[发明专利]一种GIS异常数据的检测方法

权利要求书

1.一种GIS异常数据的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)、GIS异常数据预处理

对存储GIS异常数据的数据表进行按行读取，再以每一行中单个GIS异常数据为单位，将每一行GIS异常数据分割为一个数组，并取数组长度；

以数据表表头规定长度为标准，判断每一个数组长度是否出现异常，如果出现异常，则将数组长度小于表头规定长度的数组，在数组尾部补空字符，使其长度相等，或者将数组长度大于表头规定长度的数组，在数组尾部截掉大于表头规定长度的部分，使其长度相等；如果未出现异常，则保持不变；

(2)、数据表中存储的坐标数据并处理

读取数据表中坐标数据，包括经度和纬度，统一成[经度,纬度]的形式，再将[经度,纬度]统一为浮点数；

比较[经度,纬度]中经度数值与纬度数值的大小，如果经度数值小于纬度数值，则将经度数值与纬度数值交换位置，否则保持不变；

(3)、对经度数值(longitude)与纬度数值(latitude)的范围做判断

设给定区域的经度范围为(lng_min，lng_max)，纬度范围为(lat_min，lat_max)；

将不满足lng_minlongitudelng_max且lat_minlatitudelat_max的经纬度值全部置空，将满足上述条件的经纬度值存放在数组X中，X＝{x₁,x₂,…,x_n}，共计n组满足上述条件的经纬度值，x_n为第n组满足上述条件的经纬度值；

(4)、建立孤立森林异常检测模型

(4.1)、建立单棵孤立树

随机选择一个属性值q和分割值P，通过递归方法分割数组X，直到满足：孤立树达到设定的高度限制，且子节点中仅有一个数据，从而建立起单棵孤立树；

(4.2)、建立孤立森林

重复执行步骤(4.1)s次，得到s棵孤立树，再将这s棵树组成孤立森林，得到孤立森林异常检测模型；

(5)、利用孤立森林异常检测模型进行GIS异常数据的检测

(5.1)、计算待检测数据d的路径长度

把待检测数据d在每一棵孤立树中遍历，从每棵树的根节点开始，按照构建该棵孤立树时选择的属性值q和分割值P从根节点到叶子节点，其中，如果某一棵孤立树中属性值q小于分割值P，则待检测数据d遍历到左子树，否则待检测数据d遍历到右子树，直到达到叶子节点，并记录这过程中所走过的边的数量，得到单棵孤立树的路径长度h(d)；

(5.2)、利用数组X计算变量c(n)；

c(n)＝2H(n-1)-(2(n-1)/n)

其中，H(n)＝ln(n)+k，ln()表示以自然数e为底数的对数，k为欧拉常数；

(5.3)、计算待检测数据d的异常分数ξ；

其中，E(h(d))是遍历所有孤立树后得到的平均路径长度；

(5.4)、利用异常分数ξ判断待检测数据d是否出现异常；

如果异常分数ξ∈[0.5,1)，则判定待检测数据d为异常数据；

如果异常分数ξ(0,0.5)，则判定待检测数据d为正常数据，并增加到数据库中。