低秩逼近方法在传感数据处理中的应用

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1、目录摘要⋯．．．⋯⋯⋯⋯．⋯．．．⋯．．⋯．．．．．⋯．．．．．．⋯⋯．⋯．．⋯⋯．．IABSTRACT．．．⋯⋯⋯．．⋯⋯⋯⋯．．．．．⋯．．．．．．．．．．．⋯．⋯．．．．．．．．．．II1前言⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．⋯．．．⋯⋯．．11．1问题背景及研究意义．．⋯⋯⋯．⋯．．⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．．⋯⋯．．11．1．1问题提出⋯⋯⋯．⋯⋯．⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯11．1．2研究意义⋯⋯．．⋯．．⋯．．．．．⋯．⋯⋯．．．⋯⋯．．．．⋯⋯．21．2国内外研究现状⋯⋯⋯⋯⋯．⋯．⋯．．．．．．．⋯．⋯⋯．⋯

2、⋯⋯21．2．1低秋逼近方法研究概况⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯21．2．2低秩逼近方法在林业中的研究现状．．⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯⋯．．51．2．2传感数据研究概况⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．61．3论文结构⋯⋯⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯82矩阵理论中的低秩逼近方法⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯lo2．1低秩逼近基本概念及算法⋯⋯．⋯．⋯⋯，⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．102．1．1基本概念与记号’⋯⋯⋯．．⋯⋯⋯．．．．．．．．⋯⋯．．．⋯⋯102．1．2低秩逼近算法设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯⋯．112．2非负矩阵分解⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

3、⋯．⋯⋯．⋯．1。l2．3非负低秩逼近的基本概念及原_川!⋯⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．153研究区概况与数据⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯⋯⋯⋯．⋯⋯．173．1研究区域概况⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯．．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯173．2研究材料及数据获取⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯．⋯．⋯．⋯⋯⋯．⋯．173．2．1SHTl1犁传感器．⋯⋯．⋯．⋯．．．．．⋯．．．．．．⋯．⋯．．．．⋯．183．2．2数据获取⋯⋯⋯⋯⋯．⋯．⋯．．⋯⋯．．⋯⋯⋯⋯．．．．193．3实验数据预处理⋯⋯．⋯⋯⋯⋯．．⋯．．．⋯．．⋯⋯⋯⋯⋯．．203．3．1Dat数据文本处理⋯．⋯．．⋯⋯⋯⋯⋯

4、．．．⋯⋯⋯．．．．．．203．3．2Access过滤数据⋯．⋯⋯．．⋯⋯．．⋯．．．⋯．⋯⋯．⋯⋯213．3．3异常数据处理⋯⋯．⋯⋯．．．．．．．．⋯⋯．．．．．．．⋯⋯⋯．．2l3．3．4实验数据规整⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯234NNLRA在传感湿度数据处理中的应用⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．254．1湿度数据预处理⋯⋯．．．．．．⋯．⋯．．⋯．．．．．．⋯⋯⋯⋯⋯⋯．254．1．1主成份分析(PCA)．⋯．．．⋯．．．⋯．⋯．．⋯⋯⋯．．．．．．．．．．254．1．2独立成分分析(ICA)⋯．．．⋯．．．．．．．．⋯⋯．．⋯．．．

5、．⋯．．．．264．1．3PCA数据预处理．⋯⋯⋯．⋯．⋯．⋯⋯．．⋯⋯．⋯．⋯⋯274．2NNLRA对湿度数据的处理⋯⋯⋯．．．⋯⋯．．．．．．．⋯．．⋯⋯．．．．284．2．1NNF算法设计．．．．⋯．．．⋯⋯．．．．．．．．．．．⋯．．⋯．．．．．．．．．．．284．2．2NNLRA算法运行．⋯⋯．⋯⋯．⋯．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．334．3实验结果与分析．⋯．．．．．．．．⋯．．．．．．．．．．．．．⋯．．．．．．．．．．．．．．⋯：3：35总结与展望．．．．．．．⋯．．．．．．⋯．，⋯．⋯．．．．．．，．．．⋯．．．．⋯．．．．．⋯。37

6、5．1总结⋯．．⋯⋯⋯⋯．⋯．．．．．．．．．．．．．．．．．．⋯．．．⋯⋯⋯．．⋯375．2-fj‘待解决的问题⋯⋯⋯．⋯⋯⋯．⋯．⋯⋯⋯．⋯．⋯．．⋯⋯375．3后续研究jr．作的展望⋯⋯．．．．．．．．．．．．．．．．．．．⋯．⋯⋯．．⋯．⋯．38参考文献．．．⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯．⋯⋯．．．．．．⋯．．．⋯⋯⋯⋯⋯⋯39附录⋯⋯⋯⋯．．⋯．⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．43目录个人简介⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯导师简介⋯⋯⋯．．．．．．⋯．．．致谢⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．V⋯．．．49⋯⋯50⋯⋯5l1前言无线传感器网络(WirelessSensor

7、Network)是由部署在监测区域内大量的廉价微型传感器节点，通过无线通信方式形成的一个多跳自组织网络，用该方法对森林生态指标进行监测，是一个有效解决林业应用瓶颈的可行方案。但是，传感器网络的传感器节点部署密集，传感数据量庞大，同时可能出现数据缺失和冗余，这对数据分析和处理增加了一定的困难；大量的节点布置也可能存在节点资源的浪费。矩阵低秩逼近分解是一种对大规模数据进行处理与分析的有效方法，非负低秩逼近(Non—negativeLowRankApproximation，NNLRA)算法是在矩阵中所有元素均为非负的情况下对其实现矩阵分解，并且通过

8、挖掘分解后的因子矩阵与原始数据矩阵的关系，得到实际的物理意义。非负低秩分解为传感数据处理提供了一种新的思路。1．1问题背景及研究意义1．1．1问题提出森林作为陆地生