Т. 326, № 12

Об одном подходе к кластеризации объектов

Актуальность работы обусловлена необходимостью разработки универсальных информационно-аналитических подходов для извлечения знаний из бурно растущего объема геофизических данных. Одна из основных задач в обработке геофизических данных заключается в выявлении в них объективно существующих закономерностей, на которых можно построить разнообразные, в том числе и прогнозные, модели поведения выделенных параметров геофизических полей. И именно технологии кластеризации данных являются начальным базисом для создания программного обеспечения подобных информационных систем анализа неструктурированных данных. Цель работы. Разработка методики кластеризации экспериментальных данных геофизической природы на основе выделения структур для решения задач анализа неструктурированной информации при изучении и контроле состояний сложных систем. Методы исследования. Классические и современные методы и алгоритмы кластеризации, алгоритмы теории графов, контрольный пример кластеризации геофизического поля метеорологических параметров с территории северной части Евразии. Результаты. Разработан новый алгоритм выделения структур в исходном геофизическом поле, позволяющий по пространственным характеристикам декомпозировать исследуемое пространство на области с похожим поведением исследуемых параметров. Алгоритм основывается на структуризации различных разложений (сезон, аномалия и т. д.) геофизических полей и обеспечивает получение разнообразной информации об исследуемом объекте в виде наборов параметров выделенных структур. Подобная информация вместе с сопутствующими эмпирическими зависимостями между параметрами рассматривается как обобщенная экспериментальная характеристика исследуемого объекта и служит основой для формирования гипотез и моделей его поведения. Кроме того, построенная таким образом структурная модель пространства метеорологического параметра обеспечивает возможность сжатия первичной информации без существенной потери семантической значимости исследуемого геофизического поля.

Ключевые слова:

электронный ресурс, труды учёных ТПУ, геофизические поля, кластеризация, теория графов, структуры, метод выделения структур, метеонаблюдения, временные ряды,

Авторы:

Ботыгин Игорь Александрович

Катаев Сергей Григорьевич

Тартаковский Валерий Абрамович

Шерстнёва Анна Игоревна

Скачать PDF