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基于亲属关系网络的子图查询方法研究

张霞  
【摘要】:亲属关系网络描述了人与人之间的配偶关系、生育关系、人与户之间的人户关系。其中,人与人之间任何复杂的亲属关系都可以表示成配偶、父女、父子、母子、母女这五种基本亲属关系的可传递闭包。在全员人口数据库中,包括省、市、县、乡、村五级人口数据。因此,亲属关系网络以村级数据为基本研究单位。村是由家庭户组成,家庭户中包括人、户、人与人之间的基本亲属关系、人与户之间的人户关系。随着数据规模不断增加,网络中关系的复杂性不断提高,在亲属关系网络中按照不同的需求,查找特定模式的子图已经成为目前研究的难点之一。本文以某省的真实人口数据为依托,对数据进行了分析和预处理,甄别并纠正了亲属关系网络中的错误数据,提高了数据的质量。为了方便人口数据管理,将原有的全省亲属关系网络,从维度上进行扩展,为全省的人口数据添加户信息和人户关系。基于该数据,本文提出了面向限制模式图的子图查询方法,对模式图的定义进行改进,并提出了全新的匹配规则。将面向限制模式图的子图查询方法应用于亲属关系网络,依据社会学和人口学中对不同家庭子图的分类标准实现特定模式的子图查询。主要研究工作包括以下几个方面:(1)亲属关系网络数据模式研究。亲属关系网络结构多变,关系复杂。批量的复杂亲属关系的查询对数据的存储模式要求极高,然而,关系型数据库对复杂结构数据的查询效率偏低,返回的家庭结构也并不直观。本文以某省的真实人口数据为基础,结合亲属关系网络所表达的实际意义,分别利用表结构和图结构来描述来亲属关系网络。将以表结构和图结构两种模式存储的人口数据结合应用,分析和检测网络的数据质量和子图查询结果的正确性。(2)冗余数据甄别算法研究。数据采集、户口迁移、数据更新等原因,使真实的人口数据库中,存在大量的重复、近似的人节点,即:有些人同时拥有多个人口编码,并且不同的人口编码上还携带了不同的亲属关系。因此,对亲属关系网络中冗余数据的甄别以及纠正工作是非常紧迫的任务。本文提出了冗余数据甄别算法,删除数据中的重复节点,更新已删除节点所携带的边。为了清晰地描述家庭户的演变过程,本文将原有的人户边的扩展为当前人户边(人-[hu]-户)和历史人户边(人-[old_hu]-户)。(3)面向限制模式图的子图查询方法研究。本课题组提出了限制图模式匹配方法。该方法可以准确的描述出部分特定结构的数据,但无法描述关系复杂的连通子结构。限制图模式匹配方法存在缺陷。因此,针对该方法的不足,本文提出了面向限制模式图的子图查询方法,对原本的模式图的定义进行了改进,并提出了新的匹配规则。利用面向限制模式图的子图查询方法,可以实现按需匹配特定结构的子图,如:残缺家庭,可以利用限制模式图来描述搜索条件,按照人口学的定义和标准,确定子图的遴选原则,将遴选原则对应转化为匹配准则。(4)面向限制模式图的子图查询方法的应用。从实际应用出发,本文提出了密集子网、待关注的家庭子网、异常子网的定义。为了完成亲属关系网络中特定子图的查询工作,将面向限制模式图的子图查询方法应用于亲属关系网络,按照人口学中的定义,分别给出不同子网的遴选原则,根据遴选原则构建模式图,最后将模式图转化为匹配原则,在全网中对上述子网进行查询,最后将查询结果可视化。


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