不确定数据聚类算法研究

UK均值算法需要计算每个对象之间的期望距离（EDS）和聚类中心, EDS计算的成本就成了UK均值计算的性能瓶颈。为了提高UK均值的计算效率,本文提出一种优化的UK均值算法,通过一个高效的公式来估计期望距离,大大降低了UK均值的额外时间,并在实验中得以证明。我们还说明这个优化公式有效地将UK均值算法降低到了传统的基于K均值的聚类算法。     

障碍空间中不确定数据聚类算法

近些年,由于数据采集的不精确和数据本身的不确定性,使不确定性在位置数据中普通存在。在障碍空间中,聚类不确定数据面临新的挑战。提出了障碍空间中聚类不确定数据的OBS-UK-means(obstacle uncertain K-means)算法,并提出了分别基于R树和Voronoi图的两种剪枝策略和最近距离区域的概念,大大减少了计算量。通过实验验证了OBS-UK-means算法的高效性和准确性,同时证明了剪枝策略在不损害聚类有效性的情况下,能够有效地提高聚类效率。     

基于相对密度的不确定数据聚类算法

传统的基于相对密度的聚类算法有效地解决了密度聚类算法对参数敏感以及不能区分不同密度等级簇的问题。基于相对密度的不确定聚类算法,借用了相对密度算法的思想,根据不确定数据的特征,定义了不确定数据的距离公式、相对密度、核心点、密度可达等相关概念,从而提出了一种能够有效地处理不确定数据的新算法。数据仿真结果表明了该算法的有效性和可用性。     

高维不确定数据高效聚类算法

维度灾难、含有噪声数据和输入参数对领域知识的强依赖性,是不确定数据聚类领域中具有挑战性的问题。针对这些问题,基于相似性度量和凝聚层次聚类思想的基础上提出了高维不确定数据高效聚类HDUDEC（High Dimensional Un-certain Data Efficient Clustering）算法。该算法采用一个能够准确表达不确定高维对象之间的相似度的度量函数计算出对象之间的相似度,然后根据相似度阈值自底向上进行聚类分析。实验证明新的算法需要的先验知识较少、可以有效地过滤噪声数据、可以高效的获得任意形状的高维不确定聚类结果。     

高维不确定数据高效聚类算法

维度灾难、含有噪声数据和输入参数对领域知识的强依赖性,是不确定数据聚类领域中具有挑战性的问题。针对这些问题,基于相似性度量和凝聚层次聚类思想的基础上提出了高维不确定数据高效聚类HDUDEC(High Dimensional Uncertain Data Efficient Clustering)算法。该算法采用一个能够准确表达不确定高维对象之间的相似度的度量函数计算出对象之间的相似度,然后根据相似度阈值自底向上进行聚类分析。实验证明新的算法需要的先验知识较少、可以有效地过滤噪声数据、可以高效的获得任意形状的高维不确定聚类结果。     

不确定PAHT聚类算法在滑坡危险性预测上的应用

针对滑坡预测聚类研究中由于难以确定传统聚类算法需要预先设置的簇个数和无法精准衡量不确定因素降雨量导致预测效果欠佳的问题,提出一种新的聚类算法—不确定PAHT（partition algorithm on the hierarchical thinking）算法,该算法引入一种不确定数据模型——M-D距离,其有效刻画了不确定的雨量数据;并结合层次聚类思想,通过找出最佳阙值p*自动确定k值。以延安宝塔区为实例进行对比实验,实验结果验证了不确定M-D距离和PAHT算法的有效性及不确定PAHT算法在滑坡危险性预测上的可行性。     

基于区间数的多维不确定性数据UID-DBSCAN聚类算法

不确定性数据聚类方法的研究日益受到广泛关注,其中UIDK-means算法与U-PAM算法继承了基于划分算法无法识别任意形状簇和对噪声点敏感的缺陷。FDBSCAN算法事先假定不确定性数据的概率分布函数或概率密度函数是已知的,然而这些信息在实际应用中往往难以获取。针对上述算法的不足,提出一种基于区间数的多维不确定性数据聚类UID-DBSCAN算法。该算法利用区间数结合数据的统计信息合理地表示不确定性数据,采用低计算复杂度的区间数距离函数衡量不确定性数据对象间的相似度,首次提出区间数的密度、密度可达与密度相连等概念,并将其用于扩展簇中,同时结合数据集的统计特征自适应地选取算法的密度参数来实现自动聚类。实验结果表明,UID-DBSCAN算法能够有效识别噪声,处理任意形状簇,具有较高的聚类精度和较低的计算复杂度。     

多维数据集中聚类数确定算法研究

在传统确定数据集聚类数算法原理的基础上,提出一种新的算法——MHC算法。该算法采用自底向上的策略生成不同层次的数据集划分,计算每个层次的聚类划分质量,通过聚类质量选择最佳的聚类数。还设计一种新的有效性指标——BIP指标,用于衡量不同划分的聚类质量,该指标主要依托数据集的几何结构。实验结果表明,该算法能准确地确定多维数据集中的最佳聚类数。     

不确定GM-CFSFDP聚类算法在滑坡危险性预测中的应用

针对滑坡危险性预测中降雨等不确定诱发因素难以有效处理,CFSFDP算法需要人工尝试设置密度阈值以及对大规模数据集无法进行准确聚类等问题,为了提高滑坡危险性预测准确度,提出一种基于网格与类合并的不确定CFSFDP （简称不确定GM-CFSFDP）聚类算法.该算法首先引入不确定数据处理方法,设计了E-ML距离公式,有效刻画降雨不确定因素;其次通过网格划分的思想把大规模数据集划分到多个网格空间中,实现大规模数据有效编码;计算网格平均密度,建立网格密度阈值分布模型,动态获得网格密度阈值;最后利用层次聚类思想对关联性较高的类进行合并,构建不确定GM-CFSFDP算法模型,在延安宝塔区进行滑坡实例验证.实验结果表明不确定GM-CFSFDP聚类算法获得较高的预测精度,从而验证了该算法在滑坡危险性预测中的可行性和先进性.     

基于Voronoi图的障碍不确定数据的聚类算法

数据采集过程中普遍存在不确定性,并且在现实地理空间中,不确定数据之间可能存在障碍物间隔。为解决障碍空间中不确定数据的聚类问题,提出APPGCUO算法,该算法包括三个过程:在障碍物约束下采用R树节点最小最大值方法提出的RPT-OUCure算法,用以生成局部最优解,提高生成局部最优解的效率;继而利用近似骨架的理论提出GIABO算法,以局部最优解生成有效初始解,避免划分聚类算法中任意初始解的不足;最后结合Voronoi图的特性提出VPT-KMediods算法,减少不确定数据的积分运算量。实验结果表明,APPGCUO算法具有较高的聚类效率和质量。     

基于近邻传播的不确定数据流演化聚类算法*

鉴于现有算法缺乏从时序演化角度解决不确定数据流聚类问题,提出基于近邻传播的不确定数据流演化聚类算法。考虑不确定数据流在线形成微簇时的变化因素对离线聚类的影响,提出不确定微簇变化率的概念。从不确定数据流演化的角度衡量微簇之间的相似程度,提出不确定微簇关联度的概念,并以此为基础构造不确定相似度矩阵,结合近邻传播思想实现不确定数据流演化聚类。通过实验证明文中算法的有效性和良好的聚类效果。     

基于联系数的位置不确定性数据UCNK-Means聚类算法

摘要位置不确定性数据的聚类是一个新的不确定性数据聚类问题。其聚类方法主要包括获取对象的概率密度函数,通过积分计算对象间的期望距离来进行聚类分析和以区间数表示对象,通过区间数的系列运算来进行聚类分析这两大类。前者存在概率密度函数获取困难、计算复杂、实用性不强的缺陷;后者在区间数转化为实数过程中,忽略了区间数变化范围对聚类效果的影响,其聚类质量不佳。鉴于此,提出一种基于联系数的不确定对象聚类新算法UCNK-Means。该算法用联系数巧妙地表示不确定性对象,并专门定义了对象间的联系距离,运用联系数态势值比较联系距离大小,克服了现有算法的不足。仿真实验表明,UCNK-Means具有聚类精度高、计算复杂度低、实用性强的特点。     

基于密度的不确定性数据概率聚类

近期传感数据监测和移动对象跟踪等许多从自然界直接采集数据的新应用引发了不确定性数据管理这一新的研究课题.这些应用中相关数据的不确定性为传统的数据处理方法提出了新的挑战.探讨的重点是不确定性数据的聚类.提出了一个针对不确定性数据的基于密度的聚类算法,根据不确定性数据内在的概率分布信息进行概率聚类,并采用R树索引和概率阀值索引提高算法的效率.仿真试验表明,提出的算法在有效性和效率方面均优于当前主要的基于密度的不确定性数据聚类算法.     

基于免疫原理的不确定数据流聚类算法

提出一种基于免疫原理、对不确定数据流进行聚类的算法——IUMicro。IUMicro针对不确定数据流上元组级不确定性问题,引入动态更新以适应数据变化的免疫模型,其中包括一种有效的在线收集数据流统计信息的B细胞特征结构及其更新策略。为兼顾元组存在概率与元组间的距离两方面因素,定义概率识别半径,为每个不断到达的数据元组找到合理的候选簇。离线聚类根据免疫细胞识别区域的空间关系,进行任意形状的无监督聚类。实验结果表明,IUMicro能有效抑制噪声,具有良好的聚类质量和较快的处理速度。     

不确定域环境下基于DKC值改进的K-means聚类算法

提出一种不确定域环境下基于DKC值改进的K-means聚类算法,即U2d-Kmeans。该算法首先考虑到数据对象的不确定性因素,引入不确定域对数据对象进行描述;其次吸取2d-Kmeans的优点,对数据集进行预处理(剔除孤立点),并且采用累积距离的方法确定初始聚类中心,从而避免了随机选取聚类初始点造成聚类不稳定的缺陷;最后经过算法有效性对比实验证明得出,U2d-Kmeans算法比前两种算法更客观、有效。     

一种处理激光雷达数据的聚类分析方法

车载激光雷达所获取的程距数据有数据量大、数据流有序、噪声点多等特点,文中针对激光雷达数据的特点提出了一种带约束的自适应聚类分析方法.该方法通过人机交互输入参数以后,对激光雷达的扫描点进行自动聚类,通过迭代后得到相对光滑的线段,为道路障碍检测等后续工作提供了便利.最后还讨论了如何通过计算线段的位置关系,得到道路方向、障碍位置及大小等信息.通过对程距数据的实验表明,该方法能够达到预期的效果.     

异构数据的结构嫡聚类算法

研究了语义数据的聚类问题,提出了一种基于样本内在结构的结构嫡聚类SEC算法。通过给出语义属性相异性度量测度的新定义,挖掘蕴含于数据样本中的结构信息,提出了一种根据结构信息计算样本信息嫡的优化方法,即通过嫡来确定样本的聚类中心,从而完成样本的聚类,并把此方法向异构数据进行了拓展。SEC算法能实现不平衡数据的聚类,能自动确定初始类中心和聚类数目,具有无需迭代、效率高和相当的鲁棒性优势。实验表明,算法是有效的,与文献中的已有方法相比,聚类准确率得到显著提高,具有一定的实用价值。