數(shù)據(jù)挖掘在海洋環(huán)境在線監(jiān)測及赤潮災害智能預警系統(tǒng)中的應用.pdf

1、我國海洋資源豐富，國民經濟的持續(xù)發(fā)展離不開海洋的合理開發(fā)和保護。隨著我國沿海工農業(yè)的發(fā)展和人口的增加，海洋環(huán)境污染日趨嚴重。赤潮頻發(fā)且規(guī)模不斷擴大，嚴重破壞了沿海生態(tài)環(huán)境，危害人類生命財產安全，導致了巨大的經濟損失。因此，研制實時、可靠的海洋環(huán)境在線監(jiān)測系統(tǒng)，建立準確、高效的赤潮預測預警系統(tǒng)，完全符合國家海洋開發(fā)戰(zhàn)略部署和社會發(fā)展的迫切需要。 本文首先借鑒國內外海洋立體監(jiān)測系統(tǒng)的成功經驗，依托日趨成熟的海洋監(jiān)測技術，結合先進的

2、計算機技術、網(wǎng)絡通訊技術、控制理論、數(shù)據(jù)倉庫技術和嵌入式系統(tǒng)，深入研究并提出了海洋環(huán)境在線監(jiān)測及赤潮災害智能預警系統(tǒng)的基本架構，設計了一套系統(tǒng)集成協(xié)議用于支持分布式、異構子系統(tǒng)之間的交互。其次，根據(jù)赤潮發(fā)生的復雜機理和海洋環(huán)境數(shù)據(jù)資料的特點，采用先進的數(shù)據(jù)庫技術及數(shù)據(jù)倉庫建模方法，規(guī)劃并設計了海洋環(huán)境數(shù)據(jù)倉庫，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，海洋環(huán)境數(shù)據(jù)倉庫的建立為相關的數(shù)

3、據(jù)挖掘工作提供了強有力的保障。然后，詳細介紹了數(shù)據(jù)挖掘的相關理論知識及其發(fā)展應用，重點研究了聚類分析特別是模糊c均值(FCM)聚類算法。針對傳統(tǒng)FCM聚類算法的不足，提出了一種基于相似關系的SWFCM聚類算法，有效地提高了算法的運行速度和聚類結果的準確率。同時，將該方法應用到海洋數(shù)據(jù)的分析工作當中，在赤潮的預測預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，設計開發(fā)了開源的、跨平臺、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、過可視化技術的直觀性來彌補數(shù)據(jù)挖掘算法復雜性的缺陷，從可視化角度解釋數(shù)據(jù)挖掘的結果，豐富完善了數(shù)據(jù)產品子系統(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作為開發(fā)工具設計的。該軟件分為軟件啟動、數(shù)據(jù)獲取、數(shù)據(jù)挖掘、結果展示四個功能模塊，模塊化結構增強了軟件的擴展性和可配置性；集成了

5、海洋數(shù)據(jù)接收服務器，實時接收監(jiān)測子系統(tǒng)采集的海洋數(shù)據(jù)并存儲到海洋環(huán)境數(shù)據(jù)倉庫中。MDMS可以處理多種不同類型的海洋數(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，并結合赤潮災害的特點進行了改進及優(yōu)化，有效地提高了算法的實用性和預測的準確率。B/S模式的Web數(shù)據(jù)挖掘系統(tǒng)是基于開源組合開發(fā)平臺LMAP(Linux、MySQL、Apache、PHP)開發(fā)的。在B/S模式下，用戶通過瀏覽器將業(yè)務請求發(fā)送至服務器，服務器執(zhí)行用戶請求并返回結果，僅