A data model for regions with indeterminate boundaries

Most of spatial phenomena like natural vegetation units and land use areas constantly change over time and have uncertainty spatial extents. Till now, a considerable number of data models have been proposed for spatial objects with sharp boundaries as well as with indeterminate boundaries. However, they mainly concern space and time or space and fuzziness and not yet integrate them into a single unified framework. This paper introduces a formal definition of the conceptual fuzzy spatiotemporal data model, called FSTDM for fuzzy regions based on fuzzy set theory. We also contribute a method of manipulating queries with the presence of both temporal predicate and fuzzy spatial predicate in the condition clause efficiently. We then implement a prototype system. Through the experimental results, we prove that our work can be used to build a specialized system such as GIS, spatial database, and so on.     

基于矢量栅格一体化数据模型与面向对象技术的城市地价动态监测系统

根据矢量栅格一体化数据模型的特点和城市地价动态监测系统的功能需求，在城市地价动态监测系统设计中使用矢量栅格一体化数据模型和连续快照时空数据模型，面向对象的空间数据组织和程序设计方法，以及GIS拓扑数据理论和空间分析技术，高效地实现了地块查询、空间点地价内插计算、地价空间分布的DTM演示、土地级别动态调整等系统功能．还使用栅格趋势探测法解决了一体化数据显示质量较差的问题．     

基于谓词分类的语义缓存查询裁剪

语义缓存在移动环境下有着广阔的前景.查询裁剪是语义缓存的一个重要的问题,传统的查询裁剪在时间复杂度和空间复杂度上存在巨大的局限性,这在一定的程度上限制了语义缓存的实用性.为了克服传统查询的缺点,本文从查询谓词分类着手,把谓词按照语义进行匹配满足,提出了新的剩余查询裁剪算法；新的查询裁剪算法一步生成,不需要优化.算法分析很明显从理论和实验上证明了它的优越性.     

快速公交服务水平模糊分级方法

提出了“分类评价指标、构建隶属度矩阵、绘制隶属函数图”的快速公交服务水平模糊分级方法.选取到站时间、等车时间、公交车速度作为评价指标,采用自主开发的公交出行调查系统开展快速公交乘客出行调查,基于调查所获数据采用模糊分级方法建立了快速公交服务水平的模糊分级.与目前国内外使用的硬分级对比后发现:模糊分级消除了清晰的边界,通过隶属度来体现评价指标属于不同服务水平等级的程度,评价指标变化引起的服务水平变化通过隶属度改变得以体现,从而有效地克服了硬分级存在的问题.     

基于元胞自动机模型的城市空间变化模拟研究进展

元胞自动机(CA)是一种时间、空间、状态都离散,空间的相互作用及时间上的因果关系皆局部的网格动力学模型,其“自下而上”的研究思路,强大的复杂计算功能、固有的平行计算能力、高度动态以及具有空间概念等特征,使得它在模拟空间复杂系统的时空动态演变方面具有很强的能力.在城市空间动态变化的模拟研究方面,CA模型已应用到除非洲、南极洲的所有大洲的城市模拟研究当中.CA模型和G IS的集成,一方面增强G IS的空间模型运算及分析能力,另一方面,G IS提供的强大空间处理能力可以为CA模型准备数据和定义有效的元胞转换规则以及对模拟结果进行可视化.同时CA模型还可以与神经网络、主成分分析、遗传算法、模糊逻辑以及其他研究方法相结合,以增强其在城市空间变化模拟研究方面的能力.将CA与MAS技术相结合,建立一个能够模拟多个不同参与因子(自然系统)、不同决策者(人文系统)共同影响下的城市发展模型,以此来模拟与预测城市发展的真实状况,将是CA模型在城市空间变化模拟与预测研究中的未来发展趋势.     

模糊谓词逻辑公式的有限和可数解释真度理论

提出了模糊谓词逻辑公式的有限解释真度和可数解释真度的概念，并讨论了它们的一系列性质．从而为引进公式间的相似度概念、导出全体公式集上的一种伪距离提供了依据，进而为模糊谓词逻辑的近似推理理论提供了一种可能的框架．     

一种基于地理信息元数据标准的空间索引体系

 在分布式空间数据库网络环境下,根据标准《地理信息元数据》,建立属于具体地质调查信息平台的空间数据库级和空间索引图层级两级元数据结构,并依此集成空间数据,构建统一的空间索引数据库;在空间索引范围内通过生成Hilbert空间填充曲线扫描矩阵,得到Hilbert空间排列编码与空间索引信息的一维映射关系,设计出合理、高效的空间索引算法。通过整体规划和设计,构建了统一的运行方式﹑数据集成方法和系统体系结构。试验表明,系统通过直接对关系型数据库级表之间的操作和维护,避免了调用系统依托的ArcGIS开发平台下ArcObjects封装的相关函数,在实现空间索引功能的同时,提高了空间索引效率,为地质调查信息平台建设提供了关键的空间索引体系和良好的数据共享支持。     

地理信息系统技术在水环境质量评价中的应用

以先进的地理信息系统软件作平台,运用Microsoft Visual Basic 6.0编程语言,建立了水文地质环境地质空间信息系统,具有对空间数据与应用模型的管理、查询检索、空间分析等功能.以河西走廊黑河中游张掖盆地地下水质数据为实例,应用该系统开发的综合评分模型和模糊综合评判模型对地下水质量进行了评价.结果表明,该方法具有可靠性强、计算效率高、可视化效果明显等特点,可为区域水资源管理与生态地质环境评价提供一种新的途径.     

数据流持续查询系统的窗口语义研究

在需要处理数据流的应用系统中，数据流的达是持续的、无界的，传统对静态数据库进行分块查询处理的方式已不再适应这种数据流的无穷性．本文针对数据流持续查询应用的不同场合，提出在查询中使用滑动窗口、带符号的数据流及断言窗口机制，使传统的查询处理加上这些机制后能适应数据流的查询处理，     

用多层前馈网络进行三维储层参数反演的方法

地震反演的主要任务是依据地震资料并综合利用地质、测井等资料得到地下地层的详细信息。三维地震反演需要处理庞大的地震数据体 ,同时在反演过程中既要考虑模型和测井的约束 ,又要考虑地震在横向上的连续性。将地震反演看作是地震数据到储层参数的模糊映射 ,并利用神经网络建立了这种映射关系。针对网络收敛速度慢、学习时间长等缺陷 ,提出了一种学习率自适应调整算法。该算法使每个权都有自己的学习率 ,使网络的训练速度大幅度提高。利用该方法进行地震反演 ,抛开了褶积模型的限制 ,也无须已知地震子波。外推过程是在三维空间内进行的 ,所得的储层参数数据体保持了横向上合理自然的连续性。对该数据体进行三维可视化解释 ,可以直接描述储层的空间展布。     

基于谓词逻辑和约束网络结构的遗传编程方法

提出了一种新的谓词型遗传编程方法,该方法包括:待求解问题论域的函数空间约束、遗传算子的谓词逻辑表达、谓词结构推理下数值参数空间的混沌式遍历及发生机制以及非线性方式下自适应进化和非监督学习的综合。整个过程是在约束网络的基础上,以谓词逻辑表达机制为核心实现的函数结点集合约束下的数值型进化计算过程。该方法可被认为是对现有遗传编程技术的改进,克服了LISP型及其C仿真型遗传编程算法在各种表示手段方面的缺陷,提高了计算效率,在系统辨识中的应用实验表明了是有效和实用的。     

PICASSO——一个用于模糊决策系统的基于规则的程序设计语言

本论文介绍一种新的基于规则的程序设计语言,其名为 PICASSO,它为具体执行模糊决策支持系统(Fuzzy Decision SupportSystem)而设计。PICASSO 已在美国休斯顿大学计算中心的 AT&T 公司的3B2OS 小型计算机上部分运行。整个系统用 Franz Lisp 书写。PICASSO 具有以下特征。它使用正向链接(Forward chaining)推理手段。该语言有三种控制策略:面向宽度优先的系统控制模式,用户控制模式和元规则(meta-rule)~(*2)控制模式。PICASSO 支持匹配变量以及其他类型的变量,以便于使用以模式匹配为主的调用方式。在该语言中,不同规则之间的信息能够用信息传送和数据共享两种方法来进行通讯、交换。PICASSO 的规则工作在可永久保存的知识库上,这个知识库必须预先用称为符号图形(S—diagram)的一种强有力的数据模式来定义。PICASSO 的推理器(inference engine)实施知识库的一致性。知识库中可以保存模糊信息(fuzzy information),这些信息用区间模式的二值法来表示。区间模式允许分配一个概率给一个事实(断言),同时还要表示我们相信这种概率估计的程度,这一点对于模糊决策支持系统来说是重要的,因为这种系统常牵涉到不同程度的经验知识的判定规则。有了对某些事实(断言)的概率估计,又有专家对此概率的相信程度(凭经验),就可较全面地选择某种决策。对于区间模式来说,我们已经提供了一些特定的运算公式,用于对不确定性(uncertainty)知识进行自动推理。PICASSO 支持基于规则的程序设计语言和函数型的程序设计语言两者的组合并支持多个基于规则的程序设计语言和函数型的程序设计语言两者的组合,并支持多个基于规则的程序之间的协同操作:可以容易地把 PICASSO 程序综合成象一般的 LISP 函数那样的 LISP 程序,而且 PICASSO程序本身也可以任意地调用 LISP 函数。     

元胞自动机时空数据模型与预测方法

对标准元胞自动机(cellular automata,CA)模型进行扩展以满足具体行业地理信息系统(GIS)平台上时空动态模拟和预测应用要求。然后以电力行业配电网空间负荷预测为具体应用,建立起了土地利用演化动态模型与电力负荷空间预测之间关系,解决了时空数据管理中空间数据离散如何与属性数据进行交互问题。模拟出城市土地利用动态发展变化过程,预测出规划区域中的各划分小区土地的未来使用类型,建立起配电网空间负荷预测时空数据模型,突破了传统时空分离电力预测的预测方法的局限。最后通过一个配电网空间负荷预测实例验证了该方法有效性。     

形式赋值系统的研究

将一阶谓词演算系统进行语构和语义两方面的扩充，即引进比率量词和模糊量词，将真值区域｛０，１｝扩展到［０，１］，进而建立一个带有比率量词的一阶一型模糊谓词逻辑系统（ＦＯＦＬＲ）。基于模糊逻辑，文中还讨论了一个专家咨询系统框架。     

基于动态长短期记忆网络的设备性能退化预测方法

针对目前基于数据驱动的旋转机械退化状态预测中时序列信息考虑不充分、寿命标签制定不合理、退化模型累计误差大等问题，提出一种融合趋势滤波、模糊信息粒化、动态长短期记忆网络（LSTM）的旋转机械退化趋势与退化区间预测方法。以振动信号为例，首先提取表达设备退化信息的特征指标，然后通过趋势滤波与模糊信息粒化提取主要退化趋势与模糊退化边界，其次利用动态LSTM进行综合性能退化预测；最后，利用网络公开的轴承训练数据集验证了本文方法的可行性与有效性。     

二阶时变非线性系统的边缘线性化模糊推理建模

本文给出了二阶时变非线性系统的边缘线性化建模方法。该方法根据模糊插值机理将被控对象的模糊推理规则库依时间维度进行划分转化为变系数非线性微分方程。在每个时间间隔内,依据边缘线性化方法,将局部时空结构下的变系数非线性微分方程转化为了常系数线性微分方程,进而迁移到整体时空结构下则成为变系数线性时变微分方程。仿真实验表明,该方法具有较高的逼近精度,是对模糊推理建模的有效推广。     

基于BP网络模型的青弋江水质预测研究

以水质因子CODCr为例,构建并训练BP神经网络预测模型,分别从空间和时间上对青弋江芜湖市区段水质进行预测,并用实际监测值检验预测精度.预测结果说明BP网络模型在青弋江水质的预测方面是一种简单有效的方法.     

分布式光纤传感数据采集系统设计

基于拉曼散射温度效应和光时域反射技术,设计了100 MHz高速数据采集系统SDLaser_DAQ600,实现对空间环境温度场测量。在数据采集系统中利用现场可编程逻辑门阵列(FPGA),采用实时累加平均算法对原始光纤传感信号进行累加平均,支持10 km光纤实时采样,空间分辨率达到1 m。实验结果表明,65 536次数据累加平均可以得到平滑的斯托克斯和反斯托克斯曲线,使光纤传感信号的信噪比提高到90 d B以上,能够为分布式温度测量提供良好的数据支持。     

基于模糊数学的不精确推理及其实现

探讨基于模糊数学的不精确推理,论述了基于单纯模糊截集的知识表示方法,研究了基于变形空间的模糊推理,引出了一种把产生式规则的所有条件看作一个整体进行处理的新方法,在专家系统开发工具ADEST中实现了这种方法。     

基于Zadeh蕴涵的重心法模糊系统

研究了基于Zadeh蕴涵的重心法模糊系统及其泛逼近性问题.对于Zadeh蕴涵来说,用通常的＂单点模糊化＂方法所构造的模糊系统不具有泛逼近性.针对这一问题,应用＂参数单点模糊化＂方法,重新构造了基于Zadeh蕴涵的重心法模糊系统.证明了该重心法模糊系统具有泛逼近性,并给出了这种模糊系统具有泛逼近性的充分条件.