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1、GIS-T中的空間數(shù)據挖掘研究王銳馬德濤解放軍信息工程大學測繪學院450052Email：wangruibetty@126.com摘要：本文簡要介紹了空間數(shù)據挖掘技術的理論及特點，重點介紹了當前常用的空間分析、空間關聯(lián)規(guī)則、聚類和分類等空間數(shù)據挖掘方法，提出了空間數(shù)據挖掘與GIS-T的三種集成模式，最后對空間數(shù)據挖掘在GIS-T中的應用作了介紹。關鍵字：空間數(shù)據挖掘交通地理信息系統(tǒng)Abstract：Thispaperintroducesthetheoreticsandcharacteristicofspatialdatamin
2、ing，afterwardsputsemphasisonspatialanalysis，spatialassociationrules，clusterandclassificationapproach,whicharecommonlyusedindataminingprocess.ThenputsforwardthreepatternsfortheintegrationofspatialdataminingandGeographicInformationSystemfortransportation.Finallypropos
3、estheapplicationofspatialdataminingtoGeographicInformationSystemfortransportation.Keywords:SpatialDataMining(SDM),GeographicInformationSystemfortransportation(GIS-T)1.引言隨著GIS在交通領域的廣泛應用，當前存儲于交通地理信息空間數(shù)據庫中的數(shù)據量迅速增長，海量的交通數(shù)據在一定程度上已經超過了人們能夠處理的能力，特別是從這些海量的、多維的交通數(shù)據中提取有用的信息顯得
4、異常復雜，這就形成了“數(shù)據泛濫但信息匱乏”的尷尬局面。如何整理和解釋這些數(shù)據，盡可能提取和發(fā)現(xiàn)交通信息，給當前交通地理信息系統(tǒng)（GeographicInformationSystemfortransportation，GIS-T）技術提出了新的挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)的GIS-T系統(tǒng)無法有效地發(fā)現(xiàn)大量的數(shù)據中存在的關系和規(guī)則，很難把握數(shù)據背后隱藏的信息，而數(shù)據挖掘技術有望解決這一問題，它的出現(xiàn)為GIS-T組織、管理空間和非空間數(shù)據提供了新的思路，在一定程度上推動了交通地理信息系統(tǒng)的發(fā)展。2空間數(shù)據挖掘技術2.1空間數(shù)據挖掘概念空間數(shù)據挖掘，
5、也稱基于空間數(shù)據庫的數(shù)據挖掘和知識發(fā)現(xiàn)（SpatialDataMiningandKnowledgeDiscovery）,是指從空間數(shù)據庫中提取用戶感興趣的空間模式與特征、空間與非空間數(shù)據的普遍關系及其它一些隱含在數(shù)據庫中的普遍的數(shù)據特征。空間數(shù)據挖掘是數(shù)據挖掘的一個新的分支。2.2空間數(shù)據挖掘系統(tǒng)的體系結構空間數(shù)據挖掘系統(tǒng)大致為三層結構，如圖2．1所示。其中，第一層是數(shù)據源，指利用空間數(shù)據庫或數(shù)據倉庫管理系統(tǒng)提供的索引、查詢優(yōu)化等功能獲取和提煉與問題領域相關的數(shù)據，或直接利用存儲在空間立方體中的數(shù)據，這些數(shù)據可稱為數(shù)據挖掘的數(shù)
6、據源或信息庫。第二層是挖掘器，利用空間數(shù)據挖掘系統(tǒng)中的各種數(shù)據挖掘方法分析被提取的數(shù)據以達到用戶的需求。第三層是用戶界面，使用多種方式（如可視化工具）將獲取的信息和發(fā)現(xiàn)的知識反映給用戶，用戶對發(fā)現(xiàn)的知識進行分析和評價，并將知識提供給空間決策支持使用，或將有用的知識存入領域知識庫內。圖2.1空間數(shù)據挖掘系統(tǒng)2.3空間數(shù)據挖掘的主要方法及特點常用的空間數(shù)據挖掘技術包括空間分析法、空間關聯(lián)規(guī)則方法、聚類和分類方法、時間序列分析、神經網絡方法、統(tǒng)計分析法、決策樹方法、粗集理論、模糊集理論、遺傳算法、云理論等。(1)空間分析法是利用GI
7、S-T的各種空間分析模型和空間操作對空間數(shù)據庫中的數(shù)據進行深加工，從而產生新的信息和知識。目前，常用的空間分析方法有緩沖區(qū)分析、網絡分析、密度分析、疊置分析、距離分析、地形分析、趨勢面分析、預測分析等，可發(fā)現(xiàn)目標在空間上的相連、相鄰和共生等關聯(lián)規(guī)則，或發(fā)現(xiàn)目標之間的最短路徑、最優(yōu)路徑等輔助決策的知識。（2）空間關聯(lián)規(guī)則法空間關聯(lián)分析的目的是挖掘隱藏在數(shù)據間的不同事件之間的相互關系。即一事件發(fā)生時，另一事件也經常發(fā)生?？臻g關聯(lián)規(guī)則的形式是X->Y[S%,C%],其中X、Y是空間或非空間謂詞的集合，S%表示規(guī)則的支持度，C%表示規(guī)
8、則的置信度。空間謂詞的形式有3種：表示拓撲結構的謂詞、表示空間方向的謂詞和表示距離的謂詞。各種各樣的空間謂詞可以構成空間關聯(lián)規(guī)則。（3）聚類和分類方法聚類是將地理空間實體或地理單元集合依照某種相似性度量原則劃分為若干個類似地理空間實體或地理單元組成的多個類或簇的過程。聚類方法
