基于相似性度量的复杂系统监测数据的可视化方法技术方案

技术编号:10472135 阅读:131 留言:0更新日期:2014-09-25 10:43
基于相似性度量的复杂系统监测数据的可视化方法,属于复杂系统技术领域,本发明专利技术为解决复杂系统测试数据往往具有维度高、尺度大的特性,是典型的高维多元数据,可视化分析难度大的问题。本发明专利技术方法包括以下步骤:第一步:构造映射图;第二步:计算权重;第三步:特征映射,将复杂系统监测数据X为m类n维矩阵降维,将高维数据降到人眼可见的二维或三维,在可见空间中观察数据点之间的结构关系,从而实现高维数据可视化呈现。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种高维数据降维的方法,属于卫星等复杂系统

技术介绍
随着国防以及国民生产建设的需要,我国对各类航空、航天器或卫星等大型复杂 系统的需求越来越多,为了确保各类系统的高可靠性和长寿命,各类型号任务从设计、实 验、研制、生产以及运行的各个阶段,需要对大量的工程参量进行测量或监测,从而产生大 量甚至海量测试、监测数据,对这些测试数据进行有效的分析和挖掘,能够对系统运行状 态、健康状况进行综合的把握和评估,从而为系统的维护提供有效的信息支持。对大型复杂 系统测试监测数据进行可视化分析是一种有效的方式。可视化分析利用人脑对图形信息的 理解更加直观的特性,往往能够挖掘出一些常规方法无法挖掘到的信息。对复杂系统测试 监测数据进行可视化地呈现以及分析,能够直观地呈现系统运行状态、检测系统非正常状 态(异常或故障)、挖掘系统异常模式等,从而为系统的自动测试、诊断、预测以及健康管理 提供信息支持。然而,复杂系统测试数据往往具有维度高、尺度大的特性,是典型的高维多 元数据,可视化分析难度大。同时高维多元数据的可视化呈现和分析同时也是诸多领域共 同面临的难题。
技术实现思路
本专利技术目的是为了解决复杂系统测试数据往往具有维度高、尺度大的特性,是典 型的高维多元数据,可视化分析难度大的问题,提供了一种基于相似性度量的复杂系统监 测数据的可视化方法。 本专利技术所述,该方法包括以下 步骤: 步骤一、采集复杂系统监测数据,复杂系统监测数据X为m类η维矩阵,即nXm矩 阵X{xi, x2,…,xm},Xi, X」e Rn, i, j = 1,2,…m,Xi, X」为η维列向量,Rn为η维实数集; 步骤二、根据本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于相似性度量的复杂系统监测数据的可视化方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:步骤一、采集卫星遥测数据,卫星遥测数据X为m类n维矩阵,即n×m矩阵X{x1,x2,…,xm},xi,xj∈Rn,i,j=1,2,…m,xi,xj为n维列向量,Rn为n维实数集;步骤二、根据Wij=e-||xi-xj||22σ2,xi,xj∈C(xi,xj)0,xj,xj∉C(xi,xj)]]>求取权重矩阵W的第i行第j列因子Wij,根据Wij构建权重矩阵W=W11···W1m······Wij······Wn1···Wnm;]]>式中:σ为调节参数;xi,xj∈C(xi,xj)表示xi,xj属于同一簇;表示xi,xj不属于同一簇;步骤三、根据求取对角矩阵D第第i行第i列因子Dii,根据Dii构建对角矩阵D=D110···00D22······0···Dii···0······0···Dmm;]]>步骤四、根据公式L=D‑W获取拉普拉斯矩阵L;步骤五、根据公式XLXTak=λkXDXTak获取映射矩阵A的因子ak和特征值λk,k=0,1,2,....,l‑1,根据特征值从小到大的顺序进行排序λ0<L<λl‑1,矩阵因子ak按与特征值对应的顺序构建映射矩阵A=(a0,a1,…,ak,…,al‑1),l=2或3;步骤六、根据映射矩阵A将卫星遥测数据X从m维空间降为l维空间,降维后的数据为Y{y1,y2,…,ym},yi∈Rl,i=1,2,…m,yi为l维列向量,yi=ATxi,Rl为l维实数集;降维后的数据Y对卫星遥测数据进行可视化呈现。...

【技术特征摘要】
1. 基于相似性度量的复杂系统监测数据的可视化方法,其特征在于,该方法包括以下 步骤: 步骤一、采集卫星遥测数据,卫星遥测数据X为m类η维矩阵,即nXm矩阵X {Xl,^,… ,xm},Xi, Xj e Rn, i, j = 1,2,…m,Xi, Xj 为 η 维列向量,Rn 为 η 维实数集; 步骤二、根据求取权重矩阵W的第i行第j列因子Wy 根据构建权重矩阵式中:σ为调节参数;Xi, Xj e C(Xi, χ」)表示Xi, χ」属于同一簇;S ,x;)表示 Xi, Xj不属于同一簇; 步骤三、根据= f 求取对角矩阵D第第i行第i列因子,根据Dn构建对角矩 阵步骤四、根据公式L = D-W获取拉普拉斯矩阵L ; 步骤五、根据公式XLXTak = λ kXDXTak获取映射矩阵A的因子ak和特征值λ k...

【专利技术属性】
技术研发人员:刘大同彭宇印姗梁军李君宝
申请(专利权)人:哈尔滨工业大学
类型:发明
国别省市:黑龙江;23

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