數(shù)據(jù)挖掘在海洋環(huán)境在線監(jiān)測(cè)及赤潮災(zāi)害智能預(yù)警系統(tǒng)中的應(yīng)用.pdf

1、我國(guó)海洋資源豐富，國(guó)民經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展離不開(kāi)海洋的合理開(kāi)發(fā)和保護(hù)。隨著我國(guó)沿海工農(nóng)業(yè)的發(fā)展和人口的增加，海洋環(huán)境污染日趨嚴(yán)重。赤潮頻發(fā)且規(guī)模不斷擴(kuò)大，嚴(yán)重破壞了沿海生態(tài)環(huán)境，危害人類(lèi)生命財(cái)產(chǎn)安全，導(dǎo)致了巨大的經(jīng)濟(jì)損失。因此，研制實(shí)時(shí)、可靠的海洋環(huán)境在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，建立準(zhǔn)確、高效的赤潮預(yù)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)，完全符合國(guó)家海洋開(kāi)發(fā)戰(zhàn)略部署和社會(huì)發(fā)展的迫切需要。 本文首先借鑒國(guó)內(nèi)外海洋立體監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的成功經(jīng)驗(yàn)，依托日趨成熟的海洋監(jiān)測(cè)技術(shù)，結(jié)合先進(jìn)的

2、計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)、控制理論、數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)技術(shù)和嵌入式系統(tǒng)，深入研究并提出了海洋環(huán)境在線監(jiān)測(cè)及赤潮災(zāi)害智能預(yù)警系統(tǒng)的基本架構(gòu)，設(shè)計(jì)了一套系統(tǒng)集成協(xié)議用于支持分布式、異構(gòu)子系統(tǒng)之間的交互。其次，根據(jù)赤潮發(fā)生的復(fù)雜機(jī)理和海洋環(huán)境數(shù)據(jù)資料的特點(diǎn)，采用先進(jìn)的數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)及數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)建模方法，規(guī)劃并設(shè)計(jì)了海洋環(huán)境數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)，為用戶提供了豐富、可靠的數(shù)據(jù)源，使用戶可以從不同層次、不同視角分析和使用海洋環(huán)境數(shù)據(jù)資料。同時(shí)，海洋環(huán)境數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)的建立為相關(guān)的數(shù)

3、據(jù)挖掘工作提供了強(qiáng)有力的保障。然后，詳細(xì)介紹了數(shù)據(jù)挖掘的相關(guān)理論知識(shí)及其發(fā)展應(yīng)用，重點(diǎn)研究了聚類(lèi)分析特別是模糊c均值(FCM)聚類(lèi)算法。針對(duì)傳統(tǒng)FCM聚類(lèi)算法的不足，提出了一種基于相似關(guān)系的SWFCM聚類(lèi)算法，有效地提高了算法的運(yùn)行速度和聚類(lèi)結(jié)果的準(zhǔn)確率。同時(shí)，將該方法應(yīng)用到海洋數(shù)據(jù)的分析工作當(dāng)中，在赤潮的預(yù)測(cè)預(yù)警方面取得了良好的效果。最后，以多種數(shù)據(jù)挖掘算法為支撐，設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了開(kāi)源的、跨平臺(tái)、可移植性好、可視化的海洋環(huán)境數(shù)據(jù)挖掘系統(tǒng)。通

4、過(guò)可視化技術(shù)的直觀性來(lái)彌補(bǔ)數(shù)據(jù)挖掘算法復(fù)雜性的缺陷，從可視化角度解釋數(shù)據(jù)挖掘的結(jié)果，豐富完善了數(shù)據(jù)產(chǎn)品子系統(tǒng)的功能。 海洋環(huán)境數(shù)據(jù)挖掘系統(tǒng)由兩部分組成：基于C/S模式的數(shù)據(jù)挖掘軟件(MDMS)和基于B/S模式的Web數(shù)據(jù)挖掘系統(tǒng)。MDMS是基于Linux操作系統(tǒng)，使用MySQL和Qt Designer作為開(kāi)發(fā)工具設(shè)計(jì)的。該軟件分為軟件啟動(dòng)、數(shù)據(jù)獲取、數(shù)據(jù)挖掘、結(jié)果展示四個(gè)功能模塊，模塊化結(jié)構(gòu)增強(qiáng)了軟件的擴(kuò)展性和可配置性；集成了

5、海洋數(shù)據(jù)接收服務(wù)器，實(shí)時(shí)接收監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)采集的海洋數(shù)據(jù)并存儲(chǔ)到海洋環(huán)境數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)中。MDMS可以處理多種不同類(lèi)型的海洋數(shù)據(jù)源，其數(shù)據(jù)挖掘模塊集成了多種數(shù)據(jù)挖掘算法，并結(jié)合赤潮災(zāi)害的特點(diǎn)進(jìn)行了改進(jìn)及優(yōu)化，有效地提高了算法的實(shí)用性和預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確率。B/S模式的Web數(shù)據(jù)挖掘系統(tǒng)是基于開(kāi)源組合開(kāi)發(fā)平臺(tái)LMAP(Linux、MySQL、Apache、PHP)開(kāi)發(fā)的。在B/S模式下，用戶通過(guò)瀏覽器將業(yè)務(wù)請(qǐng)求發(fā)送至服務(wù)器，服務(wù)器執(zhí)行用戶請(qǐng)求并返回結(jié)果，僅