Министерство образования и науки, молодёжи и спорта украины сумский государственный университет центр заочной, дистанционной и вечерней форм обучения Кафедра компьютерных наук комплексная выпускная работа на тему icon

Министерство образования и науки, молодёжи и спорта украины сумский государственный университет центр заочной, дистанционной и вечерней форм обучения Кафедра компьютерных наук комплексная выпускная работа на тему




Скачати 362.91 Kb.
НазваМинистерство образования и науки, молодёжи и спорта украины сумский государственный университет центр заочной, дистанционной и вечерней форм обучения Кафедра компьютерных наук комплексная выпускная работа на тему
Сторінка1/3
Дата09.06.2013
Розмір362.91 Kb.
ТипДокументи
  1   2   3


МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ,
МОЛОДЁЖИ И СПОРТА УКРАИНЫ


СУМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ


Центр заочной, дистанционной и вечерней форм обучения

Кафедра компьютерных наук


КОМПЛЕКСНАЯ ВЫПУСКНАЯ РАБОТА

на тему:


«Информационное и программное обеспечение геоинформационной интеллектуальной системы в рамках нейросетевой технологии. Обучающаяся система поддержки принятия решений»


Заведующий кафедры Довбиш А.С.


Руководитель работы Шелехов И.В.


Студент группы ИНЗ – 81С Борисов А.А.


СУМЫ 2012

Министерство образования и науки, молодежи и спорта Украины


Сумской государственный университет


Центр заочной, дистанционной и вечерней форм обучения


Кафедра компьютерных наук


Утверждаю___________

Зав. кафедры ДОВБЫШ А.С.

“_____” ____________2012 г.


^ ЗАДАНИЕ

к выпускной работе


Студента пятого курса, группы ИНЗ-81С специальности “Информатика” заочной формы обучения Борисова Антона Александровича.


Тема: «Информационное и программное обеспечение геоинформационной интеллектуальной системы в рамках нейросетевой технологии. Обучающаяся система поддержки принятия решений»


Утверждена приказом по СумГУ


№________ от ___________2012 г.


^ Содержание пояснительной записки: 1) Аналитический обзор и постановка задачи; 2) Модели представления и методы обработки знаний в экспертных системах; 3) Информационное и программное обеспечение экспертной системы.


Дата выдачи задания “_____”____________2012 г.


Руководитель выпускной работы __________ Шелехов И.В.

Задание принял к выполнению ___________ Борисов А.А.

РЕФЕРАТ

Записка: 59 стор., 14 рис., 1 табл., 18 источников.

^ Объект иссследования– слабоформализированный процесс распознавания геоинформационных изображений.

Цель работы — разработка математической модели обучения системы распознавания геоинформационных изображений в рамках нейросетевой технологии.

^ Методы исследования — методы формирования, оптимизации и тестирования нейросетей.

Результаты —проведен синтез системы поддержки принятия решений, которая способна обучаться с использованием нейросетевой технологии. Для чего использовалась нейросеть встречного распространения. В работе проведена оптимизация параметров стандартного алгоритма обучения нейросети такого типа, что позволило повысить точность сформированного нейросетевого классификатора на 12,5%. Программная реализация выполнялась с использованием пакета расширения NNToolBox среды MATLAB 7.0.

Проверка эффективности системы проводилась путем решения практической задачи распознавания различных типов местности по изображению.


ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНАЯ СИСТЕМА ПОДДЕРЖКИ ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЙ, нЕЙРОСЕТЬ ВСТРЕЧНОГО РАСПРОСТРАНЕНИЯ, сЛОЙ коХОНЕНА, СЛОЙ ГРОССЕНБЕРГА, ОБУЧАЮЩАЯ МАТРИЦА.

СОДЕРЖАНИЕ


^ 2 ТЕХНОЛОГИЯ ИСКУССТВЕННЫХ НЕЙРОННЫХ СЕТЕЙ 11

3 РАЗРАБОТКА ИНФОРМАЦИОННОГО И ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ГЕОИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ 21

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 40

ПРИЛОЖЕНИЕ 41


ВВЕДЕНИЕ


Современные геоинформационные системы (ГИС) представляет собой систему для сбора, хранения, анализа и представления картографической информации. Геоинформационные системы могут включать природную, биологическую, культурную, демографическую или экономическую информацию, которая хранится в виде набора тематических слоев, которые объединены на основе географического положения. В работе рассматривается растровая модель данных в ГИС, которая представляет геоинформационные данные в виде набора значений для отдельных элементарных составляющих (ячеек). Вся изучаемая территория разбивается на элементы регулярной сетки или ячейки. Такая ячейка содержит, например, информацию о типе местности изучаемой территории. В большинстве растровых моделей данных наименьшей единицей является квадрат или прямоугольник. Множество ячеек образует решетку, растр, матрицу. Бурное развитие геоинформатики порождает немало приложений, в которых используется данная модель геоинформационных данных. Подавляющее число таких приложений, например, прогноз наводнений, обеспечение безопасности полетов, объемное представление карты на экране компьютера и т.п., требуют по возможности разработки и внедрения интеллектуальных элементов, способных к автоматическому формированию моделей данных в режиме реального времени.

В работе проведен информационный обзор существующих подходов к проектированию подобных систем, по результатам которого в качестве основной технологии анализа и синтеза интеллектуальных компонентов ГИС выбраны искусственные нейронные сети. В работе применяется нейросеть встречного распространения, основным отличием которой является оперативность процесса оптимизации функциональных параметров классификатора.

^ 1 АНАЛИЗ ПРОБЛЕМЫ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ


1.1 Геоинформационные системы


Геоинформационные системы (ГИС) – это набор аппаратных и программных средств для работы с географическими данными. Да, можно сказать и так, но это довольно скудное определение. Возможности ГИС очень обширны. Данная технология позволяет взглянуть на мир с высоты птичьего полета, а затем приблизится к нужному объекту, и рассмотреть его в деталях. ГИС поддерживает не только графическое изображение предмета, но также включает дополнительные сведения об объекте. Эта технология позволяет решать задачи анализа и моделирования таких явлений, как катастрофы, стихийные бедствия и аварии на предприятиях. ГИС можно определить как систему сбора, обработки, графического представления (визуализации) и анализа пространственно-распределенных данных.

ГИС – многофункциональные средства анализа сведенных воедино табличных, текстовых и картографических данных бизнеса, демографической, статистической, земельной, муниципальной, адресной и другой информации. ГИС - это новое формируемое мировоззрение и новое мышление, построенное на пространственной идеологии.

Главное преимущество ГИС перед другими информационными технологиями заключено в наборе средств создания и объединения баз данных с возможностями их географического анализа и наглядной визуализации в виде разных карт, графиков, диаграмм, прямой привязке друг к другу всех атрибутивных и графических данных. ГИС - одна из самых перспективных информационных технологий, современная компьютерная техника, новейшие программные разработки, нетрадиционные подходы.

Географическая информационная система (ГИС) - это возможность нового взгляда на окружающий нас мир. Если обойтись без обобщений и образов, то ГИС - это современная компьютерная технология для картирования и анализа объектов реального мира, также событий, происходящих на нашей планете. Эта технология объединяет традиционные операции работы с базами данных, такими как запрос и статистический анализ, с преимуществами полноценной визуализации и географического (пространственного) анализа, которые предоставляет карта. Эти возможности отличают ГИС от других информационных систем и обеспечивают уникальные возможности для ее применения в широком спектре задач, связанных с анализом и прогнозом явлений и событий окружающего мира, с осмыслением и выделением главных факторов и причин, а также их возможных последствий, с планированием стратегических решений и текущих последствий предпринимаемых действий.

Создание карт и географический анализ не являются чем-то абсолютно новым. Технология ГИС предоставляет новый, более соответствующий современности, более эффективный, удобный и быстрый подход к анализу проблем и решению задач, стоящих перед человечеством в целом, и конкретной организацией или группой людей, в частности. Она автоматизирует процедуру анализа и прогноза. До начала применения ГИС лишь немногие обладали искусством обобщения и полноценного анализа географической информации с целью обоснованного принятия оптимальных решений, основанных на современных подходах и средствах.

В настоящее время ГИС - это многомиллионная индустрия, в которую вовлечены сотни тысяч людей во всем мире. ГИС изучают в школах, колледжах и университетах. Эту технологию применяют практически во всех сферах человеческой деятельности - будь то анализ таких глобальных проблем как перенаселение, загрязнение территории, сокращение лесных угодий, природные катастрофы, так и решение частных задач, таких как поиск наилучшего маршрута между пунктами, подбор оптимального расположения нового офиса, поиск дома по его адресу, прокладка трубопровода на местности, различные муниципальные задачи.

Термин "Географическая информационная система (ГИС)" обозначает «Организованный набор аппаратуры, программного обеспечения, географических данных и персонала, предназначенный для эффективного ввода, хранения, обновления, обработки, анализа и визуализации всех видов географически привязанной информации». Особое значение для успешной работы ГИС имеет персонал - операторы, программисты, системные аналитики и т.д. Технические специалисты, проектирующие и поддерживающие систему, во многом определяют ее свойства и эффективность последующего использования. 

Аппаратные средства включают компьютеры (платформы), на которых работает ГИС. Такие ГИС, как ARC\INFO, функционируют на достаточно большом числе платформ - на мощных серверах, обслуживающих клиентские машины в локальных сетях и в сети Internet, на рабочих станциях и на отдельных персональных компьютерах. Кроме того, географические информационные системы используют разнообразное периферийное оборудование - дигитайзеры, для оцифровки карт, лазерные принтеры, плоттеры для печати карт и т.п. 

Программное обеспечение позволяет вводить, сохранять, анализировать и отображать географическую информацию. Ключевыми компонентами программного обеспечения являются:

 - средства для ввода и манипулирования географическими данными,

 - система управления базой данных,

 - программные средства, обеспечивающие поддержку запросов, географический анализ и визуализацию информации,

 - графический интерфейс пользователя, облегчающий использование программных средств.

Данные - возможно наиболее важный компонент ГИС. Географические информационные системы работают с данными двух основных типов: 

 - пространственные (синонимы: картографические, векторные) данные, описывающие положение и форму географических объектов, и   их пространственные связи с другими объектами;

-  описательные (синонимы: атрибутивные, табличные) данные о географических объектах, состоящие из наборов чисел, текстов и т.п.

Описательная информация организуется в базу данных. Кроме этого, в ГИС описательная информация связывается с пространственными данными. Отличие ГИС от стандартных систем управления базами данных (dBASE, Access и т.п.) состоит как раз в том, что ГИС позволяют работать с пространственными данными.

Пространственные данные в ГИС представляются в двух основных формах - векторной и растровой (Рис. 1.1).



Рисунок 1.1 - Растровая и векторная модели пространственных данных


Векторная модель данных основывается на представлении карты в виде точек, линий и плоских замкнутых фигур. Растровая модель данных основывается на представлении карты с помощью регулярной сетки одинаковых по форме и площади элементов. На рис. 1.2 показано как объекты местности - озеро, речка отображаются с помощью векторной модели - линиями и полигонами, а также как они же отображаются с помощью растровой модели - по-разному окрашенными квадратами.



а) б)

Рисунок 1.2 – Двумерная проекция пространственных данных а) растровой и б) векторной модели


Из рис. 1.2 видно что, растровая модель данных это набор одинаковых по величине, но по разному окрашенных, квадратов. В векторной модели данных озеро изображается окрашенным многоугольником (polygon), а речка ломаной линией (arc).


^ 1.2 Постановка задачи

В работе необходимо в рамках нейросетевого подхода к проектированию систем поддержки принятия решений, способных обучаться, разработать и программно реализовать интеллектуальную геоинформационную систему. Таким образом, основными заданием работы являются:

  1. Формирование входного математического описания интеллектуальной ГИС с учетом особенностей искусственных нейронных сетей, способных обучаться с «учителем».

  2. Разработка и реализация алгоритма функционирования интеллектуальной ГИС в режиме обучения нейросети.

  3. Проверка эффективности системы на на практической задаче автоматического распознавания различных типов местности по изображению.
  1   2   3

Схожі:

Министерство образования и науки, молодёжи и спорта украины сумский государственный университет центр заочной, дистанционной и вечерней форм обучения Кафедра компьютерных наук комплексная выпускная работа на тему iconМинистерство образования и науки, молодежи и спорта украины сумской государственный университет кафедра компьютерных наук выпускная работа
«Экспертная система для диагностирования портативных персональных компьютеров – ноутбуков»
Министерство образования и науки, молодёжи и спорта украины сумский государственный университет центр заочной, дистанционной и вечерней форм обучения Кафедра компьютерных наук комплексная выпускная работа на тему iconМинистерство образования и науки, молодежи и спорта украины сумской государственный университет
Студента пятого курса, группы инз-21С специальности “Информатика” заочной формы обучения Тищенко Дмитрия Станиславовича
Министерство образования и науки, молодёжи и спорта украины сумский государственный университет центр заочной, дистанционной и вечерней форм обучения Кафедра компьютерных наук комплексная выпускная работа на тему iconМинистерство образования и науки, молодежи и спорта украины национальный университет физического воспитания и спорта Украины
Работа выполнена в Национальном университете физического воспитания и спорта Украины, Министерство образования и науки, молодежи...
Министерство образования и науки, молодёжи и спорта украины сумский государственный университет центр заочной, дистанционной и вечерней форм обучения Кафедра компьютерных наук комплексная выпускная работа на тему iconМинистерство образования и науки, молодежи и спорта Украины
Министерство образования и науки, молодежи и спорта Украины, Севастопольский национальный технический университет (Севнту) с 23 по...
Министерство образования и науки, молодёжи и спорта украины сумский государственный университет центр заочной, дистанционной и вечерней форм обучения Кафедра компьютерных наук комплексная выпускная работа на тему iconМинистерство образования и науки, МОЛОДЕЖИ И СПОРТА УКРАИНЫ министерство образования и науки, молодежи и спорта автономной республики крым рвуз «крымский гуманитарный университет» (г. Ялта) институт экономики и управления контрольная робота по дисциплине

Министерство образования и науки, молодёжи и спорта украины сумский государственный университет центр заочной, дистанционной и вечерней форм обучения Кафедра компьютерных наук комплексная выпускная работа на тему iconНациональный университет физического воспитания и сПорта Украины Гридько Людмила Анатолиевна
Работа выполнена в Национальном университете физического воспитания и спорта Украины, Министерство образования и науки, молодежи...
Министерство образования и науки, молодёжи и спорта украины сумский государственный университет центр заочной, дистанционной и вечерней форм обучения Кафедра компьютерных наук комплексная выпускная работа на тему iconНациональный университет физического воспитания и спорта украины
Работа выполнена в Национальном университете физического воспитания и спорта Украины, Министерство образования и науки, молодежи...
Министерство образования и науки, молодёжи и спорта украины сумский государственный университет центр заочной, дистанционной и вечерней форм обучения Кафедра компьютерных наук комплексная выпускная работа на тему iconН ациональный университет физического воспитания и спорта Украины
Работа выполнена в Национальном университете физического воспитания и спорта Украины, Министерство образования и науки, молодежи...
Министерство образования и науки, молодёжи и спорта украины сумский государственный университет центр заочной, дистанционной и вечерней форм обучения Кафедра компьютерных наук комплексная выпускная работа на тему iconДифференциация лидерских качеств спортсменов в мужских и женских командах (на примере игровых видов спорта)
Работа выполнена в Национальном университете физического воспитания и спорта Украины, Министерство образования и науки, молодежи...
Министерство образования и науки, молодёжи и спорта украины сумский государственный университет центр заочной, дистанционной и вечерней форм обучения Кафедра компьютерных наук комплексная выпускная работа на тему iconШинкарук оксана анатольевна
Работа выполнена в Национальном университете физического воспитания и спорта Украины, Министерство образования и науки, молодежи...
Додайте кнопку на своєму сайті:
Документи


База даних захищена авторським правом ©zavantag.com 2000-2013
При копіюванні матеріалу обов'язкове зазначення активного посилання відкритою для індексації.
звернутися до адміністрації
Документи