發(fā)布時間：2016-08-19 14:03

  本文關(guān)鍵詞：非常規(guī)突發(fā)事件應(yīng)急管理多元信息分層遞階可視化融合研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《燕山大學(xué)》 2013年

非常規(guī)突發(fā)事件應(yīng)急管理多元信息分層遞階可視化融合研究

靖鯤鵬  

【摘要】：由于社會的各個功能系統(tǒng)之間的關(guān)聯(lián)度和依賴度不段增強(qiáng)，各類突發(fā)事件更容易演變?yōu)橐?guī)模巨大、后果嚴(yán)重的非常規(guī)突發(fā)事件。非常規(guī)突發(fā)事件應(yīng)急管理已成為多學(xué)科交叉的前沿課題。在大數(shù)據(jù)時代，通過信息可視化以支持管理決策和預(yù)測，成為應(yīng)急管理領(lǐng)域的一個重要方向。如何從非常規(guī)突發(fā)事件的多元海量數(shù)據(jù)中，快速、準(zhǔn)確地獲取有價值的信息，并對其進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和可視化表達(dá)，實現(xiàn)多元信息融合，以支持應(yīng)急處置中的智能決策過程，成為非常規(guī)突發(fā)事件應(yīng)急管理研究領(lǐng)域的重要目標(biāo)之一。 本文以復(fù)雜系統(tǒng)科學(xué)、突發(fā)事件應(yīng)急管理和信息可視化等作為理論基礎(chǔ)，融合多學(xué)科理論，，采用系統(tǒng)科學(xué)方法、管理科學(xué)、信息科學(xué)、數(shù)學(xué)、演繹歸納法、實證研究等方法，深入研究非常規(guī)突發(fā)事件應(yīng)急管理中信息系統(tǒng)、信息流和數(shù)據(jù)特征等關(guān)鍵問題，構(gòu)建非常規(guī)突發(fā)事件應(yīng)急管理多元信息可視化系統(tǒng)，并研究多元信息可視化融合的理論、模型和方法，用于支持應(yīng)急決策，具有重要的理論意義和現(xiàn)實意義。 首先，本文根據(jù)中國應(yīng)急管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模型，系統(tǒng)分析了我國應(yīng)急管理總體框架、應(yīng)急預(yù)案體系、應(yīng)急管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，以及美國應(yīng)急管理的核心系統(tǒng)—NIMS和NRP的框架結(jié)構(gòu)、JFO的構(gòu)成和部門結(jié)構(gòu)，歸納了應(yīng)急管理系統(tǒng)分層、遞階、多系統(tǒng)耦合并具有協(xié)調(diào)機(jī)制的本質(zhì)特征。分析了應(yīng)急管理中的信息流和數(shù)據(jù)管理技術(shù)在應(yīng)急管理數(shù)據(jù)流中的應(yīng)用，并重點分析了應(yīng)急管理數(shù)據(jù)的海量、多源、異構(gòu)、時變、時間敏感、難以共享和可信度不同等特征。界定了本文的研究對象—文本數(shù)據(jù)，比較了多維數(shù)據(jù)和多元數(shù)據(jù)，提出了降維和信息融合是多元文本數(shù)據(jù)處理的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在基于Web的應(yīng)急管理數(shù)據(jù)總體框架基礎(chǔ)上，構(gòu)建了多元數(shù)據(jù)分層遞階圖表示模型、分層遞階可視化融合和應(yīng)急決策模型，設(shè)計了應(yīng)急管理信息多元信息系統(tǒng)模型。 其次，根據(jù)多元信息可視化系統(tǒng)的設(shè)計原則，分析了多元信息可視化系統(tǒng)的信息收集與處理、信息存儲、多元圖表示、信息融合、信息分析與利用、信息傳播等基本功能；構(gòu)建了多元信息可視化系統(tǒng)的邏輯結(jié)構(gòu)模型，分析了其對應(yīng)的四個層次和四個支持平臺；分析了領(lǐng)導(dǎo)輔助決策系統(tǒng)、系統(tǒng)安全與維護(hù)平臺兩個支持結(jié)構(gòu)。進(jìn)而，設(shè)計了非常規(guī)突發(fā)事件應(yīng)急管理多元信息可視化系統(tǒng)，并分析了該系統(tǒng)不同層級的子系統(tǒng)與應(yīng)急管理預(yù)防、準(zhǔn)備、反應(yīng)和恢復(fù)等階段之間的對應(yīng)關(guān)系。 再次，研究了基于雷達(dá)圖的應(yīng)急管理多元信息可視化融合方法。非常規(guī)突發(fā)事件應(yīng)急管理系統(tǒng)作為一個復(fù)雜系統(tǒng)，在管理層面上是分層遞階的，既包含定性數(shù)據(jù)，也包含定量數(shù)據(jù)，呈現(xiàn)出多維、參數(shù)耦合的特征。提出了多層遞階參數(shù)耦合信息融合的一般模型。為了使該模型具有通用性，提出了輸入數(shù)據(jù)的預(yù)處理方法：定量數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化方法——線性轉(zhuǎn)換方法和歸一化方法，定性信息預(yù)處理方法，定性信息與定量信息轉(zhuǎn)換方法——簡單語言概念生成、線性劃分法、非線性劃分法和二元對比插入法。根據(jù)特征選擇和特征提取原理，建立了特征選擇和特征提取的融合模型�；诶走_(dá)圖原理，分析了高維數(shù)據(jù)分段特征融合與分層遞階的降維過程。提出了基于三角形面積和扇形面積的雷達(dá)圖數(shù)據(jù)分析方法。最后，運用該方法進(jìn)行實證分析。 最后，研究了基于形式概念分析的應(yīng)急管理多元信息可視化融合方法。根據(jù)應(yīng)急管理多元數(shù)據(jù)分層遞階特征，分析了基于形式概念分析的多元數(shù)據(jù)可視化的可行性。以形式概念分析的原理與方法為基礎(chǔ)，根據(jù)形式背景的分層遞階概念格生成算法，引入了形式背景的分層優(yōu)化方法，提出了基于形式背景行列交換原理的屬性偏序結(jié)構(gòu)圖表示方法。該方法可以對形式背景進(jìn)行優(yōu)化，繪制具有較顯著層次關(guān)系結(jié)構(gòu)的圖形，實現(xiàn)屬性聚類和多元信息分層遞階可視化。最后，運用該方法進(jìn)行實證分析。

【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：X915.2
【目錄】：

摘要5-7

Abstract7-13

Contents13-17

第1章 緒論17-49

1.1 選題背景和意義17-21

1.1.1 選題背景17-20

1.1.2 選題意義20-21

1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀21-43

1.2.1 國外研究現(xiàn)狀21-27

1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀27-43

1.2.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀評述43

1.3 研究方法和技術(shù)路線43-45

1.3.1 研究方法43-44

1.3.2 技術(shù)路線44-45

1.4 研究目標(biāo)和研究內(nèi)容45-49

1.4.1 研究目標(biāo)45-46

1.4.2 研究內(nèi)容46-49

第2章 相關(guān)理論49-66

2.1 復(fù)雜系統(tǒng)49-54

2.1.1 復(fù)雜系統(tǒng)廣義模型49-51

2.1.2 大系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和控制51-53

2.1.3 系統(tǒng)建模53-54

2.2 突發(fā)事件應(yīng)急管理54-60

2.2.1 突發(fā)事件54-57

2.2.2 應(yīng)急管理57-60

2.3 信息可視化60-65

2.3.1 可視化的基本含義和分類60-63

2.3.2 多元信息可視化63-65

2.4 本章小結(jié)65-66

第3章 應(yīng)急管理系統(tǒng)的分層遞階表示66-92

3.1 應(yīng)急管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模型66-67

3.2 分層遞階的應(yīng)急管理組織67-77

3.2.1 中國應(yīng)急管理組織67-73

3.2.2 美國應(yīng)急管理組織73-77

3.3 應(yīng)急管理數(shù)據(jù)的管理77-85

3.3.1 應(yīng)急管理中的數(shù)據(jù)（信息）流77-79

3.3.2 非常規(guī)突發(fā)事件應(yīng)急管理數(shù)據(jù)特征79-83

3.3.3 多維數(shù)據(jù)和多元數(shù)據(jù)83-85

3.4 分層遞階的應(yīng)急管理信息系統(tǒng)85-90

3.4.1 多元數(shù)據(jù)分層遞階圖表示模型85-89

3.4.2 應(yīng)急管理多元信息系統(tǒng)89-90

3.5 本章小結(jié)90-92

第4章 非常規(guī)突發(fā)事件應(yīng)急管理多元信息可視化系統(tǒng)構(gòu)建92-110

4.1 設(shè)計原則92-93

4.2 功能分析93-101

4.2.1 信息的收集與處理94-96

4.2.2 信息存儲96-97

4.2.3 突發(fā)事件信息的多元圖表示97-99

4.2.4 基于多元圖的信息融合99

4.2.5 信息分析與利用99-100

4.2.6 信息傳播100-101

4.3 邏輯結(jié)構(gòu)分析101-104

4.3.1 基礎(chǔ)信息層和多元信息處理平臺102-103

4.3.2 多元信息可視化層和多元圖信息融合平臺103

4.3.3 信息分析層和信息分析與利用平臺103

4.3.4 應(yīng)急決策層和決策支持平臺103-104

4.4 支持結(jié)構(gòu)分析104-106

4.4.1 領(lǐng)導(dǎo)輔助決策系統(tǒng)104-105

4.4.2 安全與維護(hù)系統(tǒng)105-106

4.5 系統(tǒng)設(shè)計106-109

4.5.1 多元信息可視化系統(tǒng)模型106-108

4.5.2 多元信息可視化系統(tǒng)與應(yīng)急管理四階段模型108-109

4.6 本章小結(jié)109-110

第5章 基于雷達(dá)圖的多元信息可視化融合110-131

5.1 分層遞階參數(shù)耦合的信息融合模型110-111

5.2 輸入數(shù)據(jù)預(yù)處理方法111-115

5.2.1 定量數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化112

5.2.2 定性信息預(yù)處理112-113

5.2.3 定性信息與定量信息的轉(zhuǎn)換113-115

5.3 基于雷達(dá)圖的多元信息融合方法115-120

5.3.1 特征選擇和特征提取的融合115-117

5.3.2 高維數(shù)據(jù)分段特征融合與分層遞階降維117-119

5.3.3 雷達(dá)圖的數(shù)據(jù)分析119-120

5.4 實證分析120-130

5.5 本章小結(jié)130-131

第6章 基于形式概念分析的多元信息可視化融合131-167

6.1 基于形式概念分析的多元數(shù)據(jù)可視化的可行性分析131-133

6.2 形式概念分析的原理與方法133-137

6.3 基于屬性偏序結(jié)構(gòu)圖的多元數(shù)據(jù)分層遞階表示137-143

6.3.1 形式背景的分層遞階概念格表示137-140

6.3.2 基于形式背景行列交換原理的屬性偏序結(jié)構(gòu)圖表示方法140-143

6.4 實證研究143-166

6.4.1 中國 1995-1999 年農(nóng)作物受災(zāi)和成災(zāi)情況分析144-151

6.4.2 中國城市和諧指數(shù)評價研究151-166

6.5 本章小結(jié)166-167

結(jié)論167-169

參考文獻(xiàn)169-188

附錄188-209

攻讀博士學(xué)位期間承擔(dān)的科研任務(wù)與主要成果209-211

致謝211-213

作者簡介213

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【參考文獻(xiàn)】

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