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《安徽大学》 2010年
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不完备信息系统中粗糙集理论的扩展研究与应用

纪霞  
【摘要】: 本文以不完备信息系统为研究对象,以粗糙集理论的扩展和以此为基础的信息处理为研究目的,系统的研究了不完备信息系统中粗糙集理论的扩展与应用,具体内容包括模型扩展、属性约简、规则获取和不完备数据的填补。本文的主要研究内容概括如下: (1)根据对象间相似性描述方式的不同将现有的适用于不完备信息系统的扩充粗糙集模型概括为两大类型,并分析了它们各自的特点和不足之处。在量化容差关系的基础之上提出了改进的基于动态容差关系扩充粗糙集模型。该模型首先对联系度容差关系和量化容差关系中不完备对象间相似度的计算方法做了一个有效结合,综合考虑未知属性取值相同的概率以及已知属性对未知属性取值的影响,提出了改进的容差度计算方法。目前量化的扩充粗糙集模型都没有给出明确的容差度阈值计算方法,通常是人为设定,既不客观,也影响模型的分类效果。因而本文给出了一个客观的容差度阈值计算方法,并且该阈值还可以随着数据的动态更新而方便的调整。实验证明该模型的分类性能明显优于已有的扩充粗糙集模型。 (2)信息的不完备可能会给决策信息系统带来新的不协调,而传统的差别矩阵方法和目前的一些改进方法不能很好的处理这个问题,所以本文提出协调差别矩阵的概念,并且给出了基于协调差别矩阵的不完备决策信息系统属性约简算法。针对信息不完备所带来的差别矩阵算法中时间和空间的浪费,提出了适用于大型信息系统的近似质量属性约简算法,并给出了算法复杂度分析。该通过一致容差类粒度计算将系统中重复的空值比较进行压缩来节省差别矩阵的时、空代价。最后通过具体案例说明了算法的执行过程,同时给出了实验来证明算法的有效性。 (3) LEM2算法是一种有效的规则提取方法,但其效率有待提高。本文针对传统LEM2算法效率不高的问题提出了改进的规则提取算法,主要是利用决策分配势矩阵将LEM2算法内部的while循环由盲目搜索改为启发式搜索。并且在计算决策分配势矩阵时,单条件属性的确定规则也可以直接获得,并且某些冗余属性也可以直接删除,此外根据不完备信息的特点修改了算法的结束条件。最后给出了具体的案例说明和实验分析,证明了改进LEM2算法的有效性。 (4)不完备信息的处理除了属性约简和规则提取外,还包括信息的补全。在ROUSTIDA算法基础上,本文提出了一种基于动态容差关系的不完备数据协调填补算法(IVTRCIDA).首先通过改进容差度的计算更精确的描述了对象间的相似程度;然后根据决策属性值是否相同给出了正反相结合的填补方式,进一步降低了完备化信息表的冲突率,同时提高了补齐率;并且采用容差类的方式代替分辨矩阵,降低了算法的空间复杂度;最后对冗余属性采取任意值填补方式,减少了算法的填补工作量。实验表明本文的IVTRCIDA算法有效的提高了准确率和补齐率,且降低了冲突率。 本文的创新点包括以下几点: (1)综合考虑两个对象间未知属性取值相等的概率以及已知且相同的属性对未知属性取值的影响,提出了改进的容差度计算方法。在此基础上,提出了动态容差关系的扩充粗糙集模型,给出了容差度阈值的计算方法以及动态更新算法。实验证明该模型的分类性能优于已有的各种模型。 (2)针对数据不完备可能带来的不协调问题,提出了改进的协调决策差别矩阵概念,并给出了相应的属性约简算法。对于大型的不完备数据系统,提出了基于一致容差类粒度的近似质量属性约简算法,通过对重复的空值比较进行压缩,提高了算法的时间和空间效率。 (3)在传统LEM2算法的基础上,提出了决策分配势矩阵的概念,可以直接获取单条件属性的决策,删除部分冗余属性,并且在内循环中引入了启发式搜索,提高了LEM规则提取算法的效率。 (4)在ROUSTIDA不完备数据填补算法基础上,提出了基于动态容差关系的不完备数据协调填补算法,改进了容差度的计算方法,根据决策属性值是否相同给出了正反相结合的填补方式,并且采用容差类的方式代替分辨矩阵,降低了算法的空间复杂度,最后对冗余属性采取任意值填补方式,减少了算法的填补工作量。
【学位授予单位】:安徽大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TP18

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【引证文献】
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【参考文献】
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
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8 吕思颖;刘载文;王小艺;崔莉凤;;基于Elman神经网络的水华短期预测模型[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
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10 方炜炜;杨炳儒;彭珍;;一种基于粗糙集的启发式属性归约的新算法[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
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1 殷志伟;基于统计学习理论的分类方法研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
2 于翔;基于网格的数据流聚类方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
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5 任家福;服务商选择与备件备品库存管理研究[D];电子科技大学;2010年
6 张目;高技术企业信用风险影响因素及评价方法研究[D];电子科技大学;2010年
7 苏煜;基于SCF范式的在线P300脑机接口研究[D];浙江大学;2010年
8 张开广;郑州地区仰韶文化遗址空间模式研究[D];解放军信息工程大学;2010年
9 郭戈;数字视频语义信息提取与分析[D];解放军信息工程大学;2010年
10 李建军;广东湛江红树林生态系统空间结构优化研究[D];中南林业科技大学;2010年
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1 杨新忠;基于案例的地理时空过程表达模型研究[D];山东科技大学;2010年
2 岳海亮;信息论在粗糙集连续属性离散化中的应用[D];辽宁师范大学;2010年
3 雷聪聪;一种基于数据聚类的信息粒化方法[D];郑州大学;2010年
4 张晓冬;基于全矢谱的智能诊断技术研究[D];郑州大学;2010年
5 李昕哲;关系邻域系统的属性约简[D];郑州大学;2010年
6 刘琪;正态云模型模糊推理系统及其应用研究[D];郑州大学;2010年
7 王晓换;基于粗糙集和神经网络的故障诊断虚拟系统的研究[D];郑州大学;2010年
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10 王秀锋;网络环境下异构日志信息获取和预处理研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
【同被引文献】
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1 周玉华;李景杰;;不完备决策表的一种属性约简方法[J];安徽大学学报(自然科学版);2009年04期
2 代劲;胡峰;王国胤;;基于不完备信息系统的文本分类研究与应用[J];重庆邮电学院学报(自然科学版);2006年03期
3 付昂;王国胤;胡军;;基于信息熵的不完备信息系统属性约简算法[J];重庆邮电大学学报(自然科学版);2008年05期
4 官礼和;;基于粗糙集理论的不完备信息处理方法研究[J];重庆邮电大学学报(自然科学版);2009年04期
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10 周宏仁;机动多目标跟踪问题中关联区域的研究[J];航空学报;1984年03期
中国博士学位论文全文数据库 前10条
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2 崔应霞;组合测试技术的研究与应用[D];安徽大学;2011年
3 骆公志;粗糙集理论及其在高等教育评估中的应用研究[D];南京航空航天大学;2009年
4 黄兵;基于粗糙集的不完备信息系统知识获取理论与方法[D];南京理工大学;2004年
5 马玉良;知识获取中的Rough Sets理论及其应用研究[D];浙江大学;2005年
6 满江虹;基于粗糙集的分类知识发现方法及其应用研究[D];东南大学;2005年
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10 孙小君;最优和自校正多传感器信息融合白噪声反卷积估值器[D];黑龙江大学;2010年
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1 张静;基于粒度熵的故障模型约简与SDG推理方法研究[D];太原理工大学;2011年
2 李娓;基于粗糙集的粒计算在数据挖掘中的研究与应用[D];武汉理工大学;2011年
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【二级引证文献】
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1 荀娇;基于粗糙集的关联规则挖掘算法研究[D];山东师范大学;2013年
2 王枭翔;基于相关兴趣度的关联规则挖掘[D];兰州交通大学;2013年
3 王晓妍;不完备信息系统中优势关系粗糙集决策方法研究[D];哈尔滨理工大学;2014年
【二级参考文献】
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中国博士学位论文全文数据库 前4条
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3 高庆吉;基于粗糙集理论的移动机器人自主导航研究[D];哈尔滨工业大学;2006年
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3 郭景峰;王妍妍;彭思维;李海涛;;基于粗糙集理论的遗失值填充算法的研究[A];第二十一届中国数据库学术会议论文集(技术报告篇)[C];2004年
4 朱梅梅;周献中;;江苏省省级学会考核指标约简报告[A];江苏省系统工程学会第十一届学术年会论文集[C];2009年
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2 田宏;不完备信息系统的数据挖掘研究[D];大连理工大学;2010年
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5 黄兵;基于粗糙集的不完备信息系统知识获取理论与方法[D];南京理工大学;2004年
6 耿生玲;软集理论及其在知识获取中的应用研究[D];陕西师范大学;2013年
7 郎广名;粗糙集理论在属性约简和数据压缩中的应用[D];湖南大学;2013年
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9 姜延吉;多传感器数据融合关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
10 王庆东;基于粗糙集的数据挖掘方法研究[D];浙江大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 杨青山;不完备信息系统中的优势关系研究[D];重庆邮电大学;2011年
2 汪琼枝;不完备信息系统的属性约简算法[D];安徽大学;2011年
3 阳淯;不完备信息系统在农业生物灾害预测中的应用[D];浙江海洋学院;2013年
4 王秀;完备/不完备信息系统的若干知识约简算法的研究[D];福州大学;2005年
5 李瑞平;不完备信息系统的完备化及其上的知识获取[D];山西大学;2011年
6 徐雄英;基于粗糙集的不完备信息系统的处理方法研究[D];内蒙古大学;2012年
7 吴志平;基于粗糙集的不完备信息系统的属性约简方法研究[D];电子科技大学;2012年
8 胡展闳;基于IOWA算子的不完备信息系统空值估算方法及其应用[D];西华大学;2013年
9 张睿;不完备信息系统下的知识获取方法研究[D];山西大学;2004年
10 张蓉蓉;基于粗糙集理论的不完备信息系统知识获取的有关技术研究[D];南京理工大学;2004年
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