基于證據(jù)理論的信息融合研究及其在水質(zhì)監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用

時(shí)間：2007-03-16 來(lái)源：河海大學(xué)計(jì)算機(jī)及信息工程學(xué)院 作者：林志貴

摘 要:隨著各種面向復(fù)雜應(yīng)用背景的多傳感器融合系統(tǒng)的出現(xiàn)，融合算法的研究已成為研究熱點(diǎn)。本文對(duì)D-S證據(jù)理論及其相關(guān)技術(shù)進(jìn)行深入分析、研究，指出其存在的不足，并提出相應(yīng)的改進(jìn)方法。

       首次將信息融合技術(shù)引入到水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)處理過(guò)程中，從信息融合的角度，將本文提出的信息融合方法應(yīng)用到水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)處理中，分析其可行性、有效性。主要研究?jī)?nèi)容及結(jié)論如下:

      (1)提出一種基于修改模型的沖突證據(jù)組合方法。該組合方法滿足結(jié)合律和交換律，充分利用沖突證據(jù)信息，解決了沖突證據(jù)組合中的三類(lèi)問(wèn)題。

      (2)引入相似度，提出一種基于相似度的模糊證據(jù)推理方法。在信任函數(shù)對(duì)某些焦點(diǎn)元素的顯著變化敏感及從模糊焦元變化中獲取更多的信息方面，該方法比其它模糊擴(kuò)展方法有效。

      (3)依據(jù)Vague焦元的特點(diǎn)，提出一種確定V ague焦元信度函數(shù)的方法，討論其具有的性質(zhì)并進(jìn)行了證明�；�于Vague集的相似性度量，提出Vague焦元的組合規(guī)則。通過(guò)實(shí)驗(yàn)分析，驗(yàn)證了該方法的合理性和可行性。

      (4)針對(duì)具有證據(jù)結(jié)構(gòu)的多源信息融合結(jié)果，提出一種基于距離測(cè)度的D-S證據(jù)決策方法。通過(guò)實(shí)驗(yàn)分析、比較，說(shuō)明該方法在基于沖突或非沖突證據(jù)融合結(jié)果進(jìn)行決策方面都有效，克服了其它已有方法只在基于非沖突證據(jù)融合結(jié)果進(jìn)行決策方面有效的缺陷。

      (5)從系統(tǒng)的角度，通過(guò)定義度量多傳感器系統(tǒng)的信息融合有效性的量化指標(biāo)，即信息融合有效率指數(shù)，分析多源信息及融合算法的有效性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，信息融合有效率指數(shù)能夠刻畫(huà)信息的選取、信息的相關(guān)性及融合算法對(duì)系統(tǒng)信息融合有效性的影響。

      (6)應(yīng)用D-S證據(jù)理論及其改進(jìn)方法對(duì)地面水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行融合處理，與現(xiàn)有水質(zhì)評(píng)價(jià)方法比較，結(jié)果說(shuō)明這些信息融合方法用于水質(zhì)狀況評(píng)估是可行的。利用水質(zhì)遙感監(jiān)測(cè)信息和地面監(jiān)測(cè)信息的互補(bǔ)性，提出一種基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)一證據(jù)理論的數(shù)據(jù)融合處理方法。實(shí)驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明該方法比單一遙感信源的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法更有效。

關(guān)鍵詞:信息融合，證據(jù)理論，沖突證據(jù)，Fuzzy集，Vague集，融合決策，水質(zhì)監(jiān)測(cè)

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