多维度动态数据挖掘技术及在不完整信息建模中的应用研究

论文摘要

随着科学研究与工程应用领域的不断扩大,多维度动态数据处理与分析已成为目前信息处理、动态数据建模及可视化建模中重要的研究课题。由于实际中往往会因各种因素造成信息数据缺失、信息对象机理知识不完整或多维空间中部分特征量损失等带来信息不完整,因此,进行多维度动态数据处理技术以及利用不完整信息建模的研究具有重要的理论和实际应用价值。本课题以油田开发中井组注采关系研究与开发指标预测为应用背景,采用数据挖掘和非线性系统建模技术,针对多维度动态数据的特性,研究非线性动态系统中具有空间和过程特征的数据挖掘模型和挖掘算法,以及基于软测量技术的不完整信息数据的完整性、一致性处理方法,实现多维度动态数据的有效挖掘、不完整信息建模和非线性动态系统演化规律的模拟。论文提出了一种较为完整的多维度动态数据挖掘系统理论架构,构造了多维度动态信息表示模型,建立了基于支持向量回归机的时间序列挖掘模型、连续输入/出的过程神经网络挖掘模型、多聚合过程神经网络挖掘模型及径向基过程神经网络挖掘模型等四种智能动态数据挖掘模型,构建了基于多元统计方法、克里格插值方法、数据过滤技术的不完整信息数据的补齐算法、网格化及数据过滤算法,采用相空间重构技术构建智能挖掘模型的训练样本集,并提出了量子粒子群算法结合梯度下降的神经网络训练算法,有效实现了对神经网络初始权值、阈值和隐含层节点数的优化。由挖掘模型实现不完整信息建模,最终达到满意的应用结果。在应用技术研究中,通过在油田开发指标预测和井组二维/三维渗流规律建模这两个典型含有不完整机理信息的油田开发领域中的应用,验证了论文所建立方法和技术的有效性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 创新点摘要
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究背景和意义
• 1.2 课题来源
• 1.3 数据挖掘技术
• 1.3.1 数据挖掘概念
• 1.3.2 DM主要方法和技术
• 1.3.3 数据挖掘一般过程与系统结构
• 1.4 智能信息处理技术
• 1.5 论文主要研究内容及组织结构
• 第二章 不完整信息特征分析与多维度数据挖掘方法
• 2.1 不完整信息特征分析
• 2.1.1 不完整信息的概念
• 2.1.2 造成信息不完整的原因
• 2.1.3 不完整信息处理的方法
• 2.2 多维度动态数据特性
• 2.3 多维度动态数据挖掘系统结构
• 2.4 本章小结
• 第三章 面向信息挖掘与系统建模的数据预处理
• 3.1 基于软测量技术的数据完整性处理
• 3.1.1 软测量技术概述
• 3.1.2 软测量建模方法的实现
• 3.1.3 模型参数在线校正的实现
• 3.2 基于过滤技术的异常数据处理
• 3.2.1 数据过滤技术原理
• 3.2.2 异常数据的判别及处理步骤
• 3.3 基于克里格插值算法的空间网格化数据集建立
• 3.3.1 空间描述数据
• 3.3.2 克里格插值算法
• 3.4 基于Walsh变换的数据处理
• 3.4.1 Walsh变换
• 3.4.2 离散化算法
• 3.5 构建动态系统模态变化特征数据集
• 3.6 本章小结
• 第四章 多维度动态数据挖掘模型研究
• 4.1 基于支持向量回归机的时间序列挖掘模型
• 4.1.1 支持向量回归机
• 4.1.2 基于SVR的时间序列挖掘模型
• 4.2 基于过程神经网络的数据挖掘网络模型研究
• 4.2.1 PNN基本模型
• 4.2.2 连续输入/输出PNN模型
• 4.2.3 多聚合连续输入/输出PNN模型
• 4.2.4 径向基PNN模型
• 4.3 网络模型训练集的构建
• 4.3.1 相空间重构技术原理
• 4.3.2 构建训练样本集
• 4.4 多维度动态数据挖掘模型的优化
• 4.4.1 IQPSO算法
• 4.4.2 梯度下降算法
• 4.5 本章小结
• 第五章 MDDM在油田开发中的应用
• 5.1 在油田开发指标预测中的应用
• 5.1.1 应用背景
• 5.1.2 预测分析
• 5.2 在井组二维/三维渗流规律建模中的应用
• 5.2.1 应用背景
• 5.2.2 技术实现
• 第六章 总结
• 参考文献
• 发表文章目录
• 致谢
• 论文摘要