[发明专利]一种基于历史相似性案例的海洋涡旋变化检测方法

摘要

本发明是基于历史相似性案例对海洋涡旋变化进行检测的技术，所属领域是信息技术领域。本发明主要用于海洋涡旋的定量变化检测，其实现技术方案是，首先在海洋涡旋案例表达模型基础上，结合利用粗糙集方法抽取的涡旋时空特征关系构建历史案例库，之后通过当前案例与历史案例相似性计算得到与当前案例最相似的历史案例，根据历史案例的情形对当前涡旋案例的变化做出检测。本发明与现有的通过海洋水团和动力学动态分析方法研究涡旋变化相比，更加简单灵活，并且历史案例库可以动态更新具有自学能力，可快速适应具有复杂时空特征的海洋涡旋，从而进行更合理准确的变化检测。

主权项

1、利用历史相似性案例对海洋涡旋变化进行检测的方法，其特征在于步骤如下：步骤1：建立海洋涡旋变化案例表达模型，案例是针对现实世界中的问题，包含问题特征和结果描述集合，则案例表达模型是对现实世界问题特征和结果的抽象表达，这里具体指海洋涡旋的特征描述和变化结果的记录；步骤2：在所述案例表达模型基础上，根据原始遥感影像数据提取海洋涡旋案例数据，分为栅格和矢量两种格式，栅格数据主要作为案例背景图片，案例以矢量面状数据来表达，以备建库，案例数据是描述海洋涡旋的属性和空间数据；步骤3：采用粗糙集方法进行海洋涡旋变化案例的空间关系抽取；步骤4：在步骤2和步骤3的基础上构建海洋涡旋变化历史案例库，历史案例就是对已发生问题的记录，包括问题特征和结果描述，历史案例库则有上述案例组成，即海洋涡旋发展变化的情况；步骤5：进行海洋涡旋案例的相似性计算，相似性计算是计算目标案例与历史案例库中案例的相似性，目标案例是针对当前问题抽取的案例，这里是要检测变化情况的海洋涡旋对应的案例。相似性计算公式(1)：$\mathrm{Similarit}{y}_{\mathrm{Case}(i,j)}=\frac{w_1\×S_{r\left(\mathrm{Case}(i,j)\right)}+w_2\×S_{a\left(\mathrm{Case}(i,j)\right)}+w_3{S}_{s\left(\mathrm{Case}(i,j)\right)}}{\mathrm{\Σ}{w}_1+w_2+w_3}---\left(1\right)$式中Sr(Case(i，j))为案例i，j之间空间关系的相似性系数；Sa(Case(i，j))为案例i，j之间特征属性相似性系数；Ss(Case(i，j))为案例i，j之间空间形态的相似性系数；w1、w2和w3分别为上述Sr(Case(i，j))、Sa(Case(i，j))和Ss(Case(i，j))的权重系数；步骤6：海洋涡旋变化案例的检测，具体步骤如下，(1)给定相似性阈值，选取步骤5中计算的相似性系数大于相似性阈值的所有历史案例；(2)根据选取的历史案例结果，从中找出相似度较大的多个案例结果所对应的涡旋案例；所述的历史案例结果是海洋涡旋从一个时期到另一个时期的发展变化状况；(3)按照相似度大小的，将相似度划分为三个范围，即0.9-1.0，0.8-0.9，0.7-0.8，根据相似度范围的不同为对应选择的历史案例之结果赋予不同的权重，求出它们的加权平均值赋给目标案例，作为目标案例的结果。