参数估计定理

空间信息论是关于雷达等目标参数估计系统信息获取一般规律的基本理论,这里的空间信息指被测目标相对于雷达的距离、方向和散射信息。参数估计定理是空间信息论的重要组成部分,本文提出参数估计定理的证明框架,该框架由3个原创性概念和1个定理构成,其中3个概念是空间信息、熵误差和抽样后验概率估计。参数估计定理证明,熵误差是可达的,反之,任何估计器的熵误差不低于熵误差。空间信息论的建立将对雷达探测的系统理论和方法产生巨大的推动作用。     

多载波雷达系统的信息量及克拉美罗界

采用香农信息论的思想方法,以接收信号与被测目标的距离-幅相之间的互信息为测度,提出了目标距离信息和幅相信息的统一定义及描述方法,并推导出目标距离信息和幅相信息的闭合表达式,从而建立起多载波雷达系统的信息理论模型。研究表明,目标距离信息和幅相信息将产生相互影响,幅相信息通常依赖于距离信息。当目标的散射系数服从复高斯分布时,目标的幅相信息只与信噪比有关,而与距离信息无关。本文进一步研究了目标的距离信息量与最大似然估计之间的关系。理论分析与数值仿真结果表明,在高信噪比条件下,Cramer-Rao界就是距离信息量的渐近上界。然而,实际雷达系统通常工作于中等信噪比环境,长期以来,其理论上界并不清楚。现在,目标的距离信息量可作为最大似然估计的性能上界,为实际系统的性能提供了比较的依据。这一结论显示雷达信息理论对实际应用具有重要的指导作用。     

雷达探测系统中目标位置和幅相信息量研究

针对一般的雷达目标探测系统,建立了目标探测信息的理论模型,即采用香农信息论的思想和方法研究雷达探测过程中获得的关于目标的位置信息量和幅相信息量。该模型中,针对单目标检测,假设目标在观察区间内服从均匀分布,而散射系数分为常数和服从瑞利分布两种情形,推导出目标的位置信息和幅相相位信息的闭合表达式。在高信噪比条件下,获得了散射系数为常数情况下目标位置信息的解析表达式和克拉美罗界（Cramér-Rao bound,CRB）。理论分析表明,目标的位置信息量与雷达探测系统的时间带宽积（Time-bandwidth product,TBP）和信噪比（Signal to noise,SNR）的对数成线性关系。仿真结果验证了理论分析的正确性,并给出了雷达目标探测的两个重要阶段：目标捕获阶段和目标跟踪阶段。本文的研究工作对实际雷达探测系统设计具有重要的理论指导意义。     

多源信息融合在故障诊断技术中的应用研究

从数据源的空间表示和信息源的可计算性两个方面阐述了信息融合应用于故障诊断的数学基础,然后引入信息论中有关“熵”、“条件熵”、“平均条件熵”和“互信息”等概念,从信息论的角度证明了信息融合在故障诊断中的有效性和实用性。最后结合信息融合技术与装备故障诊断实践,给出了具有通用性的信息融合故障诊断的模型框架。     

信息融合中的有关熵理论

将信息论中有关熵的概念和应用引入到目标观测识别系统中，建立了观测决策融合系统的熵模型；提出了观测决策融合系统中有关条件熵的两个重要定理，并指出它们在理论研究和实际应用中的指导意义；最后阐述了融合系统中熵的结构关系．     

基于星载旋转扫描雷达的高分辨率实现

为了提高传统星载真实孔径雷达(微波散射计)空间分辨率、满足地球物理参数(雪水当量、冰雪冻融等)的观测需求,开展了扫描体制散射计的高分辨率分析和研究。基于距离向脉冲压缩处理和方位向多普勒处理技术,提出了一种旋转扫描体制下的分辨率提高方法。针对笔形波束圆锥扫描散射计的观测方位角在天线扫描过程中不断变化的特点,在正侧视和斜侧视时对模型分别进行了仿真验证。验证表明利用散射计旋转扫描多普勒信息能够建立与方位向分辨率的关系,可以有效提高微波散射计的空间分辨率。当正侧视时,方位向分辨率可以达到2km,斜前视或者斜后视时,方位向分辨率能够达到2~5km。针对雪水当量模型数据进行分析验证,设计的系统传递误差Kpc在5km分辨率下可以达到0.3,在2km分辨率下达到0.3~0.5。     

基于移动散射点模型的雷达回波仿真及分析

针对中段目标宽带雷达回波信号难于获取的问题,进一步研究了目标雷达视线角和中段目标姿态的建模方法,给出了基于移动散射点模型的散射中心位置计算公式,然后基于几何绕射理论计算了各散射中心的散射强度,最后对雷达一维距离像进行归一化处理,提取了散射点的相对距离特征,得到了散射点相对距离变化的特征序列.实验结果显示,对雷达一维距离像进行特征提取,可以得到中段目标的姿态信息,为中段目标识别奠定基础.     

基于高维互信息量的图像配准

基于互信息量的图像配准算法只考虑单个相对应点间的关系,忽略了图像的空间信息,因此当图像分辨率较低、有噪声影响和部分缺损时就容易出现误配.将图像的空间信息引入到配准中,考虑对应点及其邻域的关系,提出了一种新的相似性测度--高维互信息量.新的测度不仅能够反映图像的灰度统计信息,而且能够反映图像的空间信息.实验结果表明,在图像空间分辨率较低、有噪声影响和图像部分缺损的情况下,该算法具有较高的准确性.     

降雨空间不均匀性与雷达测雨空间平滑误差

用X波段气象雷达对降雨精细结构观测,获得了125 m高距离分辨率的降雨反射率数据。用此数据模拟计算了在与地基、空基的雷达分辨尺寸相当的模拟雷达空间平滑窗口内的不均匀性强度、基于Z-R关系的雷达测雨空间平滑误差等参数,并分析了这些参数间可能的相关关系。结果表明,降雨的小尺度不均匀性非常显著,甚至在1 km的雷达分辨尺寸内反射率不均匀度超过10 dB以上并不罕见,由此产生的雨强平滑误差不可忽略,甚至对于与地基雷达分辨率相近的0.5 km模拟雷达分辨率,其相对相误差可达30%以上。结果比较显示,用通常的1 km低分辨率雷达数据模拟计算会低估测雨平滑误差,其中对于4 km和3 km分辨率约低估25%,对于2 km以下分辨率约低估40%以上。     

基于边界域的邻域知识距离度量模型

粗糙集的不确定性度量在知识获取中扮演着非常重要的角色。在邻域粗糙集理论中,当前不确定性度量方面的研究工作主要专注于度量单个知识空间的不确定性及其随粒度变化的单调性规律,其仍存在以下缺点:1)邻域粗糙集不确定性来自于邻域粒中属于目标概念的元素和不属于目标概念的元素,当前的方法没有同时考虑每个邻域信息粒的这两部分;2)不能反映不同知识空间对目标概念刻画能力的差异性;3)由于当前的知识距离包含了粒度划分的信息,已有方法在一些应用场合下不够准确,例如属性约简中的知识启发式搜索及其粒度选择。对此,文中首先构建了一种更加直观准确的邻域粗糙集的不确定性度量方法——邻域熵,并证明了不确定性度量随着粒度的细化具有单调性;为了反映不同邻域信息粒对目标概念刻画能力的差异性,提出了一种带近似描述能力的邻域粒距离,称为相对邻域粒距离,并介绍了它的相关性质;针对分层递阶的多粒度知识空间中的粒度选择问题,建立了基于边界域的邻域知识距离度量模型,该知识距离可以反映不同邻域知识空间对目标概念的刻画能力的差异性。     

优势信息系统中的启发式属性约简算法

在优势信息系统中引入粒度熵概念,定义其相关的性质和定理,并以优势关系下的粒度熵为启发式信息,给出属性的重要性度量。在此基础上提出一种基于粒度熵的启发式属性约简算法,并分析该算法的时间复杂度。通过实例说明该算法的有效性,为进一步研究优势目标信息系统的规则提取提供理论基础。     

格值信息系统的粗糙熵与不确定度量

在格值信息系统中引入知识粗糙熵、粗集粗糙熵与不确定度量的概念,得到了相应的重要性质。证明了在格值信息系统中,知识粗糙熵随着知识颗粒变大、分类变粗而单调增大,或者随着知识颗粒变小、分类变细而单调减小。进一步通过讨论它们之间的联系说明了粗集的粗糙熵可以更精确地度量粗集的粗糙程度。这些结论为格值信息系统的知识发现奠定了一定的理论基础。     

Information granules and entropy theory in information systems

Information granulation and entropy theory are two main approaches to research uncertainty of an information system, which have been widely applied in many practical issues. In this paper, the characterizations and representations of information granules under various binary relations are investigated in information systems, an axiom definition of information granulation is presented, and some existing definitions of information granulation become its special forms. Entropy theory in information systems is further developed and the granulation monotonicity of each of them is proved. Moreover, the complement relationship between information granulation and entropy is established. This investigation unifies the results of measures for uncertainties in complete information systems and incomplete information systems.     

线性时不变控制系统中的熵率和H∞熵

利用Bode积分定理将线性时不变控制系统中的熵率和系统零极点分析结合起来, 从信息论的角度来阐述反馈控制系统的性能设计局限, 讨论了“变异度守恒定律”. 同时, 研究了系统变量互信息率和H_∞ 熵的关系, 阐述了最小熵H_∞ 控制的信息论意义.     

基于容差关系的加权知识粗糙熵

粗集理论为从信息论角度研究知识粗糙熵和属性约简问题提供了一种重要的途径和方法。本文提出了基于容差关系下的不完备信息系统加权的知识熵和条件熵概念，将等价关系下的粗糙熵自然地推广到不完备信息系统的容差关系情形。本文的结果为在一般二元关系下的知识获取提供了理论依据。     

Communicating between information systems based on including degrees

Communication between information systems is a basic problem in granular computing. In current research, a homomorphism mapping between information systems is required. In this paper, the concept of the general relation mapping between two universes is proposed in order to construct the equivalence relation on one universe according to the given equivalence relation on the other universe based on the including degrees. The main properties of the mapping are studied, and it is proved that attribute reductions in the original system and image system are equivalent to each other under the given conditions. Finally, we also define the concept of fuzzy general relation mapping between two fuzzy information systems and give some properties.     

The organizational fit of information systems

Abstract. One can expect that the fit, match or congruence between an information system and its organizational context will be of increasing importance as information systems become more and more integral parts of organizations. Existing IS research has largely neglected the theoretical analysis of the concept 'fit', however, even though it has been widely used in a 'pre-theoretical' sense. The analysis of the concept of 'organizational fit of an information system' put forward in this article is essentially based on the recent analysis of 'fit' in contingency theory, suggesting three interpretations for the concept: a selection approach, an interaction approach and a systems approach. A review of the IS literature on the organizational fit of information systems indicates a lack of any cumulative tradition in existing empirical contingency research into information systems and dominance of the selection approach. Because of the two limitations, this paper regards any definite assessment of the potential prospects of contingency research into information systems as overhasty and proposes a framework for future research into the situation dependence and organizational fit of information systems which integrates contingency research into information systems, contingency research into IS impacts and contingency research into the IS adoption (development/implementation) process.