一种基于约束FP树的天体光谱数据相关性分析方法

1、 模式识别与人工智能 卷 现假定 ， ， ， ， 事务 ， ， 则 只包 含 ， 包含 照 树 的构 造 过程 先 构 不 ：按 造 ， 的路径 由事 务 ， ， 构 成 ， 宽度 不大 ， ： 其 于 再 构 造 ， 。的路 径 由事 务 ， ， ， 和 后 构 成 ， 处分 别用 、 来 描述 此 中提 取 出约束 频繁 模 式 集 ， 对 于 任 一频 繁 模 式 则 ， 中 ， 是 天体光谱 数 据特征 的 其 ， 非 空子模 式 ， 是物 理化 学性质 的非 空子模 式 ， （ ） 如 果 尸， 只 ） ， ， ， ， ， ， ， 当 时 ， ， ， ， 。 当 儿时 ， ， ， 即

2、 中包含 除 则 生成 一条关 联规 则 ：。 （ ， ， 中 和 描 ）其 述 该关 联规则 的重 要程 度和 可信程 度 以外 的路径 ， 因此 ， 总之 推 论 设 为一 个 天体光谱 数据 库 、 为 、 天 体光 谱 知 识 ， 、 分 别 是 由 、构造 的 树， 当 时 ， 天体光 谱 数据 相关 性 分 析算法 通过上 述分 析 ， 体光 谱数 据 的 树 构造 算 天 法 ， 可描 述如 下 推 论 设 为一个 天体 光谱 数据 库 ， 天 为 体 光谱 知识 ， 是基 于 构 造 的 树 ， 是 的 树 ， 时 ， 当 输入 天体光 谱数据 库 、 一个 最小 支持度 和

3、天体光 谱知识 ， ） （ ， 输 出 天体光 谱数 据 树 推论 和推论 很 容易通过定理 得证 ， 中推 其 论 是 当天体 光谱知识为空 时 ， 树退化 为 树 定 理 设 为 一个 天体 光谱数 据库 ， 为最 扫描天体光谱数据库 一遍 ， 到天体光谱频繁项 的集合 得 和每个频繁项 的支 持度 ， 把 ，按支持 度递减排序 ， 并 结 果 记 为 ； 小支持 度 ， 为天 体光 谱 知 识 ， 造 出的 约束 构 树 为 ， 将 分 为两部 分 ， 由 即 ， 其中， ， （ ） ， 男 么 ， （ ： ） 将 天体光谱知识 转化为天体光谱模式集 并按 模式 的 ， ， 一 支持 度

4、递减排序 ； 如果对 于 ， 用传 统 构 造方 法构 采 棵 树 造 的 树 为 ， 是 同 则 与 一 对 中 ， 一如果 含有 频繁模式 ， ， 仅 一 则 按 支持度递减排序且 ； （ ！ ） 为天体光谱数据库 的事务 将 中光谱数据频繁项按 次 序排列 ， 结果为 （ ， ） ， ； 证 明 假 定 是 对 于 ， 用 传 统 采 构造 方法 的 树 ， 是对 于 ， 用传 采 统 构造 方 法构造 的 树 ， （ ） ， 因此 中从 根 节 点 到 叶子 节 点 的路 （ 。 ， 不含有 中的任一频繁模式） ， ） （ ； 径 中所 描 述 的 任 一 频 繁 模 式 ， 然 有

5、（ ） ： 必 又 ， （ ） ， ， 即 中 （； ； ） ， ； （ ） 从 根节点 到 叶子节 点 的路径 中所描 述 的任一 频繁模 式 ， 然 有 ） 。 必 （ 又 。 ， ； ， （ ） 够 描 述 能 中全 部 的 约 束 频 繁模 式， 因此 与 同一 棵树 是 天体光谱数 据的频繁模式提取与关联规则挖 掘 ） 通 过遍 历天 体光谱 数据 树 ， 提取 出天 体 可 光谱数 据 的 约 束 频 繁 模 式为 了便 于 树 的遍 历， 创建 一个 项头 表 ， 得每 项通 过一个 节点 链指 向 使 它在树 中的位置 取 过 程 从 频 繁模 式 开 始 ， 提 一 构 造它

6、 的条件 模 式 基 （ 件 模 式 基 是 一 个 子 数 据 库 ， 条 由 树 中与后 缀 模 式 一 起 出现 的前 缀 路 径 集 组 ： ； ： ： ： ； ） ， ； （ （ ） 成） 然后构造它 的条件 ， 树 并递归地在该树上 进 行挖 掘 式增 长通 过后 缀模 式 与 条件 树 产 模 生 的频 繁模式 连接 实现 设 是 最小 可信 度 阈值 ， 从 上 述 树 是 在上述算法 中， 创建天体光谱数据的 树的 根节点记为， 并且标记为“ ， 然后对天体光谱 ” 数据 库 中 的每个交 易 如下操 作 做 期 张继福 等： 一种基于约束 树 的天体光谱 数据相关性分析方法

7、 根据 中 的顺 序 ， 出并 排 序 选 中的天体 光 谱 频 繁 项 ， 中 排 好 序 的 频 繁 项 列 表 记 为 把 其 中 是 第 一个 元 素 ， ， 是 列 表 的 剩余 部 分 ， 用 ， ） 调 （ 函数 （ ， ）的执 行步 骤如 下 如果 有一 个 子 节点 ， 中 其 （ 即规 则 的重要 程度 ） ， 为 置信度 （ 即规则 的可 信 程度 ） 这 条 规 则 与光 谱 数 据 经 验 总 为 将 结得 出的波 的特 征 和 物理 化学 性 质 关 系 进 行 比较 ， 发现 它 与 型 星 的 特 征 基 本 类 似 由此 可 见 ， 用 利 该相 关性 分析

8、方法 挖 掘天体 光谱 数据 特征 和 物理化 学性 质之 间存 在 的相关 性 ， 可 行 的和有 价值 的 是 挖 掘系 统 ， 将 的 值 增加 否则 创 建 则 域 ； 一 个 新节 点 ， 它 的 父 节点 为 ， 将 使 为 ， 并 归一化 离散化 背景知识约束 树构造 频繁漠式挖掘 关联规则提取 帮助 （ 肿 最小支持度 离散表名 模式挖掘 和那 些 具 有相 同 的域 串起 来 频繁 项 目集 如果 非空 ， 递 归调用 ， 则 （ ） 频繁 项 目集 ， 蛆 ， 支持度 （ ） 】 天体 光 谱 数 据 频 繁 模 式 的 提 取 通 过 调 用 ， （ ）函数 ¨

9、 实现 ： ， ， 。 ， ， 聊 ， 。 ， ， 一 ， ， ， ， ， ， 蛆 蚰 ， ， ， 。 ， ， ， 。 ， ， ， 鲫。 旷 ， ， 。 旷 。 ， 。 ， ， ， ， 旷 旷 实 验结 果 分析 在 、 内 存 、 潞旷， ， ， ， ， 旷 ， ： ： 。 ； ； 埘 ， ， ， ， 胡 ， ， ， ， 。 。 。舢 。 ， 。 。 ：！ 籀 壬 嚣 器 ： 器 榴 嗣 ： 嬲 。 ； ， 旷 ， ， ， ， ， ， 操作 系统和 为 ， 用 实现天体光谱数 据相 关性 分析 原 型系统 采用 国家 天文 台提供 的 条 星光谱 数据 为实 验数 恒 据集 ， 中选定 个

10、波长和 个物 理化学 性质作 为 其 属性集 图 是原 型系统 的运行结果 图 、 ， 呦 ， 加 ， ， ， ， ， ， ， ； ， ， 蚰 ， ， ， ， ， 旷 ， ， ， ， 旷 咖 旷 旷 旷 蚰 。 ， ， ： ， ， ： 式船 （ ， ， ， ， ， ， ， 图 约束频繁模式 图 约束频 繁模 式挖 掘结 果 ， 中 ， 是 图 背景 知识 是 对 含有 波 长 处 的 宽 峰 强 流 量 、 波 长处 挖掘 系统 归一化 离教化 背景知识约束 树构造 频繁模式挖掘 关联规则提取 帮助 （ ） 的宽峰 较弱 流量 、波 长处 的宽 峰强 流量 或 波 长处 的窄 峰强 流量 特

11、征 的光谱 模 式 ， 最小 支 持 度 为 选择 相应 的离 散化 的天体 光 谱 数据 表 ， 用 采 算法 构造 树 ， 通 过对 树 的 并 遍历 ， 提取 出符 合约 束条 件 的频繁 模式 中最后 一 其 条频 繁 模 式 ， ， ， ， ， ， ， 最小支持度 最小置信度 关联规则 离散表名 模式挖掘 支持度 （ 】置信度 生 成 的关 联 规 则 器 羁妻器襄 耱§ 蔫 ； ， ： 稚璺 黜 他。 强 ： 董 ； 藿 他 箍 雾 ： 鞑 亩强 宦 二 ： ： 壤：卷 其 。 嚣壅 冀竺 鸭 温 强塞 嚣蕈 ： 羁 尊 ： 他 毽妻 ， 摩 微 湍 流 其 温 器 撮

12、： 器 器 纠 羧 吡 蹯 ； ： 躐 勰 （ ） 描 述 了光 ， 袈 藉丰露摹 ； 南 。 ： 莨 ， 三跛 受 。 。 谱波 长 处 、 处 、 处 、 处 和 处 妻较弱宽伽中， 霎 垄 冀 鬟 一 鞋 徽湍流，丝 宽 攒量 弱 温度， ， 。 强 舢 其他 ， ；。器嚣 瓣 嚣。 器 。 离散值全部为 ，处 、处离散值全部为 ， 处离散 值 为 该频 繁模 式在 离散 表 ， 中 的支持 度为 图 是 天 体 光 谱 数 据 相 关 性 分 析 ； ： ：君：藉： 凄 糍 器噩嚣耋鬈赛嚣蓉囊 盂 一 ； 器 ： ； 器 。 其 器 ： 囊：嚣： 蓬 耋 地 ： 蓑囊嚣嚣囊麓霾壅 嚣

13、挚 喜 墓 莲 ： 髑蠹 躺赛 交籍 土 荤 器 ： 器 狴 图 关 联 规 则 ；耋 ； ， 豢 器 叠 袭 ：器 器 ： ： 鼢 结 果 中 ， 小支 持为 ， 小置 信度 为 图 最 最 最 后 一条关 联规 则 ： 一 强 宽 ， 较 弱 宽 ， 较 弱 宽 ， 强 宽 一 一 一 ： 温度 一 化 学 一 微 湍 流 一 ， 度 一 ， ， ， 光 （ ） ， 结 束 语 寻 找未 知 的天文 规律 是人 类探 索 宇宙奥 妙所 追 求 目标 之一 文 以 国家 重 大科 学 工 程 项 本 可解 释为 如果 ，） 波长 为 有很 强且 很 宽 的 在 处 峰 、） 波长 为 在 处

14、有 较 弱且 很 宽 的峰 、 ） 波 在 长为 有 较 弱 且 很 宽 的 峰 、 在 波 长 为 处 ） 处有很 强且 很宽 的 峰 ， 么 此 光谱 的温 度 的范 围为 那 ， 学丰 度 的范 围为 一 一 一 微 湍 化 ， 流 的值 为 光 度 的范 围为 该 规则 的支 持 度 ， 目为背 景 ， 用一 阶谓 词 逻 辑 作 为 天体 光 谱 知 识 表 采 示技 术 ， 出一种 约 束 提 树及 其 构 造 算 法 ， 而 有 从 效 提高 天体 光谱 数 据 相关 性 分 析 的针 对性 和效 率 模式识别与人工智能 卷 并在此 基础 上 ， 出一 种基 于关 联 规则 的天

15、 体 光谱 提 数据 相关 性分 析 方 法 用 的 采 恒 星 光 谱数 据 的实验 结果 表 明 ， 用 该相 关 性 分 析方 法 挖 掘 天体 利 光谱 数据 特征 和物 理 化学 性 质 之 间存 在 的相 关性 ， 方法 电子 学 报 ， （ ） ， ：） ， ， ， ， ： （ ， （ ） ） （ 杨金福 ， 吴福朝 ， 罗阿理， 基于覆 盖算 法的天体光谱 自 分 等 动 类模式识别与人工智能 ， ： ， （ ） ） ， ， ， ， 是可行的和有价值的 从而为寻找未知的天文规律， 提供 一种 有效 的新途 径 参 考 文 献 （ ） （ ） ： （ 张继福 ， 蔡江辉 面向 的

16、天体光谱离群 数据 挖掘系统 ， ： ， 研究 光谱学 与光谱分析 ， ， ： （ ） ） ， ， ， （ ） （ ） （ ， ， ： ） （ 罗阿理 光谱 自动分析技术 中的模式识别 方法研究 博士学 位 论文 京 ： 北 中国 科 学 院 国家 天文 台 ， ） （ 张继福 ， 勇， 蒋义 胡立华 ， 基于概念格 的天体光谱 离群数据 等 识别方法 自动 化 学 报 ， （ ） ） ， ： ： ， ， ， 丑 ， ， ： （ ， ） （ 中田 星光谱 的 自动识别 与分类 方法 研究 士学位 论 刘 恒 博 文 北京 ： 中国科学院 自动化研究所 ， ） ， ， ， ， ： ： ， ， （ ） ， （ ） ， ： ， ， ， ， ， ， ， ， （ ， ）： ， ） ） （ ： （ ， ， ， （ 容， 刘 段福庆 ， 阳， 基 于小波特 征的星系光谱 分类 刘三 等 电 子 学 报 。 ， （ ： ） ） ， ， （ ） ： （ ） ， ， （ 陈安龙 ， 唐常杰 ， 陶宏