基于時(shí)間序列挖掘的探地雷達(dá)數(shù)據(jù)分析研究.pdf

1、隨著人類文明的不斷發(fā)展、科學(xué)技術(shù)的突飛猛進(jìn)以及對(duì)大自然認(rèn)識(shí)的日益深入，人類對(duì)地球表面下的空間產(chǎn)生了愈來(lái)愈急迫與深入的探知需求。探地雷達(dá)(Ground Penetrating Radar,GPR)，是近幾年發(fā)展起來(lái)的具備最大潛力的淺地表層遙感技術(shù)，它具有速度快、低損耗、分辨率高的突出優(yōu)點(diǎn)。探地雷達(dá)采集的資料記錄包含有豐富的地質(zhì)信息，使得探地雷達(dá)資料的處理和解釋變成了礦藏勘查、地質(zhì)勘探等領(lǐng)域中一項(xiàng)很重要的工作。為了獲得更多詳盡有效的地層信息

2、，發(fā)現(xiàn)和開(kāi)采更多的資源，就需要尋找快速而有效的方法以提取探地雷達(dá)信號(hào)中的有效信息，挖掘和解釋其代表的現(xiàn)實(shí)意義。
　　時(shí)間序列挖掘作為數(shù)據(jù)挖掘領(lǐng)域的重要分支，是近幾年被廣泛研究的內(nèi)容，目前常被應(yīng)用于經(jīng)濟(jì)、科學(xué)、工程、醫(yī)療等多種領(lǐng)域。區(qū)別于往常研究的靜態(tài)數(shù)據(jù)，時(shí)間序列數(shù)據(jù)是一種繁雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，它描繪數(shù)據(jù)隨時(shí)間演變的經(jīng)過(guò)，并且時(shí)序數(shù)據(jù)是無(wú)處不在的。在地學(xué)研究領(lǐng)域中，探地雷達(dá)探測(cè)的數(shù)據(jù)可以看作是一組與時(shí)間相關(guān)的數(shù)據(jù)，將時(shí)間序列挖掘用于探地

3、雷達(dá)資料處理，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)探地雷達(dá)時(shí)間序列數(shù)據(jù)的多模式研究，有效追蹤有效波，增強(qiáng)弱信號(hào)的識(shí)別效果，從而獲得更好的地質(zhì)構(gòu)造解釋。
　　探地雷達(dá)數(shù)據(jù)作為時(shí)間序列信號(hào)的集合，其數(shù)據(jù)形式復(fù)雜，常伴有各種各樣的變形，而且它的變形時(shí)間以及變形程度都難以事先預(yù)測(cè)；傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理方法是對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行時(shí)頻分析變換，并對(duì)衰減信號(hào)進(jìn)行自動(dòng)增益處理，但是這些方法參數(shù)的選擇受主觀因素影響很大，影響數(shù)據(jù)解釋的效率和可信度。同時(shí)，由于探測(cè)目標(biāo)構(gòu)造的不確定性，探地雷達(dá)

4、數(shù)據(jù)分類數(shù)目的確定也存在很大的盲目性，對(duì)最后聚類結(jié)果的可視化呈現(xiàn)有很大影響。針對(duì)上述問(wèn)題，本文基于時(shí)間序列數(shù)據(jù)的挖掘，對(duì)探地雷達(dá)數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析研究，并提出了基于時(shí)間序列挖掘的探地雷達(dá)數(shù)據(jù)聚類算法。
　　基于時(shí)間序列挖掘的探地雷達(dá)數(shù)據(jù)聚類方法，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)衰減信號(hào)的有效追蹤，并進(jìn)一步挖掘潛在信息，提高聚類結(jié)果的分辨度。該算法第一步對(duì)探地雷達(dá)信號(hào)進(jìn)行時(shí)間特性分析，選擇雷達(dá)數(shù)據(jù)的時(shí)間序列特征；然后，針對(duì)提出的時(shí)間序列特征，選取合理有效的相