感知數(shù)據(jù)空間關(guān)聯(lián)性(數(shù)據(jù)庫(kù))

時(shí)間：2022-12-21 16:30:01 | 來(lái)源：信息時(shí)代

時(shí)間：2022-12-21 16:30:01 來(lái)源：信息時(shí)代

    感知數(shù)據(jù)空間關(guān)聯(lián)性 : 一定空間范圍內(nèi)的節(jié)點(diǎn)的感知數(shù)據(jù)值之間存在定量的函數(shù)關(guān)系。一般無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用需要在空間上高密度地布置傳感器節(jié)點(diǎn)來(lái)達(dá)到滿意的覆蓋率。多個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)會(huì)共同地感知某個(gè)事件的發(fā)生。由于網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲泄?jié)點(diǎn)的分布密度很高,空間位置上接近的節(jié)點(diǎn)所感知的數(shù)據(jù)就會(huì)具備一定的關(guān)聯(lián)性,這種關(guān)聯(lián)性會(huì)隨著中間間隔節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)的增加、節(jié)點(diǎn)間距離的增加而降低。當(dāng)然,也存在節(jié)點(diǎn)位置距離較遠(yuǎn),但感知數(shù)據(jù)仍具備很強(qiáng)的空間關(guān)聯(lián)性的情況,如處于相同地震帶的不同國(guó)家和地區(qū)盡管空間位置較遠(yuǎn),但對(duì)于地震信息的感知卻可能具有極強(qiáng)的感知數(shù)據(jù)空間關(guān)聯(lián)性。
在無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中,要感知的數(shù)據(jù)往往具有很強(qiáng)的空間關(guān)聯(lián)性,而傳感器網(wǎng)絡(luò)又需要最大限度地節(jié)省傳輸信息的能量。在某些傳感器網(wǎng)絡(luò)中,對(duì)采集數(shù)據(jù)的要求精度不高,或者在滿足一定的容忍度的情況下是可以接受的,那么應(yīng)用感知數(shù)據(jù)空間關(guān)聯(lián)性就可以作為一種既簡(jiǎn)單又實(shí)用的方法來(lái)減小網(wǎng)絡(luò)中能量的開(kāi)銷(xiāo)。應(yīng)用感知數(shù)據(jù)空間關(guān)聯(lián)性來(lái)減小傳感器網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)通信量是一個(gè)普遍可行的辦法。利用感知數(shù)據(jù)空間關(guān)聯(lián)性還可以作為檢測(cè)某些傳感器節(jié)點(diǎn)是否失效的一個(gè)依據(jù)。如某些區(qū)域感知的數(shù)據(jù)值具有極強(qiáng)的相似性,而區(qū)域內(nèi)某些節(jié)點(diǎn)的值突然與其他節(jié)點(diǎn)的值差異很大,應(yīng)用感知數(shù)據(jù)空間關(guān)聯(lián)性,就知道這個(gè)節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)了問(wèn)題。
另外,利用感知數(shù)據(jù)空間相關(guān)性,可以很好地進(jìn)行傳感器數(shù)據(jù)的噪聲清洗,以及缺失值填補(bǔ)。如圖1所示,六個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)a、b、c、d、e、f是用于感測(cè)溫度的傳感器節(jié)點(diǎn),并且它們具有感知數(shù)據(jù)空間相關(guān)性,即它們會(huì)共同地感知某一事件的發(fā)生。它們測(cè)量的數(shù)據(jù)如圖1所示。

(a)

(b)

(c)

圖1 具有感知數(shù)據(jù)空間相關(guān)性的傳感器節(jié)點(diǎn)

圖1(a)中,除c節(jié)點(diǎn)之外其他節(jié)點(diǎn)感測(cè)的溫度都在25℃左右(假設(shè)已知正常值的范圍0～30℃),而c節(jié)點(diǎn)感測(cè)的溫度為60℃,遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他節(jié)點(diǎn)的感測(cè)數(shù)據(jù),根據(jù)感知數(shù)據(jù)空間相關(guān)性的特點(diǎn),可以判斷c節(jié)點(diǎn)所感測(cè)的數(shù)據(jù)是一個(gè)噪聲值,可以通過(guò)基于感知數(shù)據(jù)空間相關(guān)性的算法將這個(gè)噪聲值進(jìn)行修正。圖1(b)中,這六個(gè)空間相關(guān)的傳感器節(jié)點(diǎn)同時(shí)感測(cè)到了60℃左右的異常溫度值,根據(jù)感知數(shù)據(jù)空間相關(guān)性的特點(diǎn),可以判斷這六個(gè)異常值的產(chǎn)生可能是由于異常事件的發(fā)生,而不是傳感器的噪聲數(shù)據(jù)。圖1(c)中,d傳感器節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)由于某種原因丟失掉了,可以通過(guò)使用感知數(shù)據(jù)空間相關(guān)性的算法,根據(jù)其他的5個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù),來(lái)估計(jì)節(jié)點(diǎn)d的感測(cè)數(shù)據(jù),進(jìn)而將丟失值填補(bǔ)。