多源信息融合軟件的設計與實現(xiàn)

1、多源信息融合軟件的設計與實現(xiàn) 摘 要：針對多源信息類型不一致影響信息利用效率的問題，文章在分析傳統(tǒng)多源數(shù)據(jù)融合模型的基礎上，研究了多源信息融合軟件的架構及相關技術，設計并開發(fā)的軟件具有較高的實用價值。 關鍵詞：多源信息；信息融合；軟件開發(fā) 多源信息融合是通過將多種信源在空間上和時間上的互補與冗余信息依據(jù)某種優(yōu)化準則組合起來，產生對特點對象的一致性解釋與描述。數(shù)據(jù)融合技術是指利用計算機對獲得的信息，在一定準則下加以自動分析、綜合，以完成所需決策和評估任務而進行的信息處理技術。主要包括對各類信息源給出有用信息的采集、傳輸、綜合、過濾、相關及合成，以便輔助人們進行態(tài)勢/環(huán)境判定、規(guī)劃、探測、驗證。

2、數(shù)據(jù)格式統(tǒng)一是進行數(shù)據(jù)處理的前提。由于信息的來源多，數(shù)據(jù)格式類別差異較大，對于數(shù)據(jù)處理帶來不便。多源信息融合軟件能夠實現(xiàn)多源異構數(shù)據(jù)信息整合，對于充分利用信息資源、提高數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)性能具有實用價值。 1 多源數(shù)據(jù)融合模型 根據(jù)對輸入信息的抽象或融合輸出結果的不同，可以將信息融合分為不同的3級，包括數(shù)據(jù)級融合、特征級融合及決策級融合。 作為數(shù)據(jù)級的多源數(shù)據(jù)融合模型的結構如圖1所示。多源數(shù)據(jù)經過數(shù)據(jù)清理、數(shù)據(jù)集成、數(shù)據(jù)變換，形成有效數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)處理形成數(shù)據(jù)挖掘分析等處理工作的有效數(shù)據(jù)。 數(shù)據(jù)清理是指去除源數(shù)據(jù)集中的噪聲數(shù)據(jù)和無關數(shù)據(jù)，處理遺留數(shù)據(jù)和清洗臟數(shù)據(jù)，去除數(shù)據(jù)域的知識背景上的白噪聲，考慮

3、時間順序和數(shù)據(jù)變化等。主要包括處理噪聲數(shù)據(jù)，處理空值，糾正不一致數(shù)據(jù)等。 數(shù)據(jù)集成就是將多文件或多數(shù)據(jù)庫運行環(huán)境中的異構數(shù)據(jù)進行合并處理，將多個數(shù)據(jù)源中的數(shù)據(jù)結合起來存放在一個一致的數(shù)據(jù)存儲中。 數(shù)據(jù)變換就是將數(shù)據(jù)變換成統(tǒng)一的適合處理的形式。數(shù)據(jù)變換主要包括平滑、聚集、屬性構造、數(shù)據(jù)泛化和規(guī)范化等內容。 2 多源信息融合軟件設計 2.1 軟件架構 多源信息融合軟件的技術要求是實現(xiàn)多源異構數(shù)據(jù)向指定關系數(shù)據(jù)庫進行可靠轉換。就是按照指定關系數(shù)據(jù)庫的表結構要求，實現(xiàn)多源異構數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)導入及格式轉換問題。軟件的組成框圖如圖2所示。軟件主要包括2個主要模塊，多源數(shù)據(jù)預處理模塊和數(shù)據(jù)導入模塊。數(shù)據(jù)預處理模

4、塊主要進行數(shù)據(jù)清理及格式轉換，實現(xiàn)常用的數(shù)據(jù)（txt、xls、關系數(shù)據(jù)庫等數(shù)據(jù)）轉換為目標數(shù)據(jù)庫支持的數(shù)據(jù)格式。數(shù)據(jù)導入實現(xiàn)指定類型數(shù)據(jù)轉換為指定結構數(shù)據(jù)。 2.2 關鍵技術 為了保證多源信息軟件的可靠運行，需解決數(shù)據(jù)類型的適應性和擴展性問題，以及數(shù)據(jù)轉換的可靠性、可預制性、數(shù)據(jù)轉換過程的可監(jiān)督性問題。 2.2.1 基于模塊化設計的類型轉換 模塊化設計是指在對一定范圍內的不同功能或相同功能不同性能、不同規(guī)格的產品進行功能分析的基礎上，劃分并設計出一系列功能模塊，通過模塊的選擇和組合可以構成不同的產品，以滿足市場的不同需求的設計方法。 雖然目前主流數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)都支持數(shù)據(jù)轉換功能，但數(shù)據(jù)庫管理系

5、統(tǒng)支持的數(shù)據(jù)類型有限，對于新增類型數(shù)據(jù)，只能通過升級或更換數(shù)據(jù)庫解決。即使對于支持類型的數(shù)據(jù)，有些情況不能實現(xiàn)正確轉換，例如文本文件只能識別典型分隔符（制表符、空格等），不具有按指定分隔符實現(xiàn)轉換功能。存在數(shù)據(jù)庫版本問題，高版本數(shù)據(jù)不能直接轉換低版本數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)。使用數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的數(shù)據(jù)轉換功能需有管理員權限，但為了保證數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)安全，不便于開放管理員權限，影響數(shù)據(jù)轉換。 模塊化設計思想在類型轉換中的運用就是通過建立統(tǒng)一的類型轉換輸入接口，對于新增類型數(shù)據(jù)的轉換問題，只要將新增類型轉換模塊按照標準格式定義接口，就能實現(xiàn)新增模塊的可靠增加，減少系統(tǒng)二次開發(fā)成本，有效提高系統(tǒng)的適應性及擴展性。 2.

6、2.2 多線程編程技術 多線程機制是指在單個程序中同時運行多個線程完成不同的工作，每個線程與其他線程并發(fā)執(zhí)行。多線程適合執(zhí)行占用大量時間的操作，執(zhí)行區(qū)分不同優(yōu)先級的任務，能夠滿足用戶界面在將時間分配給后臺任務時仍能快速做出響應的需求。 由于需轉換的數(shù)據(jù)量較大，使得數(shù)據(jù)轉換時間較長，如數(shù)據(jù)不一致或不完整等問題將出現(xiàn)轉換中斷或數(shù)據(jù)遺漏等情況，所以及時了解轉換進度以及實現(xiàn)異?？焖夙憫獙τ诒ＷC有效轉換具有重要意義。 軟件采用多線程技術解決數(shù)據(jù)處理進度、過程可見性以及及時進行異常處理等問題。軟件通過實時顯示轉換進度及轉換狀態(tài)，有利于實現(xiàn)轉換進度和狀態(tài)的有效監(jiān)督。對于數(shù)據(jù)轉換異常，能夠及時終止轉換進程或者

7、調整轉換策略，保證數(shù)據(jù)轉換的有效性。 2.2.3 基于任務的數(shù)據(jù)導入 數(shù)據(jù)預處理獲得的數(shù)據(jù)還需轉換為數(shù)據(jù)處理所需格式的數(shù)據(jù)，即將轉換的源數(shù)據(jù)可靠導入到指定格式的目的數(shù)據(jù)表。數(shù)據(jù)的可靠導入不只是在系統(tǒng)正常運行時保證大量數(shù)據(jù)的導入，更主要是保證在人為終止、系統(tǒng)故障等情況引起異常的情況下，有效實現(xiàn)斷點續(xù)導。 基于任務管理的數(shù)據(jù)導入的思想是將數(shù)據(jù)導入分成導入任務創(chuàng)建、導入任務管理、導入進度監(jiān)督、導入異常處理4個部分。其中導入任務創(chuàng)建就是確定源數(shù)據(jù)表導入字段與目的數(shù)據(jù)表相關字段的對應關系；導入任務管理就是實現(xiàn)任務名稱，對應關系等任務相關數(shù)據(jù)源信息管理；導入進度監(jiān)督就是展示導入任務的完成情況，即通過已導入

8、的數(shù)據(jù)量與源數(shù)據(jù)總記錄數(shù)量的比較，確定任務完成情況，有利于指導后期導入工作；導入異常處理就是根據(jù)導入任務異常結束情況，進行無效信息處理，保證有效進行可靠導入?；谌蝿展芾淼臄?shù)據(jù)導入，保證了數(shù)據(jù)導入的完整性和可靠性。 3 軟件性能及主要界面 多源信息融合軟件能夠實現(xiàn)如下功能：（1）實現(xiàn)多源異構數(shù)據(jù)向指定數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)導入，有效地實現(xiàn)數(shù)據(jù)集成。（2）實現(xiàn)數(shù)據(jù)清理及有效信息提取。（3）實現(xiàn)斷點續(xù)導，提高數(shù)據(jù)導入的可靠性。（4）方便新增類型數(shù)據(jù)轉換模塊添加，提高系統(tǒng)擴展性。 系統(tǒng)的主要工作界面如圖3-5所示。 通過設置文本文件的分隔符，實現(xiàn)文本信息的有效分割，方便文本數(shù)據(jù)向數(shù)據(jù)庫格式轉換（見圖3）。 利

9、用多線程技術，實時觀察及控制數(shù)據(jù)導入和轉換進度，保證可靠運行（見圖4）。 任務管理由于確定導入關系，保證導入進程可靠有序實施（見圖5）。 4 結語 未經處理的多源異構信息，嚴重影響數(shù)據(jù)利用效率。多源信息融合軟件運用數(shù)據(jù)融合思想并結合實際需求，有效解決處理信息途徑龐雜、資源分散、數(shù)據(jù)處理效率不高的問題，對于提升數(shù)據(jù)處理能力具有一定的應用價值。 參考文獻 1韓崇昭，朱洪艷，段戰(zhàn)勝.多源信息融合M.北京：清華大學出版社，2006. 2何友，薛培信，王國宏.一種新的信息融合功能模型J.海軍航空工程學院學報，2008（3）：241-244. 3紀希禹.數(shù)據(jù)挖掘技術應用實例M.北京：機械工業(yè)出版社，200

10、9. Design and Implementation of Multi-source Information Integration Software Zhang Yunfeng， Lu Canju， Li Chao （Electronic Engineering Institute， Hefei 230037， China） Abstract： Multi-source information is almost incoherence. This problem affects information utilization. Based on the analysis of multisource information fusion model， information integration