地理空间异常探测理论与方法

地理空间异常探测是地理空间数据挖掘领域的一个重要研究内容和前沿研究方向，已广泛应用于地理学、地质学、气象学、公共安全及公共卫生等诸多领域。本书基于地理空间/时空数据的基本特征、性质及隐含的不同类型异常，提出了以“空间异常→时空异常→实时异常、一元异常→二元异常→多元异常、异常探测→异常关联→异常演化”为核心的地理空间异常研究框架，并以位置、属性、时间信息为基础，根据不同类型的地理空间数据分门别类地对异常探测方法进行阐述，包括基于位置信息的空间异常探测、基于位置和属性信息的空间异常探测、时空轨迹异常探测和时空序列异常探测及地理空间异常可靠性分析。本书注重基本概念、模型方法、应用案例相结合，结构严谨、内容翔实、理论方法新颖。本书可作为地理信息系统及相关专业高年级本科生、研究生、高校教师及研究人员的参考用书。

“地球观测与导航技术丛书”编写说明
前言
第1章绪论1
1.1研究背景1
1.2研究意义3
1.3地理空间异常研究概况4
1.4地理空间异常研究框架6
1.5本书的内容组织8
1.6本章小结10
参考文献10
第2章地理空间异常的定义与分类描述13
2.1引言13
2.2事务型数据异常的定义与分类13
2.3空间数据的分类与表达15
2.3.1空间数据的分类15
2.3.2空间数据的特征15
2.3.3空间数据的表达16
2.3.4空间邻域的构建18
2.4空间异常的定义与分类描述20
2.4.1空间异常的定义20
2.4.2空间异常的分类描述20
2.5时空数据的分类与表达22
2.5.1时空数据的分类22
2.5.2时空数据的特征23
2.5.3时空数据的表达24
2.5.4时空邻域的构建25
2.6时空异常的定义与分类描述26
2.6.1时空轨迹异常的定义与分类描述26
2.6.2时空序列异常的定义与分类描述26
2.7本章小结29
参考文献29
第3章基于位置信息的空间异常探测32
3.1引言32
3.2基于统计的异常探测33
3.2.1参数统计探测法33
3.2.2非参数统计探测法35
3.3基于邻近关系度量的异常探测40
3.3.1欧氏距离度量探测法40
3.3.2角度度量探测法42
3.3.3局部密度度量探测法43
3.4基于聚类分析的异常探测47
3.4.1直接探测法47
3.4.2间接探测法48
3.5基于层次约束不规则三角网的异常探测50
3.5.1同类空间点事件探测法50
3.5.2两类空间点事件探测法56
3.5.3实例分析61
3.6本章小结71
参考文献71
第4章基于位置和属性信息的空间异常探测74
4.1引言74
4.2基于变量关系可视化的异常探测76
4.3基于属性距离度量的异常探测77
4.3.1空间距离等权探测法78
4.3.2空间距离加权探测法79
4.4基于密度估计的异常探测80
4.4.1局部密度探测法81
4.4.2高斯核密度探测法83
4.5基于聚类分析的异常探测86
4.5.1直接探测法87
4.5.2间接探测法88
4.6基于智能计算的异常探测90
4.6.1随机游走模型探测法90
4.6.2自组织映射神经网络探测法92
4.7基于图论的异常探测94
4.7.1K邻近图探测法95
4.7.2图论-密度耦合探测法96
4.7.3实例分析106
4.8本章小结111
参考文献111
第5章时空轨迹异常探测113
5.1引言113
5.2时空轨迹形状异常探测114
5.2.1轨迹划分探测法114
5.2.2方向-密度度量探测法116
5.2.3格网计数探测法117
5.3时空轨迹分布异常探测119
5.3.1距离度量探测法119
5.3.2PCA探测法120
5.3.3扫描统计探测法122
5.3.4时空聚类探测法122
5.3.5实例分析126
5.4本章小结129
参考文献129
第6章时空序列异常探测131
6.1引言131
6.2基于属性距离度量的异常探测132
6.2.1时空分治探测法132
6.2.2时空一体化探测法134
6.3基于空间扫描统计的异常探测136
6.4基于聚类分析的异常探测139
6.4.1多尺度模糊探测法139
6.4.2密度聚类探测法140
6.5基于尺度空间的多尺度异常探测141
6.5.1尺度空间理论142
6.5.2改进的尺度空间聚类法143
6.5.3基于尺度空间聚类的多尺度异常探测145
6.6基于动态时空建模的异常探测146
6.6.1动态时空建模探测法147
6.6.2实例分析156
6.7本章小结179
参考文献179
第7章地理空间异常的可靠性分析182
7.1引言182
7.2基于关联规则挖掘的地理空间异常可靠性分析183
7.2.1基于Voronoi图的空间关联规则挖掘方法183
7.2.2基于事件影响域的时空关联规则挖掘方法185
7.3基于遥相关模式挖掘的地理空间异常可靠性分析187
7.3.1层次聚类分区-时间延迟法188
7.3.2尺度空间分区-滑动时间窗口法189
7.3.3实例分析192
7.4基于环境相似性的地理空间异常可靠性分析202
7.4.1地理环境相似性202
7.4.2地理空间异常显著性检验方法203
7.4.3实例分析207
7.5本章小结214
参考文献214
第8章总结与展望218
8.1总结218
8.2研究展望219
彩图