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工业取用水监测奇异数据挖掘与重构方法

2019-09-25分类号:TP311.13;TP18;TU991

【作者】张峰  宋晓娜  万毅  
【部门】山东理工大学管理学院  水利部水资源管理中心  
【摘要】提高工业取用水监测数据质量是目前国家水资源监控能力建设的重要内容,而奇异值问题已成为影响监测数据质量的关键短板。本文在解析现阶段工业取用水监测数据奇异值主要类型基础上,以国家水资源管理系统数据库中工业取用水监测数据为样本,利用小波变换模极大值模型提取工业取用水监测数据时频变化特征,并利用傅里叶函数对其残差序列进行修正,进而运用相对误差控制方法挖掘监测数据奇异值。在此基础上,采用混沌粒子群优化的最小二乘支持向量机模型重构填补奇异值数据。研究结果表明:小波变换模极大值模型能够较好地提取工业取用水监测数据序列的时频变化特征,但是同时容易导致监测数据的信息损失,利用傅里叶函数对小波变换进行残差修正则可进一步提升取用水监测数据序列的特征提取效果;以小波变换模极大值特征序列为基础,通过相对误差控制可实现对监测数据奇异值的高效挖掘;对于挖掘出的奇异值重构填补问题,可选取混沌粒子群优化的最小二乘支持向量机模型,其重构精度要优于多项式曲线拟合等传统统计学方法和普通最小二乘支持向量机模型。上述工业取用水监测数据奇异值挖掘重构策略为现阶段国家水资源监控能力建设的推进提供了重要技术方法支持。
【关键词】工业取用水  数据挖掘  小波变换模极大值  数据重构
【基金】国家自然科学基金重点项目“面向智慧城市的水资源多元数据融合与建模方法研究”(U1501253);; 广东省科技计划项目“水资源大数据综合应用平台及产业化”(2016B010127005);; 中央分成水资源费项目“水资源管理相关数据挖掘技术研究”(2016H22SK041)的资助
【所属期刊栏目】统计研究
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