Алгоритмы комплексного анализа многомерных данных о природных объектах с применением метода главных компонент и геоинформационных систем

• Автор: Перемитина, Татьяна Олеговна
• Шифр специальности: 05.13.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 143 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ КОМПЛЕКСНОГО АНАЛИЗА МНОГОМЕРНЫХ ДАННЫХ.

I. I Анализ задач комплексной обработки многомерных данных

1.1.1 Вводные замечания

1.1.2 римеры задач комплексных исследований природных объектов

1.1.3 Особенности объектов исследования

1.2 Метод главных компонент и его применение

.2.1 Обзор статистических методов анализа многомерных данных

1.2.2 Метод главных компонент.

.2.3 римеиения метода главных компонент в научных исследованиях

1.3 рос гранетпенный анализ данных с применением ГИС
1.4 I Остановка задач диссертационных исследований
ГЛАВА 2.РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ И АЛГОРИТМА КОМПЛЕКСНОГО
АНАЛИЗА
2.1 Разработка процедуры комплексного анализа многомерных данных
2.2 Алгоритм комплексного анализа многомерных данных.
2.2.1 роцсдура подготовки данных к анализу.
2.2.2 Выбор метода вычисления собственных значений и собственных векторов.
2.2.3 Алгоритм МГКанализа данных о пространственных объектах
2.2.4 Алгоритм графического представления результатов.
2.2.5 Оценивание главных компонент
2.3 Методические вопросы пространственного анализа с применением ГИС .
2.3.1 Проведение пространственного анализа по схеме ПГК
2.3.2 Проведение пространственного анализа по схеме ГК.
Выводы по главе
ГЛАВА 3. ПРОГРАММНАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ АЛГОРИТМА КОМПЛЕКСНОГО АНАЛИЗА
3.1 Выбор средства программной реализации алгоритма
3.1.1. Сравнительный анализ средств разработки.
3.1.2 Обоснование выбора средства прог раммной реализации алгоритма.
3.2 Общая структура программного комплекса.
3.2.1 Предварительная обработка массива данных
3.2.2 Восстановление пропущенных значений в массивах данных
3.2.3 Выполнение запросов и построение новых таблиц.
3.3 Два направления проведения комплексного анализа многомерных данных.
3.3.1 Особенности программной реализации алгоритма по схеме ГК1
3.3.2 Особенности программной реализации алгоритма по схеме ПГК
Выводы по главе 3.
ГЛАВА 4. ПРИМЕНЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ДИССЕРТАЦИОННОГО ИССЛЕДОВАНИЯ В ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАДАЧАХ.
4.1 Анализ геохимических данных о рассеянном органическом веществе нефтеносных пород
4.2 Анализ данных о физикохимических свойствах нефтей на примере ЗападноСибирской нефтегазоносной провинции
4.3 Анализ содержания тяжелых металлов в годичных кольцах деревьев в районе Тунгусской катастрофы
4.4 Анализ данных о радиационном загрязнении среды в зоне воздействия крупного предприятия ядерного цикла.
4.5 Анализ природноклиматического состояния территории юговостока ЗападноСибирской равнины.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


ЫИ Югославский симпозиум “Химия и окружающая среда” (Югославия, ); международная конференция «Экология Сибири, Дальнего Востока и Арктики» (Томск, ), международная конференция «Измерения, моделирование и информационные системы как средства снижения загрязнений на городском и региональном уровне» (Томск, ), 3я научно-практическая конференция «Комплексные решения в автоматизации для динамичного развития нефтегазовой отрасли» (Томск, ). Личный вклад соиска тели. Диссертация написана с использованием результатов, полученных лично автором или при его участии во всех этапах решения поставленной задачи. Автором разработан алгоритм комплексного анализа многомерных данных, основанный на сочетании метода главных компонент и метода пространственного анализа с применением ГИС технологий . Структура и состав программного комплекса анализа многомерных данных о пространственно-распределенных объектах с применением методов главных компонент и пространственного анализа (ГИС) разработаны лично автором. Автором разработана процедура графического отображения результатов комплексного анализа. С использованием разработанного подхода автором проведен комплексный анализ физико-химических свойств нефтей нижней и средней юры Западно-Сибирской нефтегазоносной провинции. Западной Сибири совместно с аспиранткой ИХН СО РАН Иродовой В. П., предоставившей также массив данных. С применением разработанного подхода, автором проведена обработка данных о радиоактивном загрязнении окрестностей г. Томска, и о содержании тяжелых металлов в годичных кольцах деревьев района падения Тунгусского метеорита. Сбор и интерпретация дендрохронологических данных проведены с участием Несветайло В. Д. (НИИ ЬЬ при ТГУ). Комплексный анализ геохимических данных о нефтях и рассеянном органическом веществе пород проведен автором совместно с Певневой Г. С., предоставившей также массив данных. Автором подготовлены цифровые карты фациальиого районирования нижне-среднеюрских отложений Томской области и Западно-Сибирской нефтегазоносной провинции на основе схем фациального районирования территории Западной Сибири, опубликованных в монографии Суркова B. C., Серебренниковой О. В. и др. Седиментогенез и геохимия нижне-среднеюрских отложений юго-востока Западной Сибири. Новосибирск: Наука, . Публикации. Структура и объем работы. Диссертация состоит из основной части, включающей в себя введение, четыре главы и заключение на 9 страницах, списка используемой литературы из 0 источников и 2 приложений. Работа иллюстрируется рисунками и 3 таблицами. Основное содержание работы. В первой главе диссертации рассмотрено современное состояние проблемы комплексного анализа многомерных данных о природных объектах. Проведен анализ особенностей нескольких известных методов анализа многомерных данных. Рассмотрены примеры многомерных данных об объектах различной природы, требующих комплексного исследования. Показано, что для проведения комплексною анализа рассмотренных примеров природных объектов необходим новый подход, который позволил бы учитывать не только многомерность, разнородность и статистический характер данных, но и пространственные свойства объектов. Анализ особенностей анализа природных объектов позволил сформулировать цель и основные задачи, решаемые в диссертационной работе. Во второй главе диссертации излагаются разработанные в ходе диссертационных исследований процедура и алгоритмы комплексного анализа многомерных данных. Представлены обобщенные схемы геоинформационного подхода к комплексному анализу. В третьей главе рассматриваются вопросы программной реализации разработанных в диссертации алгоритмов и создания на их основе программного комплекса обработки и анализа многомерных данных с использованием МГК в сочетании с ГНС. Описаны два направления проведения комплексного анализа многомерных данных и рассмотрены особенности их программной реализации. В четвертой главе диссертационной работы представлены пять примеров практического применения разработанного подхода для проведения комплексного анализа многомерных данных о пространственно -распределенных объектах. В заключении формулируются основные результаты, полученные в д иссертаци о н н ом и сел е д о ван и и. В приложении приведены документы, подтверждающие практическое применение диссертационных результатов.