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随着对文献数据研究的不断深入和研究方式的不断扩展,传统的文献计量学分析着重于数据的量化指标的分析方式已远不能满足对文献数据挖掘的需求。构建各种类型的社会网络,从中透视各社会实体之间的关系和相互影响,已经成为分析社会网络的一种行之有效的方法。常用的复杂网络分析算法往往集中在网络结构的研究上,对网络的多维信息的关注不是很多,也往往因此忽视了很多关键信息。所以,我们将数据仓库中专门用于分析多维度数据的联机分析处理技术引入复杂网络的分析当中,用来解决含有多维度特性的复杂网络的全角度分析问题,从而展示不同层次和不同粒度上的网络结构和特征。
本文提出的HMGraphOLAP多维异质网络分析技术综合了数据仓库的OLAP技术和图挖掘技术的优点,并区别于传统的GraphOLAP技术,尤其适用于以社会网络为代表的复杂异质多维网络的分析。它不但可以多维度多层次的从各个角度分析网络结构的数据,还因为自身比传统GraphOLAP多出一个分析维度--实体维,而能够进一步挖掘网络的深层次内涵,展现被网络结构隐藏的信息,对网络的审视更加全面和深入。另外,实体维OLAP操作更加多样,除了传统的上卷,下钻,切片操作外,还有旋转和拉伸操作,使网络结构和内涵更富于多样性,传达更多的意义。将实体维操作与拓扑维、信息维操作结合使用,使得OLAP功能更加灵活和多样。
本文研究的主要内容包含两方面:
1、HMGraphOLAP的框架设计。传统GraphOLAP框架设计本身并不完备和成熟,还有很多待解决的问题。例如数据模型设计,典型操作设计和优化设计等。而且诸多设计中并未考虑到对网络异质性的处理,因此难以适应复杂社会网络分析。本框架在完善传统GraphOLAP的基础上,还需要考虑适应异质网络,因此重新定义了HMGraphOLAP的信息模型--异网信息模型,描述了HMGraphOLAP的异质数据立方体,添加了新的OLAP维度实体维,并定义了实体维的典型操作,包含上卷,下钻,切片/切块,旋转,拉伸。最后还考虑了各种维度存储和操作的优化设计。
2、HMGraphOLAP的框架实现及应用。在诸多研究GraphOLAP技术的成果中,真正实现了框架并应用于系统的成果少之又少。而本框架则从设计之初就考虑到具体的实现问题。本文探讨了框架的实现方案,包含数据结构设计,操作流程设计,算法设计以及具体的分析效果验证。