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随着空间数据获取能力的提高,积累了海量的、长时间序列空间数据,为时空关联规则挖掘技术的产生奠定了基础。但目前时空关联规则挖掘依然延伸着空间数据挖掘的思路,即基于多维空间中时间维上不同时刻点处的空间状态进行关联规则挖掘,是一种离散的、局部的分析。难以在时间与空间变化过程上实现统一。本文致力于由多时刻点组成的时空过程关联规则的研究,通过典型时空过程特性分析,建立时空过程的表达模型和关联模型,力求在时空过程认知表达,时空过程关系描述、挖掘模型与方法方面有所突破。最后以西太平洋暖池和中国东部地区气象要素变化过程之间的关联规则挖掘为例,验证模型、方法的有效性。其主要工作包括:
⑴概述关联规则挖掘的研究进展,剖析其在时空过程数据挖掘领域延伸遇到的问题。
⑵基于地理空间认知,以GIS的视角,剖析空间、时间和时空的认知过程,并以此阐述时空过程关联规则的发现过程。
⑶给出时空过程时间、空间关系的定义与计算方法。通过基本拓扑关系过程对拓扑关系变化过程进行抽象表达,采用维度扩展的方式将其与时态拓扑进行耦合完成基本时空过程拓扑关系的表达,并给出时空过程拓扑关系表达策略。
⑷从时间、空间和指标三方面多层次对时空过程进行分解和抽象,基于关联规则挖掘对时空过程及时空过程拓扑关系进行概念建模和逻辑组织,并给出了其在关系数据库中的存储组织方式。
⑸分析时空过程关联规则的内涵,并进行形式化表达,从而定义时空过程关系谓词;给出多层次时空过程事务的组织方式,基于时空过程事务以aprior算法构建时空过程关联规则挖掘模型。
⑹以西太平洋暖池与中国东部地区气象要素时空过程间的关联规则发现为研究示例,用本文提出的理论方法构建时空过程数据库和时空过程层次结构,生成多层次时空过程事务,进而进行时空过程关联规则挖掘,并对所获规则进行解释和评价。试验结果表明,本文提出的时空过程关联规则挖掘相关理论和方法是可行的,有效的。