[发明专利]一种基于多源物联网位置感知的时空关系分析系统

权利要求书

1.一种基于多源物联网位置感知的时空关系分析系统，自下而上包括感知层、数据处理层、网络层、应用层，其特征在于：

所述感知层包括多种终端设备，所述终端设备可以采集时空数据并为数据处理层提供原始时空数据；

所述数据处理层包括分布式数据处理平台、数据处理框架、关系型数据库；所述数据处理层接收来自感知层的时空数据，并将所述感知层的时空数据过滤、清洗，按照时空关联规则对数据进行挖掘，然后存储到时空数据库中，并为网络层提供访问接口；

所述网络层可访问数据处理层的数据，并为应用层提供传输通道；

所述应用层通过网络层访问时空数据库。

2.根据权利要求1所述的一种基于多源物联网位置感知的时空关系分析系统，其特征在于，所述数据处理层还包括异构数据转换模块，所述异构数据模块将所述感知层采集到的时空数据转换为标准格式的数据。

3.根据权利要求1所述的一种基于多源物联网位置感知的时空关系分析系统，其特征在于，所述数据处理层包括Hadoop分布式平台、Spark大数据处理框架、Oracle关系型数据库；所述Hadoop分布式平台采用HDFS文件系统对数据进行分布式存储，所述Spark大数据处理框架采用Hive分布式数据仓库对感知层的数据清洗、过滤、删除冗余。

4.根据权利要求1所述的一种基于多源物联网位置感知的时空关系分析系统，其特征在于，所述数据处理层还包括异常过滤器、业务过滤器、时间过滤器，所述异常过滤器对感知层的时空数据进行异常冗余数据的检验，对重复的数据、基于服务的数据长度是否一致进行判断；

所述业务过滤器按照业务定义的规则对终端、时间、地点、信息中存在异常的孤立数据进行业务判定，对于不匹配的数据进行过滤处理；

所述时间过滤器根据数据的时间记录进行过滤，可根据业务要求指定时间范围，对不在该时间范围的数据进行过滤。

5.根据权利要求1至3任一项所述的一种基于多源物联网位置感知的时空关系分析系统，其特征在于，所述时空数据包括：网点感知时空数据、网点时空数据、时空关联数据；所述网点时空数据、时空关联数据存储于Oracle关系数据库中；所述网点感知时空数据通过异构数据转换模块导入HDFS分布式文件系统。

6.一种基于多源物联网位置感知的时空关系分析系统的时空数据挖掘方法，依次包括数据准备阶段、数据的挖掘阶段和数据结果的解释和评估阶段，其特征在于，所述数据准备阶段定义数据挖掘训练数据的信息，具体包括确定维度信息、数据均值化处理、确定交叉验证参数；

所述数据挖掘阶段根据业务需求，设计数据挖掘算法然后应用海量数据，通过算法训练模型。

7.根据权利要求6所述的一种基于多源物联网位置感知的时空关系分析系统的时空数据挖掘方法，其特征在于，所述训练模型包括时空关联、时空同现模式挖掘、时空聚类、时空分类、时空轨迹频繁；

所述时空关联从大量的时空数据中挖掘出有价值的描述数据项之间相互联系的有关知识；所述时空关联规则包括空间约束又有时态约束的关联规则；

所述时空同现模式挖掘是对复杂时空数据提取同现模式的过程；所述时空同现模式是在同位模式的基础上添加了时空符合兴趣度形成的模式；所述时空同现模式在时空维下，不同对象类型子集的实例在一些时间段中在空间上是相互邻近的或符合某种空间关系的；

所述时空聚类指基于空间和时间相似度把具有相似行为的时空对象划分到同一组中；

所述时空分类基于时空对象的特征构建分类模型来预测时空对象所属类别或对象所在具体空间位置；

所述时空轨迹频繁挖掘时空轨迹关联的信息。

8.根据权利要求7所述的一种基于多源物联网位置感知的时空关系分析系统的时空数据挖掘方法，所述时空关联的具体步骤为：

将含有时间约束和空间约束的数据源首先按照空间位置进行整理,生成信息/地址对,然后根据Apriori算法生成侯选项集,由侯选项集生成频繁项集,直到频繁项集不能生成更长的侯选项集为止；

再把时间因素加入信息/地址对进去,将时间区间用一个适宜的推广因子进行推广,得出相应的含有地址约束的项目与扩展时间区间的元素对,当项目/地址对落入相同的推广时间区间内,则产生关联规则,即含有时空约束的关联规则。