基于半監(jiān)督聚類的赤潮預(yù)測(cè)和滸苔檢測(cè).pdf

1、近年來(lái)，海洋災(zāi)害的頻繁發(fā)生和規(guī)模的不斷擴(kuò)大，嚴(yán)重破壞了海洋生態(tài)系統(tǒng)的平衡，使近海旅游業(yè)和水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)蒙受巨大損失，也嚴(yán)重威脅著人類的生命安全。海洋部門(mén)已經(jīng)積累了TB乃至PB級(jí)的海洋數(shù)據(jù)，并且每天仍以GB量級(jí)增加。傳統(tǒng)的有監(jiān)督方法需要大量的標(biāo)注數(shù)據(jù)作為訓(xùn)練集，而半監(jiān)督聚類對(duì)標(biāo)注數(shù)據(jù)沒(méi)有太高的要求，并可以利用大量的無(wú)標(biāo)注數(shù)據(jù)對(duì)模型進(jìn)行調(diào)整，從而降低標(biāo)注成本。為此，本文以滸苔和赤潮災(zāi)害為例，基于半監(jiān)督學(xué)習(xí)機(jī)制進(jìn)行滸苔檢測(cè)和赤潮預(yù)測(cè)。另一方面，海

2、洋災(zāi)害是復(fù)雜的多因素相互作用而產(chǎn)生的現(xiàn)象，為此，本文以赤潮災(zāi)害為例，基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論對(duì)影響赤潮發(fā)生的因素建立了關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，并進(jìn)行了拓?fù)浞治?，從而為赤潮預(yù)測(cè)提供依據(jù)。
　　具體而言，本文主要工作如下:
　　(1)提出了一種面向滸苔檢測(cè)的半監(jiān)督聚類框架。首先，基于少量的標(biāo)簽數(shù)據(jù)獲取成對(duì)約束形式的實(shí)例層知識(shí);然后，采用測(cè)度學(xué)習(xí)構(gòu)建優(yōu)化問(wèn)題，求解新的距離度量，從而新的距離度量將數(shù)據(jù)集劃分成兩個(gè)簇;最后，基于標(biāo)簽數(shù)據(jù)識(shí)別簇的類別。在真實(shí)

3、的滸苔數(shù)據(jù)集上驗(yàn)證了方法的有效性。
　　(2)提出了一種基于半監(jiān)督聚類的赤潮預(yù)測(cè)方法。針對(duì)樣本比例不平衡問(wèn)題，改進(jìn)了融合成對(duì)約束的測(cè)度學(xué)習(xí)策略，賦予較苛刻的約束條件，從而盡可能增大簇間的間距。進(jìn)而，結(jié)合具體需求將方法應(yīng)用于赤潮預(yù)測(cè)。在2003年～2009年的赤潮檢測(cè)數(shù)據(jù)集上驗(yàn)證了方法的有效性。
　　(3)基于復(fù)合網(wǎng)建立了赤潮監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)模型?；趶?fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論對(duì)影響赤潮發(fā)生的各個(gè)因素構(gòu)建了因素子網(wǎng)，通過(guò)對(duì)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湫再|(zhì)的分析，明確了