[發明專利]基于子空間聚類的農藥殘留高維數據可視分析方法與系統

有效

• 申請號: 201811099482.5
• 申請日: 2018-09-20
• 公開（公告）號: CN109344194B
• 公開（公告）日: 2021-09-28
• 發明（設計）人: 陳誼;田帥;張夢錄
• 申請（專利權）人: 北京工商大學
• 主分類號: G06F16/26
• 分類號: G06F16/26;G06K9/62
• 代理公司: 北京萬象新悅知識產權代理有限公司 11360
• 代理人: 黃鳳茹

1.一種基于子空間聚類的農藥殘留高維數據可視分析方法，通過構建農藥殘留檢出矩陣M_pr，針對農藥殘留數據進行子空間聚類，對農產品、農藥進行相關性分析，并使用多視圖協同方法對子空間之間進行對比分析；具體包括如下步驟：

A.針對農藥殘留數據構建農藥殘留檢出矩陣，記作M_pr；

農藥殘留數據包括農產品數據集合、農藥數據集合及檢測結果數據集合；

農產品數據集合作為維度，農藥數據集合作為數據項；

矩陣中的每一行代表一種農藥；每一列代表一種農產品；每一個元素表示某個農產品在某個農藥中檢出含量的大小，即農藥檢出量；

由此構造的農產品-農藥矩陣即為M_pr；通過M_pr表示區域的農產品信息、農藥信息和檢測結果信息；

B.針對農藥殘留子空間集進行過濾處理；執行如下操作：

使用子空間聚類方法Carticlus生成原子空間集；對原子空間集進行雙層過濾處理；其中，通過第一層過濾將無效子空間數據去掉；通過第二層過濾將相似子空間進行合并；

C.對農藥殘留子空間集排列順序進行重排；執行如下操作：

首先對每個子空間進行維度和數據項進行統計；

然后將維度與數據項的個數進行除法操作，得出比例值Q(dim,item)，該比例值Q(dim,item)表示在該子空間維度中包含相關性較高數據的比例大小；

最后，比較每個子空間的比例值Q(dim,item)的大小；將所有子空間按照比例值Q(dim,item)的大小順序進行排列；

D.通過平行坐標對每個子空間的結果進行可視化展示，使得可通過可視化交互方式進一步獲取每個子空間中數據的隱藏模式，通過多視圖協同的方法進行子空間之間的對比分析。

2.如權利要求1所述基于子空間聚類的農藥殘留高維數據可視分析方法，其特征是，步驟A中，農藥檢出量的單位采用mg/kg；構建M_pr具體包括如下步驟：

A₁.根據用戶選擇的區域，查詢得到農產品d_j和相應的農藥r_i；

A₂.查詢得到區域農產品中農藥檢出值x_ij；

A₃.將農產品數據作為矩陣的列，即列為d₁…d_j…d_n，農藥數據作為矩陣的行，即行為r₁…r_i…r_m；

A₄.行和列的對應關系為r₁和d₁對應x₁₁，同理r_i和d_j對應x_ij；在構造矩陣中添加檢出值x_ij，形成農藥殘留檢出矩陣M_pr。

3.如權利要求1所述基于子空間聚類的農藥殘留高維數據可視分析方法，其特征是，步驟B中，所述第一層過濾將無效子空間數據去掉，具體執行如下操作：

根據子空間聚類Carticlus方法產生的子空間數據格式，采用子空間維度極差P(l,k)和子空間維度之和Y(n,k)對子空間數據進行處理，其中P(l,k)表示子空間維度標識值之間最大值與最小值的差值，Y(n,k)表示子空間所有維度標識值之和；k表示第k個子空間；l表示子空間中第l個維度；n表示維度數量；

通過判斷P(l,k)的值是否為0，識別得到子空間數據是否全為0或全為1；0表示不相關維度標識，1表示相關維度標識；如果P(l,k)＝0，則刪除該子空間，否則保留該子空間；

通過判斷Y(n,k)的值，得出子空間數據維度之和的值；設定Y(n,k)閾值；當Y(n,k)的值大于等于Y(n,k)閾值時保留該子空間，否則刪除該子空間數據。