域空氣質(zhì)量估計(jì)方法流程圖；
[0028] 圖2是本發(fā)明城市的網(wǎng)格劃分示意圖；
[0029] 圖3是本發(fā)明訓(xùn)練階段的流程圖；
[0030] 圖4是本發(fā)明的組合分類器最優(yōu)子集搜索過(guò)程示意圖；
[0031] 圖5是本發(fā)明估計(jì)階段的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0032] 下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步描述，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不僅限于 此：
[0033] 實(shí)施例：如圖1所示，一種基于協(xié)同訓(xùn)練的城市區(qū)域空氣質(zhì)量估計(jì)方法，包括預(yù)處 理階段、訓(xùn)練階段、估計(jì)階段；
[0034] 預(yù)處理階段包括：
[0035] 1)把城市劃分成不相交的網(wǎng)格，每個(gè)網(wǎng)格g具有相同的長(zhǎng)和寬，g. A表示g的影響 區(qū)域，由g及其周圍的八個(gè)網(wǎng)格組成。如圖2所示，每個(gè)小正方形是一個(gè)網(wǎng)格，帶陰影的小 正方形網(wǎng)格的影響區(qū)域?yàn)榇蠛诳蛘叫螀^(qū)域。每個(gè)網(wǎng)格區(qū)域g的空氣質(zhì)量視為一樣，所以 g的大小不能太大，如可設(shè)為IkmX Ikm ;
[0036] 2)找到含有空氣監(jiān)測(cè)站點(diǎn)的網(wǎng)格并抽取這些網(wǎng)格對(duì)應(yīng)的每小時(shí)的空氣質(zhì)量和空 間特征，包括交通相關(guān)特征F t、POI相關(guān)特征Fp、路網(wǎng)結(jié)構(gòu)相關(guān)特征F1^簽到特征F。等。F t 包含網(wǎng)格影響區(qū)域范圍內(nèi)所有路段過(guò)去1小時(shí)的平均車速和車速方差大??；Fp包含網(wǎng)格影 響區(qū)域范圍內(nèi)所有POI在各個(gè)類別下的數(shù)目；^包含網(wǎng)格影響區(qū)域范圍內(nèi)高速公路路段長(zhǎng) 度和非高速公路路段長(zhǎng)度；F。包含過(guò)去1小時(shí)在網(wǎng)格影響區(qū)域范圍內(nèi)用新浪微博簽到的人 數(shù)；
[0037] 3)基于式子（1)所示的歐式距離度量函數(shù)，查找與網(wǎng)格g相近的k個(gè)最近的含空 氣監(jiān)測(cè)站的網(wǎng)格G，d( Xi，Xj)表示兩個(gè)特征向量Xi、Xj之間的距離，特征向量為網(wǎng)格的POI相 關(guān)特征和路網(wǎng)結(jié)構(gòu)特征，即X = [Fp, Fj ;
[0038] d (xi； Xj) = (Xi-Xj)T (Xi-Xj) (1)
[0039] 4)根據(jù)g和網(wǎng)格集合G生成訓(xùn)練樣本，建有空氣監(jiān)測(cè)點(diǎn)的網(wǎng)格生成有標(biāo)記訓(xùn)練樣 本，其余的網(wǎng)格生成未標(biāo)記的訓(xùn)練樣本。設(shè)某網(wǎng)格為^，則^和步驟3)查找的近鄰網(wǎng)格之 一 gj可生成如式子（2)所示的特征向量。其中F/表示gi的交通相關(guān)特征，f表示gi的簽 到特征，分別表示 gi、g，J個(gè)網(wǎng)格POI相關(guān)特征的皮爾森相關(guān)系數(shù)和路 網(wǎng)結(jié)構(gòu)特征的皮爾森相關(guān)系數(shù)，diSt( gi，gj)表示兩個(gè)網(wǎng)格的物理距離，P表示含空氣監(jiān)測(cè) 站的網(wǎng)格&監(jiān)測(cè)的空氣質(zhì)量值。然后，g和網(wǎng)格集合G生成如式子（3)所示的特征向量，其 中g(shù)i，g 2,…，gk表示g的k個(gè)近鄰網(wǎng)格。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于協(xié)同訓(xùn)練的城市區(qū)域空氣質(zhì)量估計(jì)方法，其特征在于，包括預(yù)處理階段、訓(xùn) 練階段、估計(jì)階段； 預(yù)處理階段包括： 1) 把城市劃分成不相交的網(wǎng)格，每個(gè)網(wǎng)格g內(nèi)的空氣質(zhì)量相同； 2) 抽取含有空氣監(jiān)測(cè)站點(diǎn)的網(wǎng)格對(duì)應(yīng)的每小時(shí)的空氣質(zhì)量和空間特征； 3) 基于歐式距離查找與網(wǎng)格g相近的k個(gè)最近的含空氣監(jiān)測(cè)站點(diǎn)的網(wǎng)格G ; 4) 根據(jù)網(wǎng)格g和網(wǎng)格集合G生成有標(biāo)記和無(wú)標(biāo)記的樣本； 訓(xùn)練階段： I) 半監(jiān)督學(xué)習(xí)：通過(guò)對(duì)有標(biāo)記樣本進(jìn)行可重復(fù)性取樣獲得η個(gè)有標(biāo)記訓(xùn)練集，并對(duì)有 標(biāo)記訓(xùn)練集訓(xùn)練得到η個(gè)分類器；η個(gè)分類器分別對(duì)未標(biāo)記的樣本進(jìn)行標(biāo)記得到高置信度 的未標(biāo)記樣本，從中挑選樣本加入訓(xùn)練集直到挑選的新標(biāo)記樣本數(shù)目不為0,輸出分類器模 型； II) 組合分類器剪枝：設(shè)置組合分類器的剪枝度量標(biāo)準(zhǔn)；采用基于Pareto算法在輸出 的分類器模型中搜索最優(yōu)的分類器組合，輸出剪枝后的組合分類器； 估計(jì)階段： i) 輸入待估計(jì)空氣質(zhì)量的位置的經(jīng)煒度信息，并根據(jù)經(jīng)煒度信息獲取所屬的網(wǎng)格g， 抽取網(wǎng)格g的空間特征Fg;抽取網(wǎng)格g所在城市的所有空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)站點(diǎn)所屬網(wǎng)格的空間 特征，得到特征向量Fe; ii) 基于歐式距離從Fe中查找到與F g相近的k個(gè)最近的特征向量，k個(gè)最近的特征向 量對(duì)應(yīng)k個(gè)網(wǎng)格，由k個(gè)網(wǎng)格得到網(wǎng)格集合G ; iii) 網(wǎng)格g和網(wǎng)格集合G生成一個(gè)向量； iv) 根據(jù)訓(xùn)練階段輸出的組合分類器對(duì)步驟iii)得到的特征向量進(jìn)行投票，得到并輸 出投票結(jié)果，投票結(jié)果為估計(jì)的空氣質(zhì)量值。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于協(xié)同訓(xùn)練的城市區(qū)域空氣質(zhì)量估計(jì)方法，其特征在 于，所述的空間特征包括：交通相關(guān)特征Ft、路網(wǎng)結(jié)構(gòu)相關(guān)特征POI相關(guān)特征Fp、簽到特 征Fc。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于協(xié)同訓(xùn)練的城市區(qū)域空氣質(zhì)量估計(jì)方法，其特征在 于，所述預(yù)處理階段通過(guò)如下式所示的歐氏距離度量函數(shù)查找與網(wǎng)格g相近的k個(gè)最近的 含空氣監(jiān)測(cè)站點(diǎn)的網(wǎng)格G : d (xj, Xj) 一 (Xj-Xj) (xj-Xj) 其中，(Kxi, Xj)表示兩個(gè)特征向量Xp Xj之間的距離，特征向量為網(wǎng)格的POI相關(guān)特征 和路網(wǎng)結(jié)構(gòu)特征，即X = [Fp, Fj。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于協(xié)同訓(xùn)練的城市區(qū)域空氣質(zhì)量估計(jì)方法，其特征在 于，所述預(yù)處理階段的步驟4)具體為建有空氣監(jiān)測(cè)點(diǎn)的網(wǎng)格生成有標(biāo)記訓(xùn)練樣本，集合內(nèi) 其余的網(wǎng)格生成未標(biāo)記的訓(xùn)練樣本。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于協(xié)同訓(xùn)練的城市區(qū)域空氣質(zhì)量估計(jì)方法，其特征在 于：所述訓(xùn)練階段半監(jiān)督學(xué)習(xí)的從高置信度的未標(biāo)記樣本挑選樣本加入訓(xùn)練集的挑選標(biāo)準(zhǔn) 為樣本的conf值的高低，從conf值高的樣本進(jìn)行挑選。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于協(xié)同訓(xùn)練的城市區(qū)域空氣質(zhì)量估計(jì)方法，本發(fā)明充分利用區(qū)域的空間特征，如該區(qū)域的交通狀況、路網(wǎng)結(jié)構(gòu)等特征，基于多分類器的協(xié)同訓(xùn)練的半監(jiān)督學(xué)習(xí)方法對(duì)區(qū)域的特征向量進(jìn)行建模，學(xué)習(xí)得到多個(gè)分類器；然后對(duì)這些分類器進(jìn)行剪枝，形成最終的組合分類器；用剪枝后的組合分類器模型對(duì)無(wú)空氣監(jiān)測(cè)站的區(qū)域進(jìn)行空氣質(zhì)量等級(jí)估計(jì)。該方法可以在空氣監(jiān)測(cè)站有限的情況下如何根據(jù)帶空氣監(jiān)測(cè)站的區(qū)域和無(wú)空氣監(jiān)測(cè)站的區(qū)域在空間上的各種區(qū)別估計(jì)出空氣質(zhì)量等級(jí)，且估計(jì)結(jié)果準(zhǔn)確。
【IPC分類】G06K9-62
【公開(kāi)號(hào)】CN104834944
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510274239
【發(fā)明人】陳嶺, 王敬昌, 趙江奇, 趙麗娜, 蔡雅雅
【申請(qǐng)人】杭州尚青科技有限公司
【公開(kāi)日】2015年8月12日
【申請(qǐng)日】2015年5月26日