《空間數(shù)據(jù)挖掘中的尺度轉(zhuǎn)換研究》

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1、空間數(shù)據(jù)挖掘中的尺度轉(zhuǎn)換研究孫慶先%，!方濤!郭達(dá)志%（%中國(guó)礦業(yè)大學(xué)（北京校區(qū)）測(cè)繪與土地科學(xué)系，北京%"""<:）（!上海交通大學(xué)圖像處理與模式識(shí)別研究所，上海!""":"）=>4)0*：&<<&’51?%&:$(74摘要論述了尺度及尺度轉(zhuǎn)換的概念?？偨Y(jié)了地球科學(xué)領(lǐng)域尺度轉(zhuǎn)換的一般理論、方法。提出了空間數(shù)據(jù)挖掘中的尺度轉(zhuǎn)換問題，并探討了其解決途徑。關(guān)鍵詞尺度尺度轉(zhuǎn)換空間數(shù)據(jù)挖掘文章編號(hào)%""!><::%>（!""#）%&>""%@>":文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A中圖分類號(hào)BC!@;!"#$%&’#()*+’,#-.+(.(!/#-.#$0#-#1.(.(2!3(4.(25.#(6，78#(2&#+793

2、+0#:;.6（%DE01)F10G+/’03H78I0101.)1JB+(E17*7.H，K+0L01.%"""<:）（!ME)1.E)0N0)7371.F10G+/’03H，ME)1.E)0!""":"）<=)-’#"-：O13E0’P)P+/，3E+4+)101.’78’()*+)1J’()*01.)/+J0’(5’’+J01J+3)0*，)1J3E+1.+1+/)*3+(E10Q5+’)1J3E+7/0+’7845*30>’()*+3/)1’87/4)307101.+7>’(0+1(+)/+’544)/0R+J$=’P+(0)**H，)’)1+S/+’+)/(EP/7T*+4，M()*

3、+3/)1’87/4)30717/’()*01.01’P)30)*J)3)40101.0’P5387/S)/J7/0.01)**H，)1J’74+4+3E7J’87/E)1J*01.3E0’P/7T*+4)/+P/7P7’+J$O30’’5/+3E)33E+’()*+J+P+1J+1(HP/7T*+401.+7>’P)30)*J)3)P/7(+’’01.0’78P73+130)*’0.1080()1(+$>%?@+’A)：’()*+，’()*+3/)1’87/4)3071，’P)30)*J)3)40101.%尺度及尺度轉(zhuǎn)換%$!尺度轉(zhuǎn)換%$%尺度尺度轉(zhuǎn)換（’()*+3/)1’87/4)3071

4、7/’()*01.）也稱尺度推繹，尺度（’()*+）是指在研究某一物體或現(xiàn)象時(shí)所采用的空間就是將一種尺度上得到的數(shù)據(jù)的結(jié)論（信息）或過程推演、歸算或時(shí)間單位，又可指某一現(xiàn)象或過程在空間和時(shí)間上所涉及到到另外一個(gè)尺度上。的范圍和發(fā)生的頻率，簡(jiǎn)單地說，尺度就是客體在其“容器”中一般情況下，在一個(gè)尺度上的結(jié)論或過程只適用于這個(gè)尺規(guī)模相對(duì)大小的描述,%，!-。度，而不大可能適用于其它尺度。一般來(lái)說，大尺度下的過程或現(xiàn)象頻率低且速度慢，表現(xiàn)出整體的性質(zhì)和規(guī)律，而小尺度下尺度包括空間尺度和時(shí)間尺度兩個(gè)方面，同時(shí)尺度往往以的過程或現(xiàn)象頻率高且速度快，其結(jié)論多是局部行為的體現(xiàn)，粒度（./)01）和幅度（+23

5、+13）來(lái)表達(dá)?？臻g粒度指最小可辨識(shí)單不同尺度下行為的驅(qū)動(dòng)力或機(jī)理可能完全不同。例如,%-，在大尺元所代表的特征長(zhǎng)度、面積或體積（如像元）；時(shí)間粒度指某一度上，海洋生態(tài)系統(tǒng)中浮游植物和動(dòng)物的空間分布主要受到物現(xiàn)象或事件發(fā)生的（或取樣的）頻率和時(shí)間間隔。幅度是指研究理過程的影響（如海水運(yùn)動(dòng)），因此可以用流體動(dòng)力學(xué)來(lái)解釋，對(duì)象在空間或時(shí)間上的持續(xù)范圍或長(zhǎng)度。具體地說，所研究對(duì)而在小尺度上，這些浮游生物的綴塊性分布是生物學(xué)作用的結(jié)象的范圍決定該研究的空間幅度；而研究項(xiàng)目持續(xù)多久，則確果，必須用個(gè)體行為生態(tài)學(xué)予以解釋。又如,;-，在水文學(xué)上，小流定其時(shí)間幅度。尺度是一個(gè)使用非常廣泛的術(shù)語(yǔ)，不同的學(xué)科域

6、上的降水與地表通量可以認(rèn)為是相互獨(dú)立的，降雨徑流系統(tǒng)領(lǐng)域中對(duì)尺度有不同的表述或含義，在測(cè)繪學(xué)、地圖制圖學(xué)和也相對(duì)簡(jiǎn)單，在大的流域尺度，降水與地表通量有密切的聯(lián)系，地理學(xué)中通常把尺度表述為比例尺，大比例尺提供的信息更詳而且降水徑流系統(tǒng)會(huì)變得高度非線性。此!例是不同尺度下過細(xì)；在遙感科學(xué)技術(shù)中，尺度一般相應(yīng)于分辨率，分辨率的高低程機(jī)理發(fā)生明顯變化的典型示例。很多情況下，沒有可能或沒代表對(duì)同一研究對(duì)象可能獲取信息量的多與少；在數(shù)學(xué)、機(jī)械有必要將所有尺度的數(shù)據(jù)收集齊全，用于分析的數(shù)據(jù)往往是單學(xué)、電子學(xué)、光學(xué)等領(lǐng)域，尺度被認(rèn)為是一種量測(cè)工具（4+)’5/6一尺度的，要想了解另外一個(gè)尺度的結(jié)果就必須進(jìn)行尺

7、度轉(zhuǎn)01.377*’）或?yàn)V波器（80*3+/）；在地理學(xué)、生態(tài)學(xué)、水文水利學(xué)、區(qū)換。因此尺度轉(zhuǎn)換就成為許多學(xué)科（該文主要涉及地學(xué)）的共同域環(huán)境分析等學(xué)科中，大尺度（*)/.+’()*+94)(/7’()*+）或粗尺課題。度（(7)/’+’()*+）是指大空間范圍或長(zhǎng)時(shí)間幅度，它往往對(duì)應(yīng)于地學(xué)領(lǐng)域的學(xué)者們將尺度轉(zhuǎn)換提高到了前所未有的重要小比例尺、低分辨率，而小尺度（’4)**’()*+）或細(xì)尺度（8