Введение
ГЛАВА 1. Технология и системы data mining в геофизике 14
1.1. Системы Data Mining 14
1.1.1. Понятие системы Data Mining 14
1.1.2. Data Mining в обработке сигнальной информации 16
1.1.3. Типовая структура системы Data Mining 18
1.2. Классы задач Data Mining 19
1.2.1. Задачи регрессии и классификации 20
1.2.2. Задача поиска ассоциативных правил 21
1.2.3. Задача кластеризации 22
1.3. Обзор подходов к исследованиям геофизических сигналов 23
1.4. Качественный анализ сигналов геофизических полей 26
1.5. Требования к системе обработки сигналов в геофизике 30
1.5.1. Требования к структуре 30
1.5.2. Требования к математическому обеспечению 31
1.5.3. Требования к информационному обеспечению 31
1.5.4. Требования к эргономике и технической эстетике 32
Выводы 32
ГЛАВА 2. Формализация задач обработки сигналов геофизических полей и методы их решения 34
2.1. Структурная модель сигнала 34
2.2. Методика обработки геофизических сигналов с использованием технологии Data Mining 36
2.3. Формулировка задачи сегментации геофизических сигналов 39
2.4. Задача классификации 42
Выводы 43
ГЛАВА 3. Разработка алгоритма сегментации сигналов на основе вейвлет-пакетов 45
3.1. Вейвлет-пакетная модель элементарного блока 45
3.2. Структура кратномасштабного анализа 46
3.3. Структура вейвлет-пакетного разложения 48
3.4. Алгоритм выбора наилучшего дерева разложения на основе энтропии 56
3.5. Алгоритм сегментации на основе вейвлет-пакетного разложения 59
3.6. Параметры алгоритма и рекомендации по их выбору 66
Выводы 67
ГЛАВА 4. Анализ последовательностей сегментов 69
4.1. Анализ последовательностей сегментов 69
4.2. Ассоциативные правила и анализ последовательностей 70
4.2.1. Основные понятия 70
4.2.2. Характеристики правил 70
4.2.2. Понятие транзакции для последовательности
сегментов 72
4.3. Алгоритмы построения ассоциативных правил 73
4.3.1. Алгоритм Apriori 73
4.3.2. Модифицированные алгоритмы Apriori 74
4.4. Статистический анализ 75
4.5. Формы представления структурной модели 76
Выводы 77
ГЛАВА 5. Программный комплекс моделирования, обработки и анализа сигналов геофизических полей 79
5.1. Структура программного комплекса 79
5.1.1. Описание комплекса 79
5.1.2. Структура комплекса 79
5.2. Структура подсистемы моделирования 85
5.2.1. Этапы генерации сигнала 85
5.2.2. Генерация элементарного блока 86
5.3. Структура подсистемы анализа 88
Выводы 89
ГЛАВА 6. Вычислительные эксперименты по анализу сигналов 90
6.1. Анализ модельных сигналов 90
6.1.1. Методика проведения эксперимента 90
6.1.2. Описание экспериментальных сигналов 91
6.1.3. Результаты экспериментов 99
6.2. Анализ сигналов сейсмоакустической эмиссии 101
6.2.1. Описание экспериментальных данных 101
6.2.2. Методика эксперимента 106
6.2.3. Результаты эксперимента 106
6.2.3.1. Суточные вариации сигнала 106
6.2.3.2. Сравнительный анализ датчиков S1 и S2 109
6.3. Анализ волновых возмущений в атмосфере на основании данных катастрофического извержения вулкана Шивелуч 12
ноября 1964 г 112
6.3.1. Описание экспериментальных данных 112
6.3.2. Методика эксперимента 114
6.3.3. Результаты эксперимента 115
6.4. Анализ волновых возмущений в атмосфере, сопровождавших эксплозию вулкана Карымский 21 августа 1997г 116
6.4.1. Описание экспериментальных данных 116
6.4.2. Результаты эксперимента 118
Выводы 119
Заключение , 120
Список литературы
