地理时空三向聚类分析方法的构建与实践   总被引：1，自引：0，他引：1  

程昌秀  宋长青  吴晓静  沈石  高培超  叶思菁 《地理学报》2020,75(5):904-916

随着地理数据获取能力的不断提升,地理数据体量呈指数增长,数据种类、数据性质更加多元化。对数据的有效甄别和归类成为理解地理现象时空特征、演化过程和行为机制的关键。传统聚类方法面临数据体量大、维数高、质量差的挑战,加之对地理空间与时间关联分析的需求,对聚类方法改进和提升研究的要求越来越迫切。本文介绍了从单向到三向聚类构建思路的变革。单向聚类是仅在样本或属性方向上进行聚类,易忽视非常相似的局部特征、易犯“横看成岭侧成峰”的错误。双向聚类是基于数据矩阵内元素值的相似性,形成一个子矩阵分割方案,使子矩阵内元素相似度尽可能高,子矩阵间元素相似度尽可能低,从而实现行列两方向的同时聚类,避免了单向聚类的不足。鉴于双向聚类难以满足地理研究超出双向的解译需求,本文提出并研发了一个全新的三向聚类方法,给出了运用该方法开展地理时空格局过程探测的流程,总结了如何根据研究涉及的“空间—时间—尺度—属性”构建三维数据体;最后,展示了三向聚类的地理实践案例。结果表明：① 三向聚类是一种大数据时代探测地理数据时空分异规律的有效方法,可以解决数据维度高、质量低等问题;② 面对不同的地理问题,三向聚类在算法层面上是通用的,不同之处仅在于：根据不同问题涉及的空间、时间、尺度、属性的不同,构建不同的数据体;不同数据体聚类得到的不同结果回答不同的地理问题;③ 三向聚类可以实现地理数据的时空分异规律多方向、多尺度、多层次的联合解译,揭示地理特征时空尺度叠加效应。最后,论文强调根据地理问题组织数据的重要性,期待未来能够提升三向聚类在多空间尺度、多属性方面的地理研究实践。  相似文献   

时间序列分析模型在黄海南部小黄鱼资源量预测中的应用     

宋大德  汪金涛  陈新军  仲霞铭  熊瑛  汤建华  吴磊 《海洋学报》2020,42(12):26-33

本文选取2003?2014年黄海南部帆式张网小黄鱼渔获量的监测数据，运用时间序列分析模型ARIMA (1，2，0)进行拟合及预测，并用2015?2016年小黄鱼年单位捕捞努力量渔获量值进行验证。结果显示，2003?2014年的小黄鱼年单位捕捞努力量渔获量模拟值与真实值接近，相关系数为0.881 (p<0.05)，相关性显著；2015年和2016年预测值分别为47.66 kg/网和49.16 kg/网，与实际值(51.10 kg/网和40.05 kg/网)相对误差分别为6.73%和22.75%，总体相对误差为14.74%。表明ARIMA (1，2，0)模型对黄海南部小黄鱼渔获量时间序列的变化趋势进行拟合和预测是可行的，在短期预测方面更具优势。不同时间序列数据ARIMA模型的p、d、q值不尽一致，在数据分析时不能简单地套用固定模型，应根据相关理论指导和分析，确定适宜的p、d、q值。  相似文献   

基于浅地层回波信号的底质分类技术研究          下载免费PDF全文

罗宇  郑旭  施剑  吴逸凡  李斌 《海洋技术学报》2020,39(6):42-47

  相似文献   

中国区域内IGS站时间序列的非线性变化分析          下载免费PDF全文

戴海亮  孙付平  朱新慧 《全球定位系统》2018,43(6):76-81

以中国区域内8个IGS站时间序列为研究对象,对其非线性变化的规律进行分析.首先,对这些测站时间序列进行频谱分析提取周期项,结果表明周年频谱是绝大部分IGS站共有的非线性运动规律,只是振幅大小不同;其他周期项则不具有普遍性,并且在垂直方向上周期规律最明显.然后采用三角函数法对时间序列中的周期规律进行拟合,结果显示三角函数法能更加直观地体现出非线性变化的规律,有利于进一步分析非线性变化的性质与机制,对建立和维持高精度地球参考框具有重要的参考价值.   相似文献   

GPS周解坐标时间序列粗差剔除的策略分析     

李晓光  程鹏飞  成英燕 《测绘科学》2018,(3):1-5,12

针对地震、地质构造活动或测站更换接收机或天线等原因导致时间序列中存在粗差的问题,该文通过对站点位置的时间序列的研究分析,可以获取板块运动规律、地球震荡周期变化等信息,这对维护和更新地球参考框架,探究和揭示大地构造变形运动过程、动力学机制及地震活动等相关科学问题具有十分重要的意义。对全球分布的34个IGS站周解坐标时间序列,分别采用3RMS准则和IQR准则进行粗差的剔除,得出低高纬度更适合3RMS准则,中纬度比较适合同时应用两准则结论,为后续研究提供了良好的数据基础。  相似文献   

序列蒙特卡洛算法的数字地图线状特征跟踪模型     

丛超  米曽真 《测绘科学》2018,(5):5-12,17

针对数字地图中的线状特征,如道路、河流的提取问题,该文提出一种基于序列蒙特卡洛的特征提取算法。算法利用粒子滤波方法与贝叶斯模型的建模思路,描述数字地图道路的状态及其观测估计方法;在此基础上,讨论跟踪过程中的模拟退火处理以及粒子聚类分析;最后,将跟踪模型应用在数字地图的特征提取中。实验表明,与传统的数字栅格地图道路提取算法以及基于其他粒子滤波的算法相比较,基于跟踪模型的算法具有较强的鲁棒性以及精度,同时能够很好地处理扫描栅格地图中缺失的道路信息提取。  相似文献   

同震地表位移的单站时间基线模型解算     

李艳辉  周乐韬  冯威  黄丁发 《测绘科学》2018,(6):88-92

针对强震时GPS双差相对定位精度受参考站位移的影响,而精密单点定位数据处理过程又相对复杂等问题,该文采用单站时间基线模型解算实时同震地表位移。依据短时间内对流层延迟等误差强相关和模糊度固定不变的特性,利用消电离层星间单差观测值,并对卫星钟差进行改正,建立时间基线差分解算模型。实验结果表明,本文方法所得测站位移结果与SOPAC解的互差的均方根误差在N、E、U这3个方向上分别为5.4、4.1和12.2mm,基于单站的处理方法,该文所得结果比SOPAC解更准确地反映地震期间地表运动。  相似文献   

陆态网络GNSS基准站地壳运动速度场分析     

马下平  赵立都 《测绘科学》2018,(8):1-6

针对中国大陆构造环境监测网络(陆态网络)中观测数据处理的期数过少或解算成果的坐标系统不统一等问题,该文在ITRF2008中对陆态网络239个GNSS基准站从2010年1月至2013年8月的观测数据进行解算,获取站点的坐标时间序列,估计了站点的水平和垂直运动速度场,并分析了中国大陆地壳运动特征。结果表明:GNSS基准站在ITRF2008中的坐标时间序列整体上符合线性变化趋势,东西方向的幅度变化大,高程方向受观测噪声的影响较大一些;高程方向相比较水平方向的年周期性更为明显;水平速度场明显有自西向东运动的趋势,且西藏块体中测站变化最为明显;垂直运动速度场中,华中、华南、华东块体中测站存在较低速率的下降,其他块体的测站存在较低速率的隆升。  相似文献   

时间相关观测的几种动态数据处理方法     

李博峰  章浙涛 《测绘学报》2018,47(12):1563-1570

现代大地测量数据中往往存在时间相关性,忽略观测值时间相关性会影响参数估值的精度和可靠性。因此,本文研究了几种时间相关观测的动态数据处理方法。首先,对观测值时间相关性的处理方法进行了扩展和统一。利用极大验后估计原理,提出了第3种思路,并在无历元公用参数和有历元公用参数两类模型下,详细推导了去相关变换法、差分变换法和极大验后估计法这3种思路的动态解,并对它们的特点和等价性进行了论证。其次,为了平衡实际应用中的解算效率且同时有效顾及时间相关性,利用自相关函数表达时间相关性,导出了相应退化形式。最后,通过GPS实测数据验证了本文理论公式的正确性和实用性。  相似文献   

利用SBAS技术监测洛杉矶地区地表形变     

詹景祥  千喜俊  闫成龙 《测绘工程》2018,(6):45-49

以InSAR技术为基础发展起来的小基线集法(SBAS)有效克服时空去相干和大气效应的影响,可长时间、高精度监测地表形变。文中以美国南加州洛杉矶地区为研究区域,利用34景ENVISAT雷达影像开展地面沉降监测,并通过时间序列分析的方法获取2003年9月到2009年8月时间段内高精度地表形变结果。研究发现多处由于地下水过度开采引起的地表形变明显的区域,该成果与同时段内数据资料比较,吻合较好。因此,该技术可广泛应用于城市地表形变监测,为相关部门决策提供科学可靠的数据参考。  相似文献