基于熵度量的空间邻域离群点查找

离群点的查找算法主要有两类：第一类是面向统计数据,把各种数据都看成是多维空间,没有区分空间维与非空间维,这类算法可能产生错误的判断或找到的是无意义的离群点;第二类算法面向空间数据,区分空间维与非空间维,但该类算法查找效率太低或不能查找邻域离群点。引入熵权的概念,提出了一种新的基于熵权的空间邻域离群点度量算法。算法面向空间数据,区分空间维与非空间维,利用空间索引划分空间邻域,用非空间属性计算空间偏离因子,由此度量空间邻域的离群点。理论分析表明,该算法是合理的。实验结果表明,算法具有对用户依赖性小、检测精度和计算效率高的优点。     

空间数据库中离群点的度量与查找新方法

如今查找离群点的方法有以下两类：第1类方法是面向统计数据库，把各种数据都看成是多维空间，没有区分空间维与非空间维的方法；第2类方法是面向空间数据库，区分空间维与非空间维的方法。目前提出的方法大多数是第1类方法，由于这类方法在空间数据库中直接应用可能产生错误的判断或找到无意义的离群点，而已有的第2类方法又查找效率太低或不能查找局部离群点，为此提出了一个新的基于邻域的离群点度量方法——空间偏离因子，这种方法面向空间数据库，不但可区分空间维与非空间维，并可以找到局部或全局的离群点；同时提出一种与邻域划分相结合的快速查找算法。理论分析表明，该方法是合理的。真实数据与模拟数据的实验也再次验证了这个模型与算法的可行性。     

基于全息熵的空间离群点挖掘算法研究

基于距离和基于密度的离群点检测算法受到维度和数据量伸缩性的挑战, 而空间数据的自相关性和异质性决定了以属性相互独立和分类属性的基于信息理论的离群点检测算法也难以适应空间离群点检测, 因此提出了基于全息熵的混合属性空间离群点检测算法。算法利用区域标志属性进行区域划分, 在区域内利用空间关系确定空间邻域, 并用R*-树进行检索。在此基础上提出了基于全息熵的空间离群度的度量方法和空间离群点挖掘算法, 有效解决了混合属性的离群度的度量和离群点的挖掘问题。由于实现区域划分有利于并行计算, 从而可适应大数据量的计算。理论和实验证明, 所提算法在计算效率和实验结果的可解释性方面均具有优势。     

局部离群点挖掘算法研究

离群点可分为全局离群点和局部离群点.在很多情况下,局部离群点的挖掘比全局离群点的挖掘更有意义.现有的基于局部离群度的离群点挖掘算法存在检测精度依赖于用户给定的参数、计算复杂度高等局限.文中提出将对象属性分为固有属性和环境属性,用环境属性确定对象邻域、固有属性计算离群度的方法克服上述局限;并以空间数据为例,将空间属性与非空间属性分开,用空间属性确定空间邻域,用非空间属性计算空间离群度,设计了空间离群点挖掘算法.实验结果表明,所提算法具有对用户依赖性少、检测精度高、可伸缩性强和运算效率高的优点.     

基于局部信息熵的加权子空间离群点检测算法

离群点检测作为数据挖掘的一个重要研究方向,可以从大量数据中发现少量与多数数据有明显区别的数据对象,"维度灾殃"现象的存在使得很多已有的离群点检测算法对高维数据不再有效,针对这一问题,提出基于局部信息熵的加权子空间离群点检测算法SPOD,通过对数据对象在各维进行邻域信息熵分析,生成数据对象相应的离群子空间和属性权向量,对离群子空间中的属性赋以较高的权值,进一步提出子空间加权距离等概念,采用基于密度离群点检测的思想,分析计算数据对象的子空间离群影响因子,判断是否为离群点,算法能够有效地适应于高维数据离群点检测,理论分析和实验结果表明算法是有效可行的.     

基于方形邻域的离群点查找新方法

提出一种基于密度的快速查找离群点的算法--基于方形邻域的离群点查找算法（ODBSN）,该算法把DBSCAN算法的邻域改造成方形邻域,并吸收基于网格算法的思想,用密集的方形邻域快速排除非离群点;用邻域扩张的思想代替网格划分克服了基于网格算法中＂维灾＂缺点;同时用局部偏离指数指示离群点的偏离程度,又具有识别精度高和偏离程度可度量的优点.理论分析表明该算法性能优于著名的基于密度的算法,实验表明,ODBSN算法能在各种形状分布与各种密度的数据中有效地查找离群点, 速度明显优于LOF与DBSCAN算法.     

基于相对密度的军事高维数据噪声点检测方法

军事训练领域的特殊性造成其相关数据存在大量的噪声点,同时也为噪声检测算法提出了相应的要求。分析现有数据噪声点检测算法,提出将数据属性分为空间属性、环境属性、特征属性,利用空间属性确定数据对象的分类,利用环境属性确定具有不同特征的数据对象邻域,利用特征属性计算离群度。改进了基于相对密度的离群度计算方法,提出LRDF算法,实验结果表明,该方法有效地提高了噪声点检测的精度和效率,增强算法可用性。     

局部空间离群点算法的改进及其实现

LOF算法是一个著名的局部离群点查找方法,该方法赋予了表征每一个空间点偏离程度的数值。但LOF算法存在效率低和性能差的问题,为此对该算法进行了以下两个方面的改进：第一,提出了降低该算法时间复杂度的两步改进方法,并对这两步改进方法的时间复杂度也进行详细分析,第二,使得该算法在查找局部离群点时,不仅考虑了空间属性,也考虑了非空间属性。另外还通过实验测试了LOF算法及其改进方法的时间效率,以及在模拟数据和真实数据情况下的查找离群点的效果。实验结果表明,改进方法具有更好的时间效率和性能。     

基于空间约束的离群点挖掘

由于现有的空间离群点检测算法没有很好地解决空间数据的自相关性和异质性约束问题,提出用计算邻域距离的方法解决空间自相关性约束问题,用计算空间局部离群系数的方法解决空间异质性约束问题。用离群系数表示对象的离群程度,并将离群系数按降序排列,取离群系数最大的前m个对象为离群点,据此提出基于空间约束的离群点挖掘算法。实验结果表明,所提算法比已有算法具有更高的检测精度、更低的用户依赖性和更高的效率。     

NLOF:一种新的基于密度的局部离群点检测算法

基于密度的局部离群点检测算法(LOF)的时间复杂度较高且不适用于大规模数据集和高维数据集的离群点检测。通过对LOF算法的分析,提出了一种新的局部离群点检测算法NLOF,该算法的主要思想如下:在数据对象邻域查询过程中,尽可能地利用已知信息优化邻近对象的邻域查询操作,有关邻域的计算查找都采用这种思想。首先通过聚类算法DBSCAN对数据集进行预处理,得到初步的异常数据集。然后利用LOF算法中计算局部异常因子的方法计算初步异常数据集中对象的局部异常程度。在计算数据对象的局部异常因子的过程中,引入去一划分信息熵增量,用去一划分信息熵差确定属性的权重,対属性的权值做具体的量化,在计算各对象之间的距离时采用加权距离。 在真实数据集上 对NLOF算法进行了充分的验证。结果显示,该算法能够提高离群点检测的精度,降低时间复杂度,实现有效的局部离群点的检测。     

基于信息熵加权的局部离群点检测算法

离群点检测是数据挖掘领域的重要研究方向之一,可以从大量数据中发现少量与多数数据有明显区别的数据对象。在诸如网络入侵、无线传感器网络异常事件等检测应用中,离群点检测是一项具有很高应用价值的技术。为了提高离群点检测准确度,文中在局部离群测度（SLOM）算法的基础上,作了一些改进,提出了一种基于密度的局部离群点检测算法ESLOM。引入信息熵确定数据对象的离群属性,并对对象距离采用加权距离,以提高离群点检测准确度。理论分析和实验表明该算法是可行有效的。     

空间离群点的检测算法

空间离群点是指与其邻居具有明显区别的属性值的空间对象。已有的空间离散点检测算法一个主要的缺陷就是这些方法导致一些真正的离群点被忽略而把一些非离群点当成了空间离群点。提出了一种迭代算法,该算法通过多次迭代检测离群点,取得较好效果。实验表明该算法具有较好的实用性。     

一种改进的基于密度的抽样聚类算法

基于密度的聚类算法DBSCAN是一种有效的空间聚类算法,它能够发现任意形状的聚类并且有效地处理噪声。然而,DBSCAN算法也有一些缺点,例如,①在聚类时只考虑空间属性没有考虑非空间属性;②在对大规模空间数据库进行聚类分析时需要较大的内存支持和I/O消耗。为此,在分析DBSCAN算法不足的基础上,提出了一种改进的基于密度的抽样聚类(improved density-based spatial clustering algorithm with sampling,IDBSCAS)算法,使之能够有效地处理大规模空间数据库,并且它不仅考虑了空间属性也考虑了非空间属性。2维空间数据的测试结果表明,该算法是可行、有效的。     

基于Voronoi和空间自相关的离群点检测

为了提高空间数据挖掘的效率和准确度,在分析传统的离群点检测算法优、缺点的基础上,提出一种空间离群点检测算法。用Voronoi来确定空间对象间的邻近关系,在空间邻域内利用空间自相关性来计算局部Moran指数,并将其作为离群因子进而判断离群点。实验结果表明,该算法能够高效、准确地检测出空间离群点,具有对用户依赖性少和可伸缩性强等优点。     

On Detecting Spatial Outliers

The ever-increasing volume of spatial data has greatly challenged our ability to extract useful but implicit knowledge from them. As an important branch of spatial data mining, spatial outlier detection aims to discover the objects whose non-spatial attribute values are significantly different from the values of their spatial neighbors. These objects, called spatial outliers, may reveal important phenomena in a number of applications including traffic control, satellite image analysis, weather forecast, and medical diagnosis. Most of the existing spatial outlier detection algorithms mainly focus on identifying single attribute outliers and could potentially misclassify normal objects as outliers when their neighborhoods contain real spatial outliers with very large or small attribute values. In addition, many spatial applications contain multiple non-spatial attributes which should be processed altogether to identify outliers. To address these two issues, we formulate the spatial outlier detection problem in a general way, design two robust detection algorithms, one for single attribute and the other for multiple attributes, and analyze their computational complexities. Experiments were conducted on a real-world data set, West Nile virus data, to validate the effectiveness of the proposed algorithms.

基于粗糙集的高维空间离群点发现算法研究

该文提出在高维空间下离群点发现技术的新方法,即利用粗糙集的属性约简技术减少高维空间的维数,并在各个关联规则子空间下对数据集进行基于密度的离群点挖掘,使高维空间下的离群点挖掘更具有实用性。数据分析表明,该算法能有效地发现高维空间数据集中的离群点。     

基于密度偏倚抽样的局部距离异常检测方法

异常检测是数据挖掘的重要研究领域,当前基于距离或者最近邻概念的异常数据检测方法,在进行海量高维数据异常检测时,存在运算时间过长的问题.许多改进的异常检测方法虽然提高了算法运算效率,然而检测效果欠佳.基于此本文提出一种基于密度偏倚抽样的局部距离异常检测算法,首先利用基于密度偏倚的概率抽样方法对所需检测的数据集合进行概率抽样,之后对抽样数据利用基于局部距离的局部异常检测方法.对抽样集合进行局部异常系数计算,得到的异常系数既是抽样数据的局部异常系数,又是数据集的近似全局异常系数.之后对得到的每个数据点的局部异常系数进行排序,异常系数值越大的数据点越可能是异常点.实验结果表明,和已有的算法相比,本算法具有更高的检测精确度和更少的运算时间,并且该算法对各种维度和数据规模的数据都具有很好的检测效果,可扩展性强.