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基于邻近图的点群层次聚类方法的研究

测绘学报 2008年第2期37卷 256-261页

作者：郭庆胜郑春燕胡华科武汉大学资源与环境科学学院嘉应学院地理系广东梅州514015

空间聚类是点状空间目标群在地图综合中必须解决的问题。分析点群的几种常用邻近图的特征及其层次关系,并基于原始的点集合生成的DT构建相应的GG,UG,MST和NNG,然后在所选择的密度适应性约束、距离适应性约束和偏差适应性约束这三种条件... 详细信息

空间聚类是点状空间目标群在地图综合中必须解决的问题。分析点群的几种常用邻近图的特征及其层次关系,并基于原始的点集合生成的DT构建相应的GG,UG,MST和NNG,然后在所选择的密度适应性约束、距离适应性约束和偏差适应性约束这三种条件下,利用所生成的邻近图进行了点群的层次聚类。研究并改进现有的点状空间目标群的无监督层次聚类方法,并通过实例验证该算法的可行性。

关键词：空间聚类邻近图点群适应性约束

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基于邻近图的道路网络特征分析

测绘通报 2017年第8期 80-83页

作者：王少华钟耳顺廖华军左尧蔡文文龙亮中国科学院地理科学与资源研究所北京100101 北京超图软件股份有限公司北京100015 北京市地理信息核心软件与应用工程技术研究中心北京100015

基于邻近图理论针对北京道路网络数据并结合道路网络特征参数进行了试验分析,进而研究了北京道路网络特征。结果表明,相关邻近图能较好地反映北京道路网络特征,基于邻近图分析道路网络特征为道路网络分析提供了理论支撑。

关键词：邻近图道路网络空间分析空间索引

基于邻近图的三维WSN拓扑控制算法的研究与仿真

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基于邻近图的三维WSN拓扑控制算法的研究与仿真

作者：梁理广西大学

学位级别：硕士

三维无线传感器网络(Wireless Sensor Network, WSN)技术的瓶颈问题是能耗问题,而拓扑控制作为无线传感器网络的MAC层和网络层的运行平台,对无线传感器网络的能耗起着非常重要的影响。网络拓扑保持较多的能耗最低路径,往往使得节点度较... 详细信息

三维无线传感器网络(Wireless Sensor Network, WSN)技术的瓶颈问题是能耗问题,而拓扑控制作为无线传感器网络的MAC层和网络层的运行平台,对无线传感器网络的能耗起着非常重要的影响。网络拓扑保持较多的能耗最低路径,往往使得节点度较高,这意味着传输信号之间容易产生干扰和冲突,从而导致数据包需要多次重发而消耗大量的能量;网络拓扑保持稀疏时,虽然有利于降低数据重传所消耗的能量,但低节点度使得节点无法选择能耗最低路径进行转发数据,从而增大了能耗。所以,在保持能耗最低路径和稀疏性之间需要一个平衡点,但是在不同应用场合平衡点又有所不同。因此,本文主要研究节点度可调的拓扑控制算法,采用三维邻近图作为构造网络拓扑的理论依据,使得三维网络拓扑能够在保留能耗最路径和稀疏性这两个优化目标之间进行转变。具体研究内容如下： (1)分析了与保留能耗最低路径和稀疏性相关的三维邻近图,组合了具有能耗扩展因子为1的GG3D图和存在最大节点度上限的RNG3D图,提出了一种新的三维邻近图NGr3D,并证明和分析了NGr3D所具有四个的性质,表明了NGr3D具备一定的可调节性,能够通过参数r调节网络节点度,使得三维网络拓扑在保留能耗最低路径和稀疏性这两个优化目标之间进行动态调节。 (2)采用NGr3D图作为构造网络拓扑的依据,提出了两种拓扑控制算法：一种是三维同构网络中的NGTC算法,实例分析和仿真实验表明了该算法在不同网络规模中,都能够通过参数r有效地调节网络节点度,且具有良好的可调节范围,解决了同构网络中保持能耗最低路径和网络稀疏性的权衡问题;另一种三维异构网络中的INGTC算法,结合考虑由通信能力和节点能量异构引起的问题,在路径损耗的基础上引入了能量因子,通过性能分析和仿真实验,表明了INGTC算继承了同构网络中的良好可调节性法,解决了异构网络中保持能耗最低路径和网络稀疏性的权衡问题,同时均衡了节点的能耗,达到了延长网络生命周期的目标。

关键词：无线传感器网络三维拓扑控制邻近图

基于邻近图的无线传感器网络低功耗拓扑控制算法设计

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基于邻近图的无线传感器网络低功耗拓扑控制算法设计

作者：张建轶北京理工大学

学位级别：硕士

拓扑控制是无线传感器网络研究中的核心问题之一.拓扑控制对于延长网络的生存时间、减小通信干扰、提高MAC(media access control)协议和路由协议的效率等具有重要意义。本文全面阐述了拓扑控制技术的研究进展,分析讨论了基于邻近图的... 详细信息

拓扑控制是无线传感器网络研究中的核心问题之一.拓扑控制对于延长网络的生存时间、减小通信干扰、提高MAC(media access control)协议和路由协议的效率等具有重要意义。本文全面阐述了拓扑控制技术的研究进展,分析讨论了基于邻近图的拓扑控制图形的性质,讨论了拓扑图形与功耗控制之间的关系以及相关的特性。本文以XTC算法为基础,提出了一种新的构造类似于邻近图RNG拓扑结构的新的算法NITC以及改进算法NITC-E。算法的基本思路是基于使用公共节点数量作为节点距离的度量,对节点的按照距离进行排序并以此构造类似于RNG的网络拓扑控制结构。该算法有如下特点:1.不需要任何节点位置和距离信息。2.算法简单,易于实现。3.具有较好的效率,在节点均匀随机分布下,平均来看,当节点密度较大时,NITC-E的功耗扩展因子只比RNG的1.05左右高10%-15%。本文从平面距离扩展因子,功耗扩展因子,节点度等方面给出了算法的性能分析。

关键词：无线传感器网络拓扑控制邻近图 XTC 节点间公共节点个数 NITC

基于邻近图的无线传感器网络有毒气体检测算法的研究

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基于邻近图的无线传感器网络有毒气体检测算法的研究

作者：孙志宏武汉工程大学

学位级别：硕士

随着传感器制造技术和无线网络通信技术的发展和成熟,让小型化、高集成和多功能的传感器节点的使用成为现实。这些具有信息感知、数据处理和无线通信能力的传感器节点通过自组织连接形成无线传感器网络,合作感知、收集和处理并传输各种... 详细信息

随着传感器制造技术和无线网络通信技术的发展和成熟,让小型化、高集成和多功能的传感器节点的使用成为现实。这些具有信息感知、数据处理和无线通信能力的传感器节点通过自组织连接形成无线传感器网络,合作感知、收集和处理并传输各种自然界的环境数据。有毒气体作为连续目标的一种特殊情况,有着易扩散,无色无味等特性,且传感器节点的感知范围通常是有限的,因此有毒气体扩散的外边界边界很难确定。有毒气体具有一定危险性,浓度值达到一定值时会对工作人员生命安全带来严重威胁。因此仅仅确定有毒气体的内边界区域是不够的,还需要确定出有毒气体扩散边界区域,从而知道毒气泄漏危险区域。本文研究的目的是利用无线传感器网络节点协作感知,提出一种有毒气体泄露危险区域检测方法,确定出整个石化工厂危险危险区域范围。为了更准确地对有毒气体检测和计算有毒气体泄漏危险区域面积,本文引入平面邻近图。平面邻近图是由一个复杂的网络拓扑图,根据某种规则切割成一个个清晰可见的Face组成的平面图形,方便计算有毒气体的泄漏危险区域面积。为了探究平面化邻近图对于有毒气体危险区域检测的影响,本文使用了GG、RNG、Del、LDel和YG五种不同的平面邻近图进行比较研究。同时本文还探究了不同的节点密度和不同的有毒气体扩散半径对于有毒气体泄漏危险区域检测的影响。最后本文还考虑了节点失效场景,探究了在节点失效场景对有毒气体泄漏危险区域面积的影响。仿真实验结果表明,不同的平面邻近图对于有毒气体泄漏危险区域检测的影响是不同的,YG平面邻近图所检测到的危险区域面积更小,检测精确度更精确;不同的节点密度对有毒气体泄漏危险区域也是有影响的,随着节点数量的密集,精确度将会提高,但当节点密度到达一定值时对精确度的影响甚微;不同的有毒气体扩散半径值对有毒气体泄漏危险区域也是有影响的,随着扩散半径值的增加,精确度越低;节点失效后,检测到的危险区域面积增大,精确度降低;不同的节点失效比例对有毒气体泄漏危险区域面积也是有影响的,随着失效比例增大,精确度越低。仿真实验结果可以用于指导我们在实际工作中更好的部署传感器节点和更精确的检测有毒气体。

关键词：无线传感器网络邻近图边界区域定位有毒气体检测

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基于邻近图拓扑构造算法的仿真设计

绥化学院学报 2020年第2期40卷 158-160页

作者：陈功平王红六安职业技术学院信息与电子工程学院安徽六安237000

无线传感器网络技术在当今社会的应用日趋广泛.拓扑控制目前来看是无线传感器网络范围的研究重点之一.基于此,对无线传感器网络以及拓扑控制的概念、研究现状以及研究意义的探析,同时对基于邻近图的主流拓扑控制算法进行了总结.通过OMNE... 详细信息

无线传感器网络技术在当今社会的应用日趋广泛.拓扑控制目前来看是无线传感器网络范围的研究重点之一.基于此,对无线传感器网络以及拓扑控制的概念、研究现状以及研究意义的探析,同时对基于邻近图的主流拓扑控制算法进行了总结.通过OMNET++软件仿真建模,设计出基于DRNG与DLSS拓扑控制算法的网络模型,同时提出改进和优化.实验结果显示,构建的合理拓扑算法通过控制节点的功率,可以减少了节点能耗,延长网络生命周期,从而能够提高MAC(media access control)协议和路由协议的工作效率.

关键词：无线传感器网络拓扑控制邻近图 DRNG DLSS

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基于移动传感器网络的节能目标跟踪

自动化学报 2007年第11期33卷 1156-1162页

作者：李莹莹张衡阳刘云辉香港中文大学机械与自动化工程系网络传感器与机器人实验室国防科技大学电子科学与工程学院智能感知联合研究中心

首先证明最小化移动传感器网络的目标跟踪能耗是NP完全问题,并基于邻近图理论提出一种近似最优的分布式引导跟随算法.每一时刻离目标预测位置中心较近的节点引导较远处节点向中心移动,逐步覆盖目标下一时刻可能在的区域,整个网络在跟踪... 详细信息

首先证明最小化移动传感器网络的目标跟踪能耗是NP完全问题,并基于邻近图理论提出一种近似最优的分布式引导跟随算法.每一时刻离目标预测位置中心较近的节点引导较远处节点向中心移动,逐步覆盖目标下一时刻可能在的区域,整个网络在跟踪全程保持连通.证明该算法的节点运动能耗在数值上逼近最小能耗.仿真结果进一步验证了该方案的有效性.

关键词：移动传感器网络 NP完全邻近图网络连通

地图自动综合中Beams移位算法的实现与改进

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武汉大学学报（信息科学版） 2016年第4期41卷 450-454,540页

作者：刘远刚郭庆胜孙雅庚杨乃郑春燕武汉大学资源与环境科学学院湖北武汉430079 长江大学地球科学学院湖北武汉430100 武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室湖北武汉430079 中国地质大学(武汉)信息工程学院湖北武汉430074 嘉应学院地理科学与旅游学院广东梅州514015

地图自动综合中,基于Beams模型的全局最优化移位算法通过借鉴材料力学中杆件结构的移位和变形,模拟地图上空间目标(群)在移位操作中的传递性和衰减性,从而较好地保持地图目标(群)的形状、空间关系和分布模式。然而,目前对该算法实现细... 详细信息

地图自动综合中,基于Beams模型的全局最优化移位算法通过借鉴材料力学中杆件结构的移位和变形,模拟地图上空间目标(群)在移位操作中的传递性和衰减性,从而较好地保持地图目标(群)的形状、空间关系和分布模式。然而,目前对该算法实现细节的介绍仍然较少,也没有可操作的参数(弹性模量、横截面积和惯性力矩)设置方法。针对此种情况,对算法进行了实现与改进。首先,介绍了算法的基本数学模型与有限元求解方法;然后,从算法实现的角度,详细研究了Beams模型刚度矩阵和外力向量的计算和聚合等关键问题;最后,在降低参数复杂性的前提下,提出了一种自适应参数设置方法来改进算法。为了验证算法的可行性和适用性,在Delaunay三角网的支持下,分别对道路网和建筑物群进行移位,结果表明改进后的算法可较好地应用于地图上线状目标(群)和离散面状目标群的移位。

关键词：地图综合移位 Beams 有限元 Delaunay三角网邻近图

基于感知代理和移动控制法则的分布式目标跟踪

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电子测量与仪器学报 2019年第1期31卷 156-163页

作者：王加梁四川旅游学院信息与工程学院成都610100

针对由无人自动跟踪机器人构成的移动传感器网络中的目标跟踪问题,提出了一种基于感知代理和移动控制法则的分布式目标跟踪方案。首先,在构建移动机器人代理模型和覆盖感知目标跟踪模型的基础上,提出了一种分布式目标跟踪算法,算法由估... 详细信息

针对由无人自动跟踪机器人构成的移动传感器网络中的目标跟踪问题,提出了一种基于感知代理和移动控制法则的分布式目标跟踪方案。首先,在构建移动机器人代理模型和覆盖感知目标跟踪模型的基础上,提出了一种分布式目标跟踪算法,算法由估计阶段和一致性阶段构成.通过这两个阶段的执行,网络中的全部代理就最大感知置信值以及相应的目标状态和后验协方差矩阵达成一致,从而提高各自预测的性能;其次,针对一般移动代理的移动提出了一种基于势场的控制法则,以确保传感器网络在任何时候都保持连接,使得每个移动代理尽可能接近目标,提高其感知置信值,并避免与目标、环境墙壁和其他代理发生碰撞,从而有助于保持该区域的覆盖率在令人满意的水平。仿真实验结果表明,跟踪方案不仅能够提高跟踪精度,而且还具有较好的覆盖感知性能。

关键词：移动传感器网络邻近图感知代理目标跟踪状态估计控制法则跟踪精度覆盖率