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水文时间序列趋势分析的研究与应用

作　者: 吾喻明
导　师: 朱跃龙
学　校: 河海大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: 数据挖掘 时间序列 特征点分段 线性拟合 趋势序列
分类号: TP311.13
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 473次
引　用: 2次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


时间序列的数据挖掘研究探讨从大量时间序列数据中发掘有价值信息的算法及实现技术，研究内容包括相似性查询、趋势分析、周期性分析、挖掘时段模式等多方面。时间序列的趋势分析对于研究时间序列的动态变化以及趋势预测具有重要的意义。水文数据库中存在大量时间序列数据，发现水文时间序列中蕴藏的规律，有利于掌握水文数据变化规律和趋势，在水资源管理和水文预报方面有重要的现实意义。本文在针对时间序列数据挖掘的研究过程中，结合水文专业知识，把时间序列映射到趋势序列，重点研究了基于特征点的时间序列分段，进行线性拟合和趋势提取，利用趋势序列来表达时间序列中的趋势信息。本文的研究工作包括：(1)对水文时间序列数据进行预处理，包括对数据的统计分析、异常值的剔除、缺失值的填补并分析了预处理对趋势分析的影响；(2)给出了基于特征点的时间序列分段算法，并对分段序列进行线性拟合和误差分析，该方法不受噪声的影响并具有很好的数据压缩能力；(3)阐述了趋势序列、趋势映射和趋势集的相关概念，将时间序列映射到趋势序列，关键是从时间序列中提取出趋势属性；(4)对时间序列进行趋势分析，给出了不同时间粒度下的趋势变化和基于历史同期的趋势预测；(5)结合水文知识，在实时水情数据库上进行数据挖掘的研究，并对实验结果进行了分析和评价。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-9
第一章 绪论  9-17
  1.1 数据挖掘与时间序列概述  9-12
    1.1.1 数据挖掘的定义和过程  9-10
    1.1.2 时间序列传统分析方法  10-12
  1.2 时间序列中的数据挖掘  12-15
    1.2.1 时间序列的相似性度量  12-13
    1.2.2 时间序列中的知识发现  13-14
    1.2.3 时间序列的分段符号化  14-15
  1.3 水文序列趋势分析的研究和意义  15
  1.4 本文的主要工作及论文组织  15-17
第二章 水文时间序列数据预处理  17-21
  2.1 水文时间序列的特点  17
  2.2 时间序列数据的净化  17-19
    2.2.1 剔除异常和填补缺失值  17-19
    2.2.2 净化对趋势分析的作用  19
  2.3 预处理在水文数据上的应用  19-20
  2.4 本章小结  20-21
第三章 时间序列的分段线性表示  21-31
  3.1 时间序列的模式表示  21-23
    3.1.1 时域-频域表示方法  21-22
    3.1.2 符号化表示方法  22
    3.1.3 动态弯曲距离表示方法  22-23
  3.2 时间序列分段算法及其比较  23-25
    3.2.1 限制分段数算法  23-24
    3.2.2 限制分段误差算法  24-25
    3.2.3 启发式算法  25
  3.3 基于特征点的分段算法和实验分析  25-30
    3.3.1 算法主要思想和实现  25-27
    3.3.2 分段序列的线性化表示  27-30
  3.4 本章小结  30-31
第四章 时间序列中的趋势分析  31-39
  4.1 时间序列的趋势提取  31-36
    4.1.1 时间序列的趋势映射和趋势集  31-34
    4.1.2 时间序列中趋势属性的提取  34-35
    4.1.3 趋势序列的离散化和压缩方法  35-36
  4.2 时间序列的趋势分析方法  36-37
    4.2.1 基于时间粒度的趋势变化  36-37
    4.2.2 基于历史同期的趋势预测  37
  4.3 水文序列中的趋势分析实例  37-38
  4.4 本章小结  38-39
第五章 应用实例  39-49
  5.1 水文实情数据库及SAS系统  39-41
    5.1.1 SAS系统简介  39-40
    5.1.2 实时水情数据库  40-41
  5.2 算法及流程设计  41-43
    5.2.1 主要算法模块  41-42
    5.2.2 模块流程设计  42-43
  5.3 实验结果分析及评价  43-48
  5.4 本章小结  48-49
第六章 结束语  49-51
  6.1 研究工作总结  49
  6.2 未来工作展望  49-51
参考文献  51-54
致谢:  54

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 计算机软件 > 程序设计、软件工程 > 程序设计 > 数据库理论与系统
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