论文题目: 基于证据理论的信息融合研究及其在水质监测中的应用
论文类型: 博士论文
论文专业: 水利水电工程
作者: 林志贵
导师: 沈祖诒,徐立中
关键词: 信息融合,证据理论,冲突证据,融合决策,水质监测
文献来源: 河海大学
发表年度: 2005
论文摘要: 随着各种面向复杂应用背景的多传感器融合系统的出现，融合算法的研究已成为研究热点。本文对D-S证据理论及其相关技术进行深入分析、研究，指出其存在的不足，并提出相应的改进方法。 首次将信息融合技术引入到水质监测数据处理过程中，从信息融合的角度，将本文提出的信息融合方法应用到水质监测数据处理中，分析其可行性、有效性。主要研究内容及结论如下： (1) 提出一种基于修改模型的冲突证据组合方法。该组合方法满足结合律和交换律，充分利用冲突证据信息，解决了冲突证据组合中的三类问题。 (2) 引入相似度，提出一种基于相似度的模糊证据推理方法。在信任函数对某些焦点元素的显著变化敏感及从模糊焦元变化中获取更多的信息方面，该方法比其它模糊扩展方法有效。 (3) 依据Vague焦元的特点，提出一种确定Vague焦元信度函数的方法，讨论其具有的性质并进行了证明。基于Vague集的相似性度量，提出Vague焦元的组合规则。通过实验分析，验证了该方法的合理性和可行性。 (4) 针对具有证据结构的多源信息融合结果，提出一种基于距离测度的D-S证据决策方法。通过实验分析、比较，说明该方法在基于冲突或非冲突证据融合结果进行决策方面都有效，克服了其它已有方法只在基于非冲突证据融合结果进行决策方面有效的缺陷。 (5) 从系统的角度，通过定义度量多传感器系统的信息融合有效性的量化指标，即信息融合有效率指数，分析多源信息及融合算法的有效性。实验结果表明，信息融合有效率指数能够刻画信息的选取、信息的相关性及融合算法对系统信息融合有效性的影响。 (6) 应用D-S证据理论及其改进方法对地面水质监测数据进行融合处理，与现有水质评价方法比较，结果说明这些信息融合方法用于水质状况评估是可行的。利用水质遥感监测信息和地面监测信息的互补性，提出一种基于神经网络一证据理论的数据融合处理方法。实验结果说明该方法比单一遥感信源的神经网络方法更有效。
论文目录:
前言
摘要
Abstract
论文符号一览表
第一章 绪论
1．1 研究背景及意义
1．2 多源信息融合方法及相关技术研究现状
1．2．1 关于多源信息融合技术
1．2．2 D-S证据理论研究现状
1．2．3 D-S证据理论研究存在的问题
1．3 水质监测信息融合处理的研究现状
1．3．1 水质地面监测数据融合处理
1．3．2 基于信息融合的遥感图像处理
1．3．3 基于遥感图像与地面监测的水质数据融合处理
1．3．4 水质监测信息融合处理要研究和解决的关键问题
1．4 本文的研究内容与主要工作
1．5 本文的章节安排
第二章 基于修改模型的冲突证据组合方法
2．1 D-S证据理论
2．1．1 基本概念
2．1．2 Dempster组合规则
2．1．3 基本性质
2．1．4 基本信任分配函数的构造方法
2．2 一种有效的沖突证据组合方法
2．2．1 冲突证据组合问题的分类
2．2．2 证据权值的确定
2．2．3 基于修改模型的组合算法
2．3 实验分析
2．3．1 实验1
2．3．2 实验2
2．3．3 实验3
2．3．4 小结
2．4 本章小结
第三章 基于相似度的模糊证据推理方法
3．1 引言
3．2 模糊集合的包含度
3．3 模糊集合的相似度
3．4 一种新的证据推理的模糊集扩展
3．4．1 信度函数的扩展
3．4．2 基于相似度的模糊证据组合规则
3．5 实例分析
3．5．1 信任函数的贡献因子分析
3．5．2 证据组合分析
3．5．3 小结
3．6 本章小结
第四章 Vague证据理论研究
4．1 Vague集理论
4．2 Vague集的表示及其解释
4．3 Vague集与Fuzzy集之间的关系及转化
4．3．1 Vague集与Fuzzy集之间的关系
4．3．2 Vague集与Fuzzy集之间的转化
4．4 Vague集的相似性度量
4．5 信度函数和证据组合规则向Vague集推广
4．5．1 信度函数向Vague集扩展
4．5．2 证据组合规则的扩展
4．5．3 实验分析
4．5．4 小结
4．6 本章小结
第五章 基于距离测度的D-S证据融合决策方法
5．1 引言
5．2 距离测度
5．3 焦元属性支持度
5．4 决策向量及决策方法
5．5 实验分析
5．5．1 对一般性证据进行分析
5．5．2 对水质监测数据进行分析
5．5．3 小结
5．6 本章小结
第六章 多传感器系统的信息融合有效性分析
6．1 引言
6．2 多源信息融合有效性的定性分析
6．2．1 信息熵及平均交互信息量
6．2．2 多源信息融合的有效性定理
6．2．3 基于D-S证据理论的融合有效性分析
6．3 多源信息融合有效性的定量分析
6．4 实验分析
6．4．1 多源输入信息的有效性分析
6．4．2 融合算法的有效性分析
6．4．3 小结
6．5 本章小结
第七章 多源信息融合技术在水质监测中的应用
7．1 D-S证据理论在水质监测数据融合处理中的应用
7．1．1 地面监测数据融合处理
7．1．2 遥感图像数据与地面监测数据的融合处理
7．2 基于修改模型的冲突证据组合方法在水质监测中的应用
7．2．1 冲突证据的产生
7．2．2 冲突证据组合及分析
7．3 基于模糊证据理论的水质监测数据融合处理与状态评估
7．3．1 富营养化状态估计与评价模型
7．3．2 实验分析
7．3．3 小结
7．4 基于D-S证据理论的信息融合计算分析软件开发
7．4．1 DSCA软件的体系结构
7．4．2 基于D-S证据理论的计算分析流程
7．4．3 DSCA软件的主要功能
7．4．4 DSCA软件功能的实现
7．5 本章小结
第八章 总结与展望
8．1 主要创新成果
8．2 研究展望
致谢
参考文献
攻读博士学位期间发表的学术论文
攻读博士学位期间参与的科研项目
攻读博士学位期间申请的专利
发布时间: 2005-04-25
参考文献
- [1].环境水体中活性腺病毒有效检测体系的构建及在水质监测中的初步应用[D]. 孙思.武汉大学2014
- [2].基于溶解性有机物光谱表征的在线水质监测技术的研究[D]. 李文涛.南京大学2016