【摘 要】
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时空数据是将拥有专题属性的数据增加了空间属性和时间信息而来,时空异常是指专题属性值严重偏离其时间或（和）空间邻近域内参考实体的时空实体,时空异常探测即是用某种方法寻找时空数据中的时空聚集区。时空异常区的研究有助于了解时空数据的分布变化和时空热点的移动特征,可以发现潜在有用的信息与规律。时空异常探测的常用方法亦由空间异常探测的方法拓展而来,其中时空扫描统计方法是时空异常探测最常用的方法之一,本文主要
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时空数据是将拥有专题属性的数据增加了空间属性和时间信息而来,时空异常是指专题属性值严重偏离其时间或（和）空间邻近域内参考实体的时空实体,时空异常探测即是用某种方法寻找时空数据中的时空聚集区。时空异常区的研究有助于了解时空数据的分布变化和时空热点的移动特征,可以发现潜在有用的信息与规律。时空异常探测的常用方法亦由空间异常探测的方法拓展而来,其中时空扫描统计方法是时空异常探测最常用的方法之一,本文主要对地理时空异常区扫描统计方法进行研究,主要内容包括:（1）算法的研究:提出了引力搜索算法（Gravitational Search Algorithm,GSA）的两种改进方法:融合混沌优化和粒子群算法的记忆性思想改进的引力搜索算法（Chaotic PSO GSA,CPGSA）,优化引力搜索算法的速度项,利用混沌序列代替合力计算和速度更新时的随机序列,改进了算法迭代后期不易收敛的问题;融合局部搜索思想改进的引力搜索算法（Local GSA,LGSA）,使用心理搜索过程作为局部搜索的邻域动作,改进了算法迭代后期局部寻优能力不足的缺点,其中使用23个标准测试函数对LGSA算法的测试结果表明,LGSA的性能比GSA有了很大的提升。（2）时空扫描窗口的设计:实现了3种不同时空扫描窗口的设计,分别为:直圆柱状时空扫描窗口、倾斜圆柱状时空扫描窗口、半径可变圆柱状时空扫描窗口,并针对每种扫描窗口分别使用人工生成的测试数据集Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ进行性能测试评价,结果表明,3种形状的时空扫描窗口对它们相对应形状的时空异常有非常好的探测能力,3种窗口的设计提高了对不规则形状异常区域的探测能力。（3）算法的应用:数据采用全国2016年手足口病数据集、广东省2009年手足口病数据集与山东省2016年和2017年PM2.5数据集,利用3种时空扫描窗口和kulldorff方法进行时空异常探测,探测结果表明:针对全国2016年手足病的数据集,半径可变圆柱状扫描窗口的探测结果更好,针对广东省2009年手足口病数据集、山东省2016年和2017年PM2.5数据集,倾斜圆柱状扫描窗口的探测结果更好。
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