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同位模式空间数据挖掘算法研究及在GIS中的应用

作　者: 谭浩
导　师: 张修如
学　校: 中南大学
专　业: 信息与通信工程
关键词: 空间数据挖掘同位模式 KD-Tree apriori-gen 密度
分类号: TP311.13
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 48次
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内容摘要

空间数据挖掘是指从空间数据库中提取隐含知识、空间关系或者存储在数据库中有意义的特征和模式,它是数据挖掘的一个重要研究方向,随着空间数据库技术的发展以及空间数据的日益累积,空间数据挖掘技术的重要性越发凸显,本文对空间数据挖掘中的同位模式挖掘算法进行了详细的阐述和研究,总结了传统同位挖掘算法的特点和局限性,并在此基础上做出了改进。传统的空间关联规则方法在处理空间关系时不太适用,同位模式的提出很好地解决了挖掘正确有效的空间关联规则的需要。空间同位模式是一些空间特征的集合,这些空间特征的实例因为空间接近性而频繁地聚集在一起。基于KD-Tree的同位模式挖掘算法,是在传统同位模式挖掘的基础上引入了一种高效的空间索引结构,利用KD-Tree来搜索满足空间邻域关系的实例,生成所有的二维同位模式,再利用apriori-gen算法中的连接步骤生成二维以上的同位模式,提高了算法的效率；在此基础之上,结合现实世界中空间数据分布的不均匀性,提出了一种基于密度的同位模式挖掘算法,通过空间分区和引入参与索引的动态上层界限,不必对整个空间中的所有特征实例进行逐一检测确认,减少了邻域关系的检测时间以及连接运算的数目。最后,本文分析了算法的正确性和全面性,并通过实验对算法进行了模拟,实验结果表明本文提出的改进算法较之前的算法提高了运行效率。同时,本文利用组件式GIS实现了基于GIS平台的空间同位模式挖掘模块。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-7
第一章绪论  7-11
  1.1 研究背景及选题意义  7-8
  1.2 国内外研究现状  8-9
  1.3 论文的主要工作及论文结构  9-11
第二章空间数据挖掘及其关键技术  11-24
  2.1 空间数据挖掘概述  11-16
    2.1.1 空间数据挖掘的特点  11
    2.1.2 空间数据挖掘的能发现的知识类型  11-13
    2.1.3 空间数据挖掘的方法  13-15
    2.1.4 空间数据挖掘的基本过程  15-16
  2.2 空间数据库理论基础  16-19
    2.2.1 空间数据  16-18
    2.2.2 空间数据库的存储与管理  18-19
  2.3 空间数据挖掘与GIS  19-22
    2.3.1 GIS的产生和发展  19-20
    2.3.2 GIS的功能和应用  20-21
    2.3.3 空间数据挖掘与GIS的集成  21-22
  2.4 空间数据挖掘体系结构  22-23
  2.5 本章小结  23-24
第三章基于KD-TREE的同位模式挖掘算法研究  24-43
  3.1 空间关联规则挖掘算法  24-27
    3.1.1 关联规则的定义  24-25
    3.1.2 典Apriori算法  25-26
    3.1.3 空间关联规则的研究  26-27
  3.2 空间同位模式挖掘算法  27-32
    3.2.1 相关定义  27-30
    3.2.2 Morimoto的挖掘方法  30-31
    3.2.3 Shekhar的挖掘方法  31-32
  3.3 基于KD-TREE的同位模式挖掘算法  32-42
    3.3.1 空间数据索引  32-34
    3.3.2 算法描述  34-38
    3.3.3 算法性能分析  38-40
    3.3.4 实验与分析  40-42
  3.4 本章小结  42-43
第四章基于密度的KD-TREE同位模式挖掘算法研究  43-55
  4.1 相关概念  43-44
  4.2 算法描述  44-51
    4.2.1 候选模式的生成  47
    4.2.2 同位模式的确认  47-51
  4.3 全面性与正确性分析  51
  4.4 实验与分析  51-54
  4.5 本章小结  54-55
第五章空间同位模式挖掘算法在GIS中的应用  55-61
  5.1 系统设计  55-58
    5.1.1 ArcGIS Engine简介  55-56
    5.1.2 系统结构和功能  56-58
  5.2 应用实例  58-60
    5.2.1 数据的分析和处理  58
    5.2.2 结果与分析  58-60
  5.3 本章小结  60-61
第六章总结与展望  61-63
  6.1 论文研究工作总结  61
  6.2 未来的研究方向和展望  61-63
参考文献  63-68
致谢  68-69
作者在攻读硕士期间的科研成果  69

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