[發(fā)明專利]一種地質(zhì)方向人工神經(jīng)網(wǎng)絡訓練數(shù)據(jù)的擴展方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011353345.7
• 申請日: 2020-11-27
• 公開（公告）號: CN112465023B
• 公開（公告）日: 2021-06-18
• 發(fā)明（設計）人: 杜星;趙曉龍
• 申請（專利權）人: 自然資源部第一海洋研究所
• 主分類號: G06K9/62
• 分類號: G06K9/62;G06N3/04;G06N3/08;G06Q50/02
• 代理公司: 廣州市合本知識產(chǎn)權代理事務所(普通合伙) 44421
• 代理人: 劉潔

1.一種地質(zhì)方向人工神經(jīng)網(wǎng)絡訓練數(shù)據(jù)的擴展方法，其特征在于：包括以下步驟：

步驟A、地質(zhì)數(shù)據(jù)的獲?。?/p>

獲取研究海洋地質(zhì)問題或區(qū)域的相關參數(shù)，用以保證數(shù)據(jù)的準確性，所有參數(shù)對應的數(shù)據(jù)為原始數(shù)據(jù)t；

步驟B、數(shù)據(jù)分析篩選：

分析哪些參數(shù)進行數(shù)據(jù)擴展后對結果沒有影響，篩選出適宜進行擴展處理的參數(shù)，作為可擴展參數(shù)；

將原始數(shù)據(jù)t按比例分成a％和(1-a％)兩部分，其中a％的數(shù)據(jù)作為訓練數(shù)據(jù)X進行擴展處理使用，所述訓練數(shù)據(jù)X的總量為t×a％，剩余(1-a％)的數(shù)據(jù)作為二次檢驗數(shù)據(jù)Y使用，所述二次檢驗數(shù)據(jù)Y的總量為t×(1-a％)；

步驟C、數(shù)據(jù)擴展與前處理：

C1、數(shù)據(jù)擴展處理：

將篩選出的可擴展參數(shù)所對應的訓練數(shù)據(jù)X，使用數(shù)值臨近法進行擴展，同一個參數(shù)擴展的數(shù)量和不同參數(shù)之間的組合方式根據(jù)實際情況進行校驗后確定，具體為：

每一行作為一組數(shù)據(jù)，當對x行y列的參數(shù)進行擴展時，可擴展參數(shù)的數(shù)量為m，m≤y；假設指定某一參數(shù)a₃進行擴展時，擴展的總量為s、擴展次數(shù)為n，則每次擴展的步長為：

所述訓練數(shù)據(jù)X擴展后的總量變?yōu)榱薠(n+1)；

若對m個參數(shù)均進行擴展，考慮到不同參數(shù)之間的排列組合，擴展后訓練數(shù)據(jù)的最大參數(shù)總量為Z：

則擴展后訓練數(shù)據(jù)的總量Z比原有訓練數(shù)據(jù)X的總量多了組參數(shù)；

C2、數(shù)據(jù)前處理：

將步驟C1的擴展后訓練數(shù)據(jù)總量Z進行歸一化處理，原始數(shù)據(jù)線性化的方法轉(zhuǎn)換到[0,1]的范圍，歸一化公式為：

其中，a_max為樣本數(shù)據(jù)的最大值，a_min為樣本數(shù)據(jù)的最小值，歸一化后再次將數(shù)據(jù)分成b％和1-b％兩部分，其中b％的數(shù)據(jù)作為最終訓練數(shù)據(jù)用于模型訓練使用，所述最終訓練數(shù)據(jù)的總量為Z×b％；剩余(1-b％)的數(shù)據(jù)作為初次檢驗數(shù)據(jù)用于模型初次檢驗使用，所述初次檢驗數(shù)據(jù)的總量為Z×(1-b％)；

步驟D、模型訓練：

使用人工神經(jīng)網(wǎng)絡模型，對步驟C2的最終訓練數(shù)據(jù)進行模型訓練，當滿足精度需求后，停止訓練得到所需模型；

步驟E、準確性驗證：

準確性檢驗共分為兩個步驟，分別為初次檢驗和二次檢驗；其中，初次檢驗步驟中使用的數(shù)據(jù)為初次檢驗數(shù)據(jù)，若模型計算后準確性達標則通過檢驗，若不達標則需要重新訓練；

達標后再進行二次檢驗，二次檢驗步驟中使用的數(shù)據(jù)為二次檢驗數(shù)據(jù)Y進行訓練，該部分不受數(shù)據(jù)擴展的影響，因此可以防止“過擬合”現(xiàn)象的出現(xiàn)；

所述準確性檢驗，若初次檢驗、二次檢驗的準確率均較低，則應重新進行數(shù)據(jù)擴展和訓練；若初次檢驗準確率很高，二次檢驗準確率低，則說明出現(xiàn)“過擬合”現(xiàn)象，應減小訓練數(shù)據(jù)的量，重新訓練；若初次檢驗和二次檢驗的準確率均較高，則表示模型較為可靠。

2.根據(jù)權利要求1所述的一種地質(zhì)方向人工神經(jīng)網(wǎng)絡訓練數(shù)據(jù)的擴展方法，其特征在于：步驟A中，所述參數(shù)包括內(nèi)動力地質(zhì)作用參數(shù)、外動力地質(zhì)作用參數(shù)和研究對象自身地質(zhì)參數(shù)。

3.根據(jù)權利要求1所述的一種地質(zhì)方向人工神經(jīng)網(wǎng)絡訓練數(shù)據(jù)的擴展方法，其特征在于：步驟B中，a％設置為60％～85％。

4.根據(jù)權利要求1所述的一種地質(zhì)方向人工神經(jīng)網(wǎng)絡訓練數(shù)據(jù)的擴展方法，其特征在于：步驟C2中，b％設置為60％～85％。