基于時間序列挖掘的探地雷達數(shù)據(jù)分析研究.pdf

1、隨著人類文明的不斷發(fā)展、科學技術的突飛猛進以及對大自然認識的日益深入，人類對地球表面下的空間產(chǎn)生了愈來愈急迫與深入的探知需求。探地雷達(Ground Penetrating Radar,GPR)，是近幾年發(fā)展起來的具備最大潛力的淺地表層遙感技術，它具有速度快、低損耗、分辨率高的突出優(yōu)點。探地雷達采集的資料記錄包含有豐富的地質信息，使得探地雷達資料的處理和解釋變成了礦藏勘查、地質勘探等領域中一項很重要的工作。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信號中的有效信息，挖掘和解釋其代表的現(xiàn)實意義。
　　時間序列挖掘作為數(shù)據(jù)挖掘領域的重要分支，是近幾年被廣泛研究的內容，目前常被應用于經(jīng)濟、科學、工程、醫(yī)療等多種領域。區(qū)別于往常研究的靜態(tài)數(shù)據(jù)，時間序列數(shù)據(jù)是一種繁雜的數(shù)據(jù)結構，它描繪數(shù)據(jù)隨時間演變的經(jīng)過，并且時序數(shù)據(jù)是無處不在的。在地學研究領域中，探地雷達探測的數(shù)據(jù)可以看作是一組與時間相關的數(shù)據(jù)，將時間序列挖掘用于探地

3、雷達資料處理，可以實現(xiàn)對探地雷達時間序列數(shù)據(jù)的多模式研究，有效追蹤有效波，增強弱信號的識別效果，從而獲得更好的地質構造解釋。
　　探地雷達數(shù)據(jù)作為時間序列信號的集合，其數(shù)據(jù)形式復雜，常伴有各種各樣的變形，而且它的變形時間以及變形程度都難以事先預測；傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理方法是對數(shù)據(jù)進行時頻分析變換，并對衰減信號進行自動增益處理，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，由于探測目標構造的不確定性，探地雷達

4、數(shù)據(jù)分類數(shù)目的確定也存在很大的盲目性，對最后聚類結果的可視化呈現(xiàn)有很大影響。針對上述問題，本文基于時間序列數(shù)據(jù)的挖掘，對探地雷達數(shù)據(jù)進行了分析研究，并提出了基于時間序列挖掘的探地雷達數(shù)據(jù)聚類算法。
　　基于時間序列挖掘的探地雷達數(shù)據(jù)聚類方法，能夠實現(xiàn)對衰減信號的有效追蹤，并進一步挖掘潛在信息，提高聚類結果的分辨度。該算法第一步對探地雷達信號進行時間特性分析，選擇雷達數(shù)據(jù)的時間序列特征；然后，針對提出的時間序列特征，選取合理有效的相