局部动态最优Voronoi图的NNI算法及其在格网数字水深模型中的应用

在分析传统自然邻点插值(NNI)算法局限性的基础上,依据Voronoi单胞和Delaunay三角形的几何特性,提出基于局部动态最优Voronoi图的NNI算法。阐述该算法的基本原理和实现步骤,并在VC++环境下结合多波束测深数据对其在格网数字水深模型(Grid-DDM)中的应用进行了验证。试验表明该算法具有执行效率高、插值精度不丢失等优点。

基于动态类簇形成博弈的属性图聚类方法

以微博、微信为代表的社交网络不仅包含丰富的节点属性信息,还蕴含复杂的网络拓扑信息,这些社交网络通常可被建模为属性图.传统的图聚类方法假设节点属性与网络拓扑共享同一类簇结构.然而,在真实社交网络中,节点属性与网络拓扑所对应的类簇结构并非完全一致.譬如,通过社团发现技术分析新浪微博的好友关注列表能够直观地获取聚集在同一群组的用户集合;而借助文本挖掘技术分析同一群组的用户生成内容却会发现用户讨论话题的分布广泛,体现出差异化的用户偏好特征.如何有效融合属性与拓扑信息对属性图进行聚类是理解、分析和可视化大规模社交网络的关键难题之一.为此,本文将属性图聚类建模为多目标优化问题,提出一种基于动态类簇形成博弈的属性图聚类方法.首先定义一种新颖的中心性指标度量节点的影响力,并提出一种启发式方法初始化属性图类簇质心;其次在动态博弈理论框架下,提出一种贪心的局部搜索策略更新节点类簇标签,并严格证明该局部搜索策略可使类簇结构收敛至局部帕累托最优解;最后设计一种基于多智能体自治计算的属性图聚类算法,该算法无需预设初始类簇个数,且复杂度近似线性于边的数目.为验证本文所提算法的性能,我们依次从三个方面来对其进行测试和评估.首先我们在Google+属性图上对所提算法进行了单独的收敛性分析.我们测试了算法中四个需要优化的目标函数(K-means损失函数、Havrda-Charvat生成熵、负模块度和负紧凑度)在三个不同的Bregman散度(欧氏距离平方、KL散度距离和余弦距离)设置下的收敛性情况.实验结果表明,四个目标函数能在50轮迭代之后达到收敛状态.然后,我们在4个大规模属性图上分别从聚类精度和可扩展性两个方面将本文所提算法与9个基准方法作了充分对比.对比结果表明,本文所提算法在NMI指标下比其它算法所得最优结果高出0.7%;而在AvgF1指标下比大多数算法所得的最优结果高出0.2%.在可扩展性方面,本文所提算法即使在最大规模的Google+属性图上也能在1个小时内计算出聚类结果.最后,我们在小规模PolBK数据集上进行了可视化分析.从可视化结果可以看出,在14轮迭代后本文所提算法就达到了稳定状态,与此同时找到了与真实情况接近的类簇结构.总体实验结果表明,本文方法能够准确发现大规模社交网络潜在的类簇结构,且同已有方法相比具备较好的有效性和高效性.

基于混合动态贝叶斯网络的无人机路径重规划

针对无人机航迹规划的实时重规划能力,研究了局部路径构图的基本原则并提出了一种突发威胁体下无人机局部路径重规划的算法。首先根据不同威胁体的分布情况构造无人机的可飞航路集,用“改进型Voronoi图”表示出来,采用Dijkstra算法求解初始粗略最短路径。在无人机飞行过程中,通过基于混合动态贝叶斯网络的切换线性动态系统模型感知环境,应用Viterbi应用解码算法确定突发威胁体的实时位置及威胁等级,后依据局部路径重规划原则进行寻优,最后应用三次平滑及序列二次规划方法获得实际可飞路径。用Matlab仿真验证,证明了算法有效性。