【正文】 算法，可以用于對空間現(xiàn)象建模和分析。 4．數(shù)據倉庫與空間數(shù)據挖掘 ? 空間數(shù)據挖掘技術 ，特別是空間數(shù)據理解、空間和非空間數(shù)據關系發(fā)現(xiàn)、空間知識庫構造、空間數(shù)據庫的查詢優(yōu)化和數(shù)據組織，在 GIS、遙感、影象數(shù)據庫、機器人運動等涉及空間數(shù)據的應用系統(tǒng)中很有前景。 空間數(shù)據特有的性質給空間數(shù)據庫的知識發(fā)現(xiàn)提出了挑戰(zhàn)和機遇。 4．數(shù)據倉庫與空間數(shù)據挖掘 ? 4． 3空間數(shù)據挖掘 ? 空間數(shù)據是與占有一定空間的對象有關的數(shù)據，空間數(shù)據庫是通過空間數(shù)據類型和空間關系存儲和管理空間數(shù)據。統(tǒng)計方法中，可細分為回歸分析 (多元回歸、自回歸等 )、判別分析 (貝葉斯判別、費歇爾判別、非參數(shù)判別等 )、聚類分析 (系統(tǒng)聚類、動態(tài)聚類等 )、探索性分析 (主元分析法、相關分析法等 )等。根據知識發(fā)現(xiàn)任務，可分為分類或預測模型發(fā)現(xiàn)、數(shù)據總結、聚類、關聯(lián)規(guī)則發(fā)現(xiàn)、序列模式發(fā)現(xiàn)、依賴關系或依賴模型發(fā)現(xiàn)、異常和趨勢發(fā)現(xiàn)等等； ? 根據知識發(fā)現(xiàn)對象 ，可分為關系數(shù)據庫、面向對象數(shù)據庫、空間數(shù)據庫、時間數(shù)據庫、文本數(shù)據源、多媒體數(shù)據庫、異質數(shù)據庫、 Web數(shù)據庫； 4．數(shù)據倉庫與空間數(shù)據挖掘 ? 根據知識發(fā)現(xiàn)方法 ，可粗分為機器學習方法、統(tǒng)計方法、神經網絡方法和數(shù)據庫方法。 ? 數(shù)據挖掘主要分為以下四個步驟： ? 1） 數(shù)據選取 ? 2） 數(shù)據轉換 ? 3） 數(shù)據挖掘 ? 4） 結果解釋 4．數(shù)據倉庫與空間數(shù)據挖掘 ? 當執(zhí)行完一個挖掘過程后，有時可能需要重新修改挖掘過程，還可能增加其它數(shù)據，數(shù)據挖掘過程可以通過適當?shù)?反饋反復進行 ，如圖 1013所示。但是， 知識獲取仍然是專家系統(tǒng)研究中的瓶頸 。這樣數(shù)據庫中蘊藏的豐富知識，就得不到充分的發(fā)掘和利用，形成 “ 數(shù)據豐富而知識貧乏 ” 的現(xiàn)象。 4．數(shù)據倉庫與空間數(shù)據挖掘 ? 4． 2數(shù)據挖掘 ? 隨著大量的大規(guī)模的數(shù)據庫迅速不斷地增長，人們對數(shù)據庫的應用已不滿足于僅對數(shù)據庫進行查詢和檢索。 4．數(shù)據倉庫與空間數(shù)據挖掘 圖 1012：數(shù)據倉庫體系結構 4．數(shù)據倉庫與空間數(shù)據挖掘 ? 典型的數(shù)據倉庫體系結構如圖 1012，數(shù)據從多個操作型數(shù)據庫和外部文件中抽取，抽取出來的數(shù)據要進行清理、轉換和集成，然后裝入數(shù)據倉庫中。也就是說，數(shù)據倉庫是一種把收集的數(shù)據轉變成有意義的信息技術。 這一定義指出了數(shù)據倉庫的目標是為了制定管理的決策提供支持信息。在此新體系環(huán)境中數(shù)據倉庫處于核心地位，它是建立決策支持系統(tǒng)的基礎。分析型處理是用于管理人員的決策分析，例如決策支持系統(tǒng)、專家系統(tǒng)和多維分析等，經常要訪問大量的歷史數(shù)據。 ? 4． 1數(shù)據倉庫 ? 計算機系統(tǒng)存在兩類不同的處理： 操作型處理 和 分析型處理 。 4．數(shù)據倉庫與空間數(shù)據挖掘 ? GIS在空間數(shù)據存儲、表達和管理方面的能力已得到廣泛的認可，增強 GIS分析功能，提高 GIS解決地學實際問題的能力已得到共識。 3．專家系統(tǒng) 4．數(shù)據倉庫與空間數(shù)據挖掘 ? 自動數(shù)據采集工具的越來越廣泛的應用，日益豐富的空間和非空間數(shù)據收集和存儲于大空間數(shù)據庫中， 海量的地理數(shù)據 在一定程度上已經超過了人們能夠處理的能力，從這些海量的數(shù)據中提取和發(fā)現(xiàn)地學知識，給當前GIS技術提出了巨大的挑戰(zhàn)。 ? 分類的結果通過地理信息系統(tǒng)進行顯示，當分類結果精確時，系統(tǒng)會自動顯示分類結果。 圖 1011：模糊集 108 12x3 （波段 3 ）105 10x 4 （波段 4 ）隸屬度 隸屬度3．專家系統(tǒng) ? 由于專家對分類規(guī)則非常確定，所以確定性因子為 1。以規(guī)則 r1為例，在劃分水域時不是只取波段 3（ x3）的一個數(shù)值5和波段 4（ x4）中的一個數(shù)值 8作為分類依據，而是用了模糊集的方法允許漸變特征。 ? 下面是一個 基于遙感影象的土地類型專家分類系統(tǒng) 實例。然而，事實上空間類別之間的界限通常是模糊的，是漸變的而不是突變的，所以在空間分類中引入模糊邏輯會提高分類的精度。 3．專家系統(tǒng) ? 3． 3 空間分類專家系統(tǒng)實例 —土地類型分類 ? 空間分類 是 GIS和遙感信息系統(tǒng)最常用的功能，將空間單元歸組分類是智能 GIS的基本功能。 ? 發(fā)推理 ? 非啟發(fā)推理 3．專家系統(tǒng) ? 根據問題求解的推理過程中結論是否精確，知識推理方法可分為精確推理和不精確推理兩類。知識推理方法即邏輯論證方法。 3．專家系統(tǒng) ? 邏輯論證方法 ? 當 知識表示 采用 謂詞邏輯 或其他形式邏輯方法時， 知識推理 也可以采取 邏輯論證方法 。 3．專家系統(tǒng) ? 基于圖的知識表達 ，問題求解的知識推理過程，就是從圖中相當于初始狀態(tài)的出發(fā)節(jié)點到相當于目標狀態(tài)的終止節(jié)點的路線搜索過程，即搜索從初始狀態(tài)有效的轉移到目標所經歷的最優(yōu)的或最經濟的線路，相應的知識推理方法即圖搜索方法。 3．專家系統(tǒng) ? 圖搜索方法 ? 在專家系統(tǒng)的知識表示中，許多基本的、常用的表達方式都具有 “ 圖 ” 的形式，或者可以變換為相應的圖的形式，而且通?？梢杂门c或圖來進行表達。專家系統(tǒng)中的自動推理是知識推理，它是專家系統(tǒng)中問題求解的主要手段。對于不確定性的問題，產生式規(guī)則不能解決問題，需要結合其它的表示方法。Need (1),(2),…,(m)。Need (1)。Need(1),(2),…,(m)。Need(1)。 3．專家系統(tǒng) ? If…,then 語句是從已知條件，推論結果的語句，反之，從結果推出條件稱為 后向式推理 。 ? 4）多對多： If (1), (2), …,(m)。 ? 3）多對一： If (1), (2), …,(m)。也稱為正向式推理，有以下幾種情況： ? 1）一對一： If (1), then (a)。 ” 語句（ If…,Then） 。目前常用的知識表示方法有：產生式規(guī)則、語義網絡法、框架表示法、與或圖法，過程表示法、特征表示法、黑板結構、 Petri網絡法、神經網絡等?，F(xiàn)在理解的人工智能主要是指用計算機完成邏輯推理的過程。人工智能主要的目的是模擬人腦的功能，但是目前人們對人腦的思維過程并不十分清楚，因此人工智能的概念也不可能非常清楚。為了提高知識工程師獲得專家知識的效率，可以借助 “ 知識獲取輔助工具 ” 來輔助專家整理知識或輔助擴充和修改數(shù)據庫。 3．專家系統(tǒng) ? 4）解釋器 ? 解釋器用于作為專家系統(tǒng)與用戶的 “ 人 ——機 ” 接口，其功能是向用戶解釋系統(tǒng)的行為，包括： ? （ 4． 1） 咨詢理解 ? （ 4． 2） 結論解釋 ? 5）知識獲取器 ? 知識獲取是專家系統(tǒng)與專家的 “ 界面 ” 。 ? 2）數(shù)據庫 ? 用來存放系統(tǒng)推理過程中用到的控制信息，中間假設和中間結果。一般的專家系統(tǒng)包括數(shù)據庫，知識庫，推理機，解釋器及知識獲取五個部分組成，它的結構如圖 109所示。專家系統(tǒng)的主要功能取決于大量的知識。模型要在 GIS環(huán)境下運行，還有一個與 GIS數(shù)據結構的兼容性問題。 2．空間決策支持模型 ? 2）按技術條件分類 ? 表 103：決策問題的分類示例 2．空間決策支持模型 ? 空間決策支持系統(tǒng) 除了 模型選擇 的問題外，模型與數(shù)據庫的交互 也是一個重要的問題。 2．空間決策支持模型 ? 模型管理系統(tǒng) 應具有下列 功能 ： ? 幫助用戶選擇與分析有關的模型； ? 對多種類型的模型進行分類和維護以支持各種層次的決策過程； ? 能將模型子模塊組合復雜的模型； ? 提供恰當?shù)臄?shù)據結構滿足查詢、分析、顯示；滿足與數(shù)據庫的嵌入或數(shù)據交換；滿足模型與描述性知識的交流； ? 提供用戶咨詢和結果解釋的友好界面； 2．空間決策支持模型 ? 下面給出一個分類示例： ? 1）決策問題分類 ? 第一級分類： ? 環(huán)境問題 ? 土地利用規(guī)劃問題 ? 資源分配問題 ? 設施配置問題 ? 網絡問題 ? 水文問題 ? 地質問題 ? 海岸線問題 2．空間決策支持模型 ? 假設關心的是網絡問題， 第二級分類 ，如下所示： ? 最短路徑 ? 最少搜索路徑問題 ? 貨郎擔問題 ? 多點通訊問題 ? 運輸問題 ? 商品流問題 ? 對于每個選擇的問題，還可以繼續(xù)細分成更專的類型，如商品流問題，可以繼續(xù)分成單商品和多商品流問題。 2．空間決策支持模型 ? 2． 5 空間決策支持系統(tǒng)的模型管理系統(tǒng) ? 為解決自然和人文過程中出現(xiàn)的各種復雜的空間問題，多年來學者們提出了大量的結構化模型，包括統(tǒng)計方法、數(shù)學模型、啟發(fā)式程序、算法等，這些模型與描述性的知識不同，具有高度結構化的格式和固定的執(zhí)行程序。模型管理系統(tǒng)管理和處理程式知識包括算法、統(tǒng)計程序和數(shù)學模型，它也有一個與專家系統(tǒng)殼的接口，可以通過專家系統(tǒng)殼的元知識進行調用。 2．空間決策支持模型 圖 108：通用空間決策支持系統(tǒng)的結構體系圖 數(shù)據DBMS問題用戶模型MDBMS知識專家專家系統(tǒng)殼2．空間決策支持模型 ? 系統(tǒng)的核心是一個 專家系統(tǒng)殼 ，它可以單獨作為專家系統(tǒng)開發(fā)工具，直接控制著 S