《数据的不确定性》PPT课件

空间数据不确定性研究进展，大纲，1 .问题的提出和意义，2 .地球空间数据的不确定性问题，3 .遥感数据的不确定性问题，4 .模糊数学建模方法，1 .问题的提出和意义，1 )基本概念：客观世界的现象和过程中，存在以下两个基本情况： *确定性：规律性或、 不规则性或可预测性强，具有说明唯一性的测量标准. *不确定性：规则性不明确，时而不明确，可预测性差，解释多，可能性大，没有测量标准2 )近年来的讨论是1996年，UCGISCI (地理信息科学大学研究中心)在地理信息科学的优先研究领域文件中的“地理数据” 1998年，NCGIA (地理信息和分析国家中心)提出了“21世纪三大尖端研究问题”:空间数据准确性和不确定性空间认知GIS建模和表达M.Goodchild(1987):“没有正确的基于数据的GIS分析结论是不正确的，至少不健全的”，3 国际会议数据质量会议(theinternationalsymposiumonspatialdataquality )， 第一次： 1999年香港第二次： 2003年香港第三次： 2004年奥地利维也纳第四次： 2005年8月在北京大学召开自然资源与环境科学空间精度评价国际会议(theinternationalsmyposiononstationalarches ) rrresourcesandenvironmentcience ) 已经是第八届：第一届1994年美国Virginia的Williamsbur召开的g第二届1996年美国的Colorado第三届1998年加拿大的QuebecCity第四届2000年荷兰的Amsterdam第五届2002年澳大利亚2008年上海交通大学第9届2010年7月20日至23日在英国莱斯特大学对M.Goodchild(1998 )等空间数据质量标准(SpatialDataQualityStandard )的评价要素如下： (1)数据的生成过程(Lineage)(2) 位置精度(PositionalAccuracy)(3)认为具有属性精度(AttributeAccuracy )的7个方面： (4)完整性(Completeness)(5)逻辑一致性(LogicalConsistency)(6)语义精度(SemanticAccuracy ) 关系或属性序列的语义准确性(7)当前性(Currentness ) :数据的观测日期和更新日期，4 )问题的核心，2 .空间数据的确定性和不确定性，地球科学中的确定性和不确定性并存，不对称性客观存在，符合对立统一规律。 地球科学相关现象和过程的数据也具有相应的确定性，同时不确定性和不对称性也客观存在。 1 )存在地球自转、公转、季节变化、自然带分布规律； 但是，大气过程、水文过程，特别是地震、火山喷发的随机性、混沌现象也是客观存在的，确定性和不确定性并存，是不对称的。 2 )测量和测量并存。 气象、海洋、水文观测数据准确，其他场所通过插值法和计算得到的数据存在误差，存在不确定性。 3 )理论上可以测量，但实际上不能测量。 复杂而动态的科学数据是无法测量的。 全国耕地面积数据、全国农作物产量以及全国人口数量，无论是逐一调查还是统计抽样，都具有概率、统计特征。 4 )定义和概念的不确定性导致一系列数据的不确定性。 城市定义(城乡结合带、农民工)的不确定性导致城市化率(目前我国40%左右)等数据不确定性，耕地定义模糊，导致总产量、平均产量不确定性。 5 )不同对象有确定性和不确定性问题，有精度问题，有精度要求，不得一律要求。 不确定性概念：不确定性与“复杂性科学”(complexityscience )密切相关，指混沌(chaos )边缘或模糊边缘的现象。 混沌边缘是指秩序与无序之间，或秩序与有序并存的现象。模糊边缘是指清晰模糊之间或混合模糊的现象。 即无序、模糊、错误、异常、噪声等现象。 社会经济范畴的事件过程，其不确定性特征更加突出，预测时的精度往往较低。 股票市场的行情和交通事故等。 一般不确定性理论要点： (1)不确定性是客观世界固有的特征和现象。 (2)共性与个性并存是普遍现象，但个性，即差异性是主要的。 (3)在不同时刻，由于用空间分辨率观测(观察)客观世界的结果通常不同，所以不能只用一个时空尺度来观测复杂的大事物(过程)。 (4)可在其确定性方面简化、科学化复杂问题。 (5) (数字、物理)模拟产品与现实世界不能完全一致。 (6)观测误差始终存在，真值极难获得。 (7)根据观察对象和目的所要求的测定数据的精度要求不同。 Km、m、cm、mm、n、年、日、时、分、秒、毫秒等。 (8)认识和研究事物的长期、极限和不完整性。 (9)非线性和系统工程是不确定性科学的领域，例如1=2- 112，116 )严格密集的成员函数(特征函数):模糊集：如果x是对象x的集合，则称为x的模糊集a :模糊集a的成员函数。成员函数的性质： a )被定义为规则对的b )成员函数在0和1之间c )其值的确定是主观的和个人偏好的。x称为论域或域。 结构模糊集是识别合适的论域并指定合适的成员函数。、1、13、精密集合、模糊集合、1、13、6、论域两种形式：1)离散形式：例如： X=上海北京天津西安是城市的集合。 模糊集合C=对城市的兴趣，C= (上海，0.8 )，(北京，0.9 )，(天津，0.7 )，(西安，0.6)，另外，X=0123456是家庭可以拥有的自行车数量的集合模糊集合C=适当的可以拥有的自行车数量c= (0，0.1 )，(1，0.3 )，(2，0.7 )，(3，1.1 )，(4，2，0.7 )，(5，2，0.7 )，(6，2，0.7 )，(6，2，2，0 . (4 0.7)、(5，0.3 )、(6，6，0.1 ) (偶数表示法)，2 )连续形式：X=R为人的年龄集合，模糊集合B=“年龄为50岁左右”，则b可表示为：图示：模糊集合的公式表示(Zadeh表示法)，注意到：合计和积分上述三个例子包括： C=0.8/上海0.9/北京0.7/天津0.6/西安，c=0.1/0.3/1.7/2.0/4.3/5.1/6，2，模糊集合运算和成员函数的参数化，包含或子集，而不是除法运算，并且(分析)，交叉点，补充(负)，负， 参数a、b、c和d可被写为参数化函数，1 .三角形成员函数，参数a、b、c和d确定了梯形四个角的x坐标。 b=c时，梯形退化为三角形。 2 .梯形成员资格函数，3 .高斯成员资格函数，和高斯MF完全由c和确定，c表示MF的中心的确定MF的宽度。 4 .一般钟形成员函数，参数完全是b通常为正的b0时，钟形相反。 贝尔MF实际上是概率性的柯西分布的扩展，