一种卫星网络国际合作关系挖掘方法及系统技术方案

本发明专利技术提供了一种卫星网络国际合作关系挖掘方法及系统，所述方法以卫星网络资料数据库为依据，构建卫星网络关联关系网络，采用Louvain算法和PageRank算法挖掘出卫星网络国家合作关系；所述国家合作关系包括：合作关系网络的社区分布情况、国家在合作中的重要性和各国在卫星网络工程中的合作业务类型。本发明专利技术将图论应用于卫星网络国际合作关系挖掘，无需先验知识，即可通过图算法自动从ITU卫星网络资料数据库中分析出国家间的隐藏合作关系，节省人力，且在挖掘隐含合作关系上有良好效果。且在挖掘隐含合作关系上有良好效果。且在挖掘隐含合作关系上有良好效果。

【技术实现步骤摘要】
一种卫星网络国际合作关系挖掘方法及系统


[0001]本专利技术属于卫星网络申报资料数据挖掘、卫星网络国际合作关系挖掘与分析领域，具体涉及一种卫星网络国际合作关系挖掘方法及系统。

技术介绍

[0002]近年来，世界各国纷纷就卫星网络资料申报开展合作，比如OneWeb就依托法国、英国、加拿大等多个国家进行了多份卫星网络资料的申报，SpaceX也与挪威进行商业合作获取了两份Ku、Ka频段资料。然而很多合作关系比较隐蔽，大多数卫星网络操作者都不会具体公开自己与他国合作情况。
[0003]卫星网络国际合作关系分析旨在从已有数据中推理、分析出国家间隐蔽的合作关系，包括合作关系整体概况、具体合作业务类型。国际电联(ITU)的卫星网络资料数据库(SRS数据库)是目前卫星网络信息获取的主要来源，当前对其研究与分析大多依赖于人工，但是SRS数据库结构复杂，数据更是将海量式发展，靠人力对已有资料进行关联性分析不够灵活且费时费力。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于克服人力对卫星网络资料数据库进行分析不够灵活且费时费力的缺陷。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术提出了一种卫星网络国际合作关系挖掘方法，所述方法以卫星网络资料数据库为依据，构建卫星网络关联关系网络，采用Louvain算法和PageRank算法挖掘出卫星网络国家合作关系；所述国家合作关系包括：合作关系网络的社区分布情况、国家在合作中的重要性和各国在卫星网络工程中的合作业务类型。
[0006]作为上述方法的一种改进，所述方法包括：
[0007]步骤1：构建卫星网络关联关系网络；关系网络包含两种节点和两种关系，其中两种节点为国家名称和卫星网络资料，两种关系为资料间的链路关联关系和资料与所属国家关系；
[0008]步骤2：挖掘卫星网络国家合作关系；
[0009]其中，根据所挖掘的国家合作关系内容，步骤2又分为：
[0010]步骤2a：粗粒度国家合作关系挖掘；获取国家合作关系网络的社区分布情况以及国家在合作中的重要性；
[0011]步骤2b：细粒度国家合作关系挖掘；获取各国在卫星网络工程中的合作业务类型。
[0012]作为上述方法的一种改进，所述步骤1具体包括：
[0013]步骤1a：查询卫星网络资料数据库，得到所有未废除的卫星网络资料名称、资料申报国家名称；
[0014]步骤1b：查询卫星网络资料数据库，根据链路方向决定星间链路关联关系的方向，得到卫星网络资料间的星间链路关联。
[0015]作为上述方法的一种改进，所述步骤2a具体包括：
[0016]步骤2a
‑
1：构建国家合作关系网络；将每个国家作为一个节点，遍历卫星网络关联关系网络中的每一对卫星相关资料节点，若两份资料所属国家不同，则两个国家间边权重加1，最终节点间的边权重为两个国家存在关联的卫星网络资料组数；
[0017]步骤2a
‑
2：划分合作关系社区；将国家合作关系网络看作一个社交关系网络，初始时，每个国家作为一个节点，每个节点作为一个社区，计算每个社区的模块度Q：
[0018][0019]其中，v、w为两个相连的节点，A
vw
为节点v,w间连边的权重，c
v
,c
w
分别为节点v和w所属社区id，若c
v
＝c
w
，函数δ(c
v
,c
w
)＝1,否则为0，m为网络所有连边权重之和，k
v
为节点v所有连边权重之和，k
w
为节点w所有连边权重之和；
[0020]步骤2a
‑
3：移动节点计算模块度增益；每个节点单独作为一个社区，对于每个节点i，将其移入任意相连节点j所代表的社区C后计算模块度增益ΔQ：
[0021][0022]其中，∑
in
为社区C内部连边权重和，∑
tot
为社区C内节点所有关联边的权重之和，k
i
是点i所有连边权重之和，k
i,in
为节点i与社区C内节点间连边权重之和，m为网络所有连边权重之和；若存在ΔQ＞0,将节点i移动到令ΔQ最大的节点所在社区C；重复本步骤，直至移动任意节点都不存在模块度增益ΔQ＞0；
[0023]步骤2a
‑
4：将步骤2a
‑
3得到的每一个社区看作一个新的节点，将一个社区内部边权重之和看作新节点自我连接权重，相邻两个新节点间连边权重为两个社区之间节点连边权重之和，按照步骤2a
‑
3计算模块度增益ΔQ；
[0024]步骤2a
‑
5：重复步骤2a
‑
3和2a
‑
4，直至社区不再变化，得到卫星网络国际合作关系社群分布图；
[0025]步骤2a
‑
6：评估合作中心度；计算每个节点即国家的合作中心度PR值：
[0026][0027]其中，P
i
是第i个节点，P
j
是第j个节点，是指向节点P
i
的所有节点,L(P
j
)是节点P
j
指向的链接数量，N是节点总数；α为阻尼因子，取值0.85；
[0028]每个国家的合作中心度PR值与该国在合作中的重要性成正比。
[0029]作为上述方法的一种改进，所述步骤2b具体包括：
[0030]步骤2b
‑
1：采用连通分图算法对卫星网络关联关系网络进行节点的聚类划分，得到卫星网络关联关系连通子图；
[0031]步骤2b
‑
2：对卫星网络关联关系连通子图中每一对关联资料，查询卫星网络资料数据库，得到关联资料间的具体合作业务类型。
[0032]作为上述方法的一种改进，所述连通分图算法采用Python中的networkx.connected_components函数进行。
[0033]本专利技术还提供一种卫星网络国际合作关系挖掘系统，所述系统包括：
[0034]构建关系网络模块，用于构建卫星网络关联关系网络；
[0035]挖掘合作关系模块，用于挖掘卫星网络国家合作关系。
[0036]作为上述系统的一种改进，所述挖掘合作关系模块包括：
[0037]粗粒度关系挖掘模块，用于获取国家合作关系网络的社区分布情况以及国家在合作中的重要性；和
[0038]细粒度关系挖掘模块，用于获取各国在卫星网络工程中的合作业务类型。
[0039]本专利技术还提供一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述任一项所述的方法。
[0040]本专利技术还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序当被处理器执行时本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种卫星网络国际合作关系挖掘方法，所述方法以卫星网络资料数据库为依据，构建卫星网络关联关系网络，采用Louvain算法和PageRank算法挖掘出卫星网络国家合作关系；所述国家合作关系包括：合作关系网络的社区分布情况、国家在合作中的重要性和各国在卫星网络工程中的合作业务类型。2.根据权利要求1所述的卫星网络国际合作关系挖掘方法，其特征在于，所述方法包括：步骤1：构建卫星网络关联关系网络；关系网络包含两种节点和两种关系，其中两种节点为国家名称和卫星网络资料，两种关系为资料间的链路关联关系和资料与所属国家关系；步骤2：挖掘卫星网络国家合作关系；其中，根据所挖掘的国家合作关系内容，步骤2又分为：步骤2a：粗粒度国家合作关系挖掘；获取国家合作关系网络的社区分布情况以及国家在合作中的重要性；步骤2b：细粒度国家合作关系挖掘；获取各国在卫星网络工程中的合作业务类型。3.根据权利要求2所述的卫星网络国际合作关系挖掘方法，其特征在于，所述步骤1具体包括：步骤1a：查询卫星网络资料数据库，得到所有未废除的卫星网络资料名称、资料申报国家名称；步骤1b：查询卫星网络资料数据库，根据链路方向决定星间链路关联关系的方向，得到卫星网络资料间的星间链路关联。4.根据权利要求2所述的卫星网络国际合作关系挖掘方法，其特征在于，所述步骤2a具体包括：步骤2a
‑
1：构建国家合作关系网络；将每个国家作为一个节点，遍历卫星网络关联关系网络中的每一对卫星相关资料节点，若两份资料所属国家不同，则两个国家间边权重加1，最终节点间的边权重为两个国家存在关联的卫星网络资料组数；步骤2a
‑
2：划分合作关系社区；将国家合作关系网络看作一个社交关系网络，初始时，每个国家作为一个节点，每个节点作为一个社区，计算每个社区的模块度Q：其中，v、w为两个相连的节点，A
vw
为节点v,w间连边的权重，c
v
,c
w
分别为节点v和w所属社区id，若c
v
＝c
w
，函数δ(c
v
,c
w
)＝1,否则为0，m为网络所有连边权重之和，k
v
为节点v所有连边权重之和，k
w
为节点w所有连边权重之和；步骤2a
‑
3：移动节点计算模块度增益；每个节点单独作为一个社区，对于每个节点i，将其移入任意相连节点j所代表的社区C后计算模块度增益ΔQ：其中，∑
in
为社区C内部连边权重和，∑
tot
为社区C内节点所有关联边的权重之和，k
i
是点i所有连边权重之和，k...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈志敏，黄浩宁，孙云龙，高翔，张晓燕，徐聪，
申请(专利权)人：中国科学院国家空间科学中心，
类型：发明
国别省市：