的基础上对林业数据的多维信息进行综合分析。最后,开发了原型系统,初步实现了林业数据可视化挖掘。     

基于多维多值概念格的矿山生产地学本体构建研究

矿山生产地学本体能够形式化描述领域概念,是实现多源异构信息集成与知识共享的关键技术之一。本文从多维地学数据源兼有同一性和特异性的视角入手,扩充多维多值概念格理论,构建兼顾全局和区域特性的地学境本协同语义模型与形式化描述,依托二者映射转换关系,提出强情境敏感性的多维地学结构化数据本体自动学习算法;并以金属矿山实际项目为例,结合矿山生产概念体系架构,构建矿山生产领域本体实例,验证方法有效性。该方法注重地学领多维特性,较客观地展示多维地学对象之间关联关系,且较顾忌局部区域时空等数据环境差异,有效提高矿山生产本体的构建效率与准确性,对其他地学领域本体构建提供借鉴。     

时空对象的聚类方法与应用初探

针对传统GIS数据模型描述信息有限以及对象化聚类分析内容不够全面的问题,提出了基于时空对象的聚类方法的流程和应用特点。首先总结了空间聚类和时空聚类的研究现状和主要方法;根据全空间信息系统中多粒度时空对象的描述框架及时空数据的"三维"特征,认为基于时空对象的聚类方法应包含3个方面:时空对象时间序列的相似性描述、基于时空对象的聚类计算及时空对象聚类的有效性评价;最后总结了该方法的特点并展望了其应用场景。基于时空对象的聚类方法研究有助于更全面地分析时空对象空间位置、属性特征及其变化特点,为多粒度时空对象的时空分析提供一种思路。