时间序列挖掘算法及其在地震预报中的应用研究

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1、上海大学硕士学位论文时间序列挖掘算法及其在地震预报中的应用研究姓名：蔚赵春申请学位级别：硕士专业：计算机应用指导教师：吴绍春20050301上海大学硕十学位论文摘要本文的研究主要围绕着地震预报中时间序列数据挖掘算法的理论、方法和实际应用进行。其研究目的是根据地震数据的特点，把经典的时间序列数据挖掘算法和高性能计算技术结合，研究适合于地震预报的数据挖掘算法，寻我隐减在大量地震数据背后的规律，发现潜在的、有价值的地震预报知识。具体体现在如下几个方面：l，依据地震领域知识定义了序列的相似度，提出一种基于地震相似度的序列相似性匹配算法。该算法引入模

2、式串匹配思想，能够快速地进行序列的相似性匹配，从而在地震时间序列中发现地震相关地区。2．提出一种基于广义约束规则的序贯模式挖掘算法，该算法将地震领域知识作为广义的约柬规则在挖掘过程中对得帛的模式进行限制，从而提高结果知识的价值和适用性。该算法能够从地震震例数据中发现广义的地震序列，进而进行地震序列的相似性研究。3．提出～种涉及多个属性的多维序贯模式挖掘算法，此算法将多维数据分析和序贯模式挖掘有机地揉合在一起，从而得出综合的多维序贯模式．而且还对该算法的三种实琉策略进行了实验比较。这种算法在地震预报中的应用就是来发现各种地震前兆指标和地震关联

3、的通用模式。4在周期性序贯模式挖掘方面，针对地震前兆数据本身具有周期性，本文引入“准周期”的概念，提出了一种可变周剁的周期性序贯模式挖掘算法，以期通过该算法来进行前兆数掘的周期性分折，进而依据周期性进行趋势预测和异常提取。5．在序贯模式挖掘算法的并行化方面，结合地震前兆数据数据量大而且具有一定的规律性，提出一种基于时间窗口划分数据的并行序贯模式挖掘算法，该算法能够快速、高效地在集群式高性能训算机上进行并行序贯模式挖掘，这样不仅加快了挖掘速度，而且有效地减少了挖掘长序列的巨大时空开销。关键词：时间序列序贯模式序列匹配地震序列本文的研究内容得到

4、如下项目冉匀支持：固寡地麓科学鞋台基金项目“地霹预报中数摧牲掘方往的研究’(104090)。【．衙市自然科学基盎l盈日“地壁硬程中井j亍数掘拄掘方法，讲究”(7；％05468)，上海大学硕士学位论文ABSTRACTThisthesisisconcentratedonthetheoryresearchoftimeseriesdataminingalgorithmsandtheirapplicationinearthquakeprediction．Asfarasalgorithmsareconcerned，someimprovedtimeser

5、iesdataminingalgorithmsarepresented，whicharebasedonseismologicalfieldknowledge，andcombinetimeseriesanalysisandparallelcomputingtheory．Themainpurl：Ioseistofindeffectiveandemeienttimeseriesdataminingalgorithmsinseismology．Thecontributionofthethesisisincludedasfollows：1)Asequ

6、encematchingalgorithmSMBSS(SequenceMatchingBasedonSeismologicalSimilarity)ispresentedSMBSSuseKMPmatchingmethodologyandseismologicalsimilaritytocomparedifferentearthquakesequenceinordertofindrelativeearthquake．2)aimprovedsequentialpatternminingalgorithmSPBGC(SequentialPatte

7、rnMiningBasedonGeneralConstraint)ispresented．Inwhichseismologicalknowledgeisusedasgeneralconstrainttorestrictthesequentialpat【ern，andeventuallyimprovetheinterestandthevalueoftheresult，Itsapplicationistodiscoverearthquakesequenceandtostudythesimilarityofearthquakesequence．3

8、)Amulti—dimensionalsequentialpatternminingalgorithmMDSP(MultipleDimensionalSequentialPatt