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圖書信息
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歷史災(zāi)害數(shù)據(jù)挖掘與建模

中國水利水電出版社
    【作 者】胡明生 【I S B N 】978-7-5170-1321-1 【責(zé)任編輯】張玉玲 【適用讀者群】本專通用 【出版時間】2013-12-04 【開 本】16開 【裝幀信息】平裝(光膜) 【版 次】第1版第1次印刷 【頁 數(shù)】168 【千字?jǐn)?shù)】188 【印 張】10.5 【定 價】36 【叢 書】 【備注信息】
圖書詳情

    然災(zāi)害事件的形成和演化并不是相互獨立的,無論是同一領(lǐng)域的災(zāi)害事件還是不同領(lǐng)域的災(zāi)害事件之間都不同程度地存在著相互引發(fā)、干涉、轉(zhuǎn)化等復(fù)雜關(guān)系,從而形成災(zāi)害事件的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)過程,因此對災(zāi)害形成和演化

    機理的研究應(yīng)該從整體關(guān)聯(lián)性出發(fā),統(tǒng)一地揭示各種災(zāi)害事件發(fā)生和發(fā)展的共性規(guī)律。

    歷史災(zāi)害數(shù)據(jù)挖掘與建模重點研究各種災(zāi)害的發(fā)生和發(fā)展過程以及他們之間的密切關(guān)系,挖掘災(zāi)害事件演化過程中的共性,達到

    有效預(yù)測災(zāi)害的目的。歷史災(zāi)害數(shù)據(jù)挖掘與建模融合了數(shù)學(xué)、計算機科學(xué)、統(tǒng)計物理等學(xué)科,探索利用復(fù)雜系統(tǒng)自組織演化發(fā)展及建模的思想,在歷史自然災(zāi)害的時空特征及關(guān)聯(lián)性分析的基礎(chǔ)上確定網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵參數(shù)和抽象

    標(biāo)準(zhǔn),建立復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)模型來研究歷史災(zāi)害。全書共分7章,內(nèi)容包括:緒論、歷史自然災(zāi)害的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)模型、災(zāi)害節(jié)點屬性的量化以及分級方法、區(qū)域災(zāi)害鏈挖掘以及災(zāi)害社團的劃分方法、基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的災(zāi)害關(guān)聯(lián)研究

    、各種災(zāi)害的特征及其相關(guān)實驗、疫災(zāi)中病毒傳播規(guī)律研究,使讀者更好地領(lǐng)會利用復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)處理災(zāi)害數(shù)據(jù)的基本思想、理論和方法。

    本書旨在介紹學(xué)科進展,為廣大科研教學(xué)人員提供一個交流最新研究成果,與年

    輕學(xué)者共同進步的平臺,以共同推動國內(nèi)關(guān)于災(zāi)害數(shù)據(jù)挖掘研究的進一步發(fā)展,成為歷史災(zāi)害數(shù)據(jù)挖掘方面的信息和學(xué)術(shù)資源。也可以作為高等院校本科高年級學(xué)生在數(shù)據(jù)挖掘方面學(xué)習(xí)的參考書。我們熱切地希望通過該

    書的出版,進一步完善與推動該學(xué)科領(lǐng)域的發(fā)展。

    自然災(zāi)害的鏈?zhǔn)揭?guī)律與演化機理研究主要集中在短時間的單源災(zāi)害與次生災(zāi)害方向上,近年的案例研究證明災(zāi)害演化具有多災(zāi)種關(guān)聯(lián)的復(fù)雜性和長時間的空間遷

    移性。本書介紹了利用復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)對歷史自然災(zāi)害事件進行建模,深入研究長時間序列的災(zāi)害鏈?zhǔn)揭?guī)律。

    首先,在歷史自然災(zāi)害的時空特征及關(guān)聯(lián)性分析的基礎(chǔ)上,確定網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵參數(shù)和抽象標(biāo)準(zhǔn),建立一個多維的復(fù)雜

    網(wǎng)絡(luò)模型;然后,在網(wǎng)絡(luò)中進行地圖區(qū)域劃分,從共現(xiàn)分析、時間關(guān)聯(lián)、空間關(guān)聯(lián)三個方面來研究各區(qū)域的災(zāi)害成鏈概率與時空趨勢,挖掘災(zāi)害演化的關(guān)鍵要素和共性規(guī)律,達到有效預(yù)測災(zāi)害的目的。

    本書共分7章

    。第1章介紹相關(guān)的研究背景與現(xiàn)狀分析;第2章介紹歷史自然災(zāi)害的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)模型;第3章以蟻群聚類為基礎(chǔ),提出一種新的分級和屬性量化方法,以解決歷史災(zāi)害記錄的簡約性、描述性問題,為使實驗結(jié)果更為客觀和

    準(zhǔn)確,在災(zāi)害相關(guān)數(shù)據(jù)的整理歸一化處理中采用灰色關(guān)聯(lián)法進行分析,使用蟻群自動聚類法對歷史災(zāi)害的等級進行劃分;第4章通過定義相似空間向量方式挖掘區(qū)域災(zāi)害的發(fā)生規(guī)律,建立了一種多維的網(wǎng)絡(luò)模型,并將一

    種利用螢火蟲算法進行求解多峰路徑優(yōu)化問題的方法應(yīng)用在向量發(fā)現(xiàn)中,同時為了改善GSO在收斂速度和求解精度上的不足,增加了改變步長和組亮度控制等優(yōu)化策略,最終通過實驗中與單純使用GSO算法的性能對比證明

    了該方法的優(yōu)越性;第5章基于自然災(zāi)害的歷史記錄對災(zāi)害之間的相關(guān)度進行研究,根據(jù)災(zāi)害發(fā)生的時間跨距計算災(zāi)害間的共現(xiàn)率和引發(fā)率,以此計算被引發(fā)的次生災(zāi)害的危害度,并通過9種歷史災(zāi)害記錄驗證該算法的合

    理性,并提出了一種基于相對關(guān)聯(lián)特征度的地震區(qū)域共現(xiàn)分析法,以9個朝代的地震災(zāi)害數(shù)據(jù)庫為平臺構(gòu)建出以修正的Salton指數(shù)為參數(shù)的地震區(qū)域間關(guān)聯(lián)度評估模型,改善了共現(xiàn)分析中Salton指數(shù)過高的問題,使得

    Salton指數(shù)能更加接近真實關(guān)聯(lián)度;第6章以各朝代歷史數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),研究水災(zāi)、疫災(zāi)、地震的災(zāi)害特征及各災(zāi)種與太陽活動的關(guān)系;第7章以疫災(zāi)中病毒的傳播特點為基礎(chǔ),復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)為平臺,分別從不同角度考慮病毒的

    傳播與擴散,建立數(shù)學(xué)模型,通過常微分方程定性與穩(wěn)定性理論對模型進行分析得到了控制與預(yù)防病毒傳播的最優(yōu)策略,并且通過計算機模擬更加直觀地看到病毒傳播的趨勢,為人們的決策提供理論依據(jù)。

    本書在內(nèi)

    容的選取上更加注重思維習(xí)慣和研究方式,沒有過多地深究公式的推導(dǎo),適合對利用復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)研究歷史災(zāi)害感興趣的不同學(xué)科的讀者借鑒和學(xué)習(xí)。在編寫過程中作者的同事、同行和朋友先后提出了許多寶貴的建議,他們

    對本書的寫作給予了熱情的關(guān)注與協(xié)助,并不同程度地對本書的完成和出版做出了貢獻。本書的每一章都是由胡明生提供總體思路和初稿,由賈遂民、賈志娟、劉思、吉曉宇、雷利利、陳巧靈、張向宇、李章強、楊利珍

    、樊慧芳等完善細化和修改審定。在此,衷心感謝大家的支持與幫助。

    作者非常感謝鄭州師范學(xué)院的支持,感謝國家自然科學(xué)基金―河南人才聯(lián)合培養(yǎng)基金項目(項目編號:U1204703)的資助。

    作者在此特別感

    謝中國水利水電出版社的各位老師對本書出版的大力支持,感謝家人在我多年的科研工作中給予我最堅定的支持和無私的奉獻,沒有他們一如既往的鼓勵、支持和理解,本書不可能順利完成。

    由于作者水平有限,書

    中疏漏與不足之處在所難免,敬請廣大讀者批評指正,共同進步。

    作者

    2013年9月

    第1章 緒論 1
    1.1 研究背景 1
    1.2 相關(guān)研究現(xiàn)狀分析 2
    1.2.1 災(zāi)害
    鏈和網(wǎng)的研究 2
    1.2.2 災(zāi)害系統(tǒng)及演化研究 4
    1.2.3 復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用及相關(guān)研究 8
    1.2.4 復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)鏈路預(yù)測 11
    1.2.5 復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)在災(zāi)害演化方面的應(yīng)用 14
    1.3 主要工作與貢
    獻 22
    第2章 歷史自然災(zāi)害的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)模型 25
    2.1 復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)相關(guān)定義與參數(shù)介紹 25
    2.2 災(zāi)害復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)模型整體架構(gòu) 28
    2.3 災(zāi)害鏈?zhǔn)窖莼瘷C理研究思路 31
    2.4 本章小結(jié)
    32
    第3章 災(zāi)害節(jié)點屬性的量化及分級方法 33
    3.1 以蟻群聚類為基礎(chǔ)的歷史災(zāi)害分級方法 33
    3.1.1 研究現(xiàn)狀分析 33
    3.1.2 蟻群聚類思想 34
    3.1.3 歷史災(zāi)害記錄的屬性
    定義 35
    3.1.4 蟻群聚類算法描述 36
    3.1.5 性能分析 38
    3.2 基于混合模糊算法的歷史地震烈度判定方法 40
    3.2.1 研究現(xiàn)狀分析 40
    3.2.2 混合模糊歷史地震烈度判定模
    型 43
    3.2.3 實例分析 47
    3.3 本章小結(jié) 48
    第4章 區(qū)域災(zāi)害鏈挖掘以及災(zāi)害社團的劃分方法 49
    4.1 以改進螢火蟲為基礎(chǔ)的區(qū)域災(zāi)害鏈挖掘算法 49
    4.1.1 研究現(xiàn)狀分
    析 49
    4.1.2 解決思路 50
    4.1.3 IGSO區(qū)域災(zāi)害鏈挖掘算法 51
    4.1.4 性能分析 53
    4.2 基于TSP路徑信息素的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)社團劃分方法 55
    4.2.1 研究現(xiàn)狀分析 55
    4.2.2 災(zāi)害社團劃分與TSP問題 56
    4.2.3 TSPP算法 59
    4.2.4 實驗及性能分析 61
    4.3 本章小結(jié) 62
    第5章 基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的災(zāi)害關(guān)聯(lián)研究 63
    5.1 共現(xiàn)分析 63
    5.2 地震區(qū)域關(guān)聯(lián)度分析 65
    5.2.1 構(gòu)造共現(xiàn)矩陣 65
    5.2.2 相對關(guān)聯(lián)度計算 66
    5.2.3 修正的Salton指數(shù) 68
    5.3 不同災(zāi)種關(guān)聯(lián)度分析 69
    5.3.1 構(gòu)造共現(xiàn)矩陣
    69
    5.3.2 關(guān)聯(lián)度的計算 71
    5.3.3 基于時間跨距的關(guān)聯(lián)度分析 72
    5.3.4 自然災(zāi)害之間的引發(fā)率 73
    5.3.5 自然災(zāi)害的危害度 74
    5.4 基于引發(fā)率的災(zāi)種復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)建模 75
    5.4.1 初始模型的建立 75
    5.4.2 連鎖反應(yīng)網(wǎng)絡(luò)模型的構(gòu)建 76
    5.4.3 災(zāi)種的重要性評估 76
    5.4.4 聚類系數(shù)分析 78
    5.5 本章小結(jié) 80
    第6章 各種災(zāi)害的特征及其
    相關(guān)實驗 81
    6.1 水災(zāi)的災(zāi)害特征及其與蟲災(zāi)、太陽黑子活動的關(guān)系研究 81
    6.1.1 研究意義 81
    6.1.2 水災(zāi)的災(zāi)害特征 81
    6.1.3 水災(zāi)與太陽活動,主要是太陽黑子的關(guān)系
    93
    6.1.4 水災(zāi)與蟲災(zāi)之間的聯(lián)系 95
    6.2 疫災(zāi)的災(zāi)害特征及其與饑荒、戰(zhàn)亂和蟲災(zāi)活動的關(guān)系研究 99
    6.2.1 研究意義 99
    6.2.2 疫災(zāi)的災(zāi)害特征 99
    6.2.3 疫災(zāi)與其他災(zāi)害、戰(zhàn)
    亂的聯(lián)系 105
    6.3 地震的災(zāi)害特征及其與疫災(zāi)、太陽黑子的關(guān)系研究 109
    6.3.1 研究意義 109
    6.3.2 地震的災(zāi)害特征 109
    6.3.3 地震與疫災(zāi)、太陽黑子的關(guān)系 114
    6.4 本章小結(jié) 117
    第7章 疫災(zāi)中病毒傳播規(guī)律研究 118
    7.1 引言 118
    7.2 經(jīng)典的傳染病模型 118
    7.3 小世界網(wǎng)絡(luò)中具有飽和傳染率的病毒傳播模型 120
    7.3.1 研
    究現(xiàn)狀分析 120
    7.3.2 小世界網(wǎng)絡(luò)中的SIRS傳播模型 121
    7.3.3 平衡點的分析 122
    7.3.4 免疫策略 125
    7.4 基于常數(shù)輸入的病毒傳播模型及其分析 127
    7.4.1 研究現(xiàn)狀分
    析 127
    7.4.2 建立模型 128
    7.4.3 仿真與實驗 129
    7.5 競爭環(huán)境下疫災(zāi)病毒傳播的動力學(xué)分析與仿真 132
    7.5.1 引言 132
    7.5.2 建立模型 132
    7.5.3 平衡點及其
    穩(wěn)定性分析 134
    7.6 本章小結(jié) 139
    參考文獻 140
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