(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211018917.5 (22)申请日 2022.08.24 (71)申请人 中国地质大 学 （武汉） 地址 430000 湖北省武汉市洪山区鲁磨路 388号 (72)发明人 陈泽强　潘慧文　邹童旭　陈能成　 (74)专利代理 机构 武汉知产时代知识产权代理 有限公司 42 238 专利代理师 魏波 (51)Int.Cl. G06F 16/2458(2019.01) G06F 16/248(2019.01) G06F 16/29(2019.01) G06F 16/182(2019.01) G06F 9/50(2006.01) (54)发明名称 基于多源大数据的时空过程智能分析挖掘 方法与系统 (57)摘要 本发明公开了一种基于多源大数据的时空 过程智能分析挖掘方法与系统， 包括以下步骤： (1)访问普通用户界面， 触发注册和登录后通过 安全认证和授权可访问管理员主界面； (2)选择 内置时空过程模 型或上传新模型， 提供模型参数 配置和在线建模功能； (3)依据多源大数据的上 传、 查询与分析， 选择模型适用的多源数据集； (4)根据时空过程模型和多源数据集， 对时空过 程分析挖掘任务进行分布式计算； (5)时空过程 产品展示。 本发明时空过程分析挖掘涉及的模型 和数据使用多源数据库适配和分布式文件系统 进行管理， 同时模型共享通过网络处理服务实现 即插即用。 权利要求书2页 说明书8页 附图4页 CN 115455076 A 2022.12.09 CN 115455076 A 1.一种基于多源大 数据的时空过程智能分析挖掘方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： S1： 访问普通用户界面， 触发注 册和登录后通过安全认证和授权访问管理员主界面； 其中， 普通用户界面仅对时空过程产品进行查询和分析， 管理员则可进行如下步骤； S2： 选择内置时空过程模型或上传新模型， 提供模型参数配置和在线建模功能； S3： 依据多源大 数据的上传、 查询与分析 结果， 选择模型适用的多源数据集； S4： 根据时空过程模型和多源数据集， 对时空过程分析挖掘任务进行分布式计算， 获取 实时计算状态； S5： 将计算得到的时空过程产品进行展示。 2.根据权利要求1所述的时空过程智能分析挖掘方法， 其特征在于： S1的具体过程如 下： S1.1： 客户端统一访问普通用户界面， 该界面仅支持查看和分析现有的时空过程产品； S1.2： 触发登录选项后进入登录界面， 输入用户名、 密码和验证码， 数据库验证通过后 生成客户端的token令牌并进入管理员主界面， 客户端访问除登录注册以外的其他功能时 由服务器解析令牌并核实访问权限后才能触发； S1.3： 触发登录界面的注册选项跳转至注册界面， 输入用户名和密码信息后跳转至登 录界面， 其中用户密码使用强哈希算法加密存 储。 3.根据权利要求1所述的时空过程智能分析挖掘方法， 其特征在于： S2所述的选择内置 时空过程模型或上传新模型， 提供模型在线建模、 优化和敏感性分析功能； 通过分布式文件 管理系统存储模型算法， 在多源数据库适配结果中存储模型功能信息、 模型参数和存储路 径； 模型文件通过网络处 理服务发布共享以实现即插即用； 模型参数 可在线修改。 4.根据权利要求1所述的时空过程智能分析挖掘方法， 其特征在于： S3的具体过程如 下： S3.1： 客户端上传新数据或选择现有数据， 统一处理后存储在分布式管理系统中， 客户 端上传的新数据通过在线数据预处 理后统一管理； S3.2： 客户端通过 数据查看和数据分析， 选择模型适用的多源数据集。 5.根据权利要求1所述的时空过程智能分析挖掘方法， 其特征在于： S4的具体过程如 下： S4.1： 在模型算法中添加增量学习模块， 并将模型实例和优化器注入到分布式计算组 件， 添加gpu实时监控 模块； S4.2： 通过命令执行器将参数配置和数据集路径传入模型并执行分布式计算， 实时查 看分布式计算状态， 存 储分布式计算得到的时空过程产品， 将产品信息保存在数据库中。 6.根据权利要求1所述的时空过程智能分析挖掘方法， 其特征在于： S5读取分布式计算 得到的时空过程产品， 根据 产品特性进行二维或三维展示， 并将产品展示在普通用户界面。 7.根据权利要求3所述的时空过程智能分析挖掘方法， 其特征在于： 数据存储和数据共 享分别使用了多源数据库适配和网络处 理服务； 其中， 多源数据库适配包含关系数据库和非关系数据库， 是通过客户端输入的数据库 配置参数实现动态数据库适配方法， 执行自动切换数据源的功能； 切换客户端数据源是保权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115455076 A 2障时空过程分析挖掘计算中生成的数据仅该用户可见， 同时加快客户端 数据源中独有 数据 的读写效率； 此外， 用户可通过 上传数据或共享数据公开时空过程计算产品； 网络处理服务向客户端提供对预先编 程的数据的封装方式， 使其在网络环境中以服务 的形式发布， 在需要时进行通信以实现模型服 务的共享。 8.一种基于多源大 数据的时空过程智能分析挖掘系统， 其特 征在于， 包括以下模块： 登录注册模块， 用于基于安全认证和授权框架， 根据客户端输入的用户名和密码验证 管理员身份， 并通过身份令牌的创建和解析限制管理员的访问权限； 多源时空数据模块， 用于存储处理后的多源时空大数据并提供数据查看和数据分析功 能， 对于上传的新数据进行归一 化、 插值、 拼接预处 理后统一管理； 时空过程模型模块， 用于检查模型文件规范性和参数设置， 开放多源数据获取接口， 通 过网络处理服务 实现模型共享和模型实例即插即用， 允许用户在线进 行时空过程深度学习 建模、 优化和敏感性分析； 分布式计算模块， 用于将服务器分布式计算环境和分布式计算组件结合， 开放组件接 口给模型实例和优化器， 通过读取命令行及gp u地址启动分布式计算， 计算时将模 型每次迭 代后的计算状态和计算后的时空过程产品返回； 时空过程分析挖掘模块， 用于将多源时空数据模块获取的数据传入时空过程模块的模 型中， 添加增量学习模型训练功能， 得到计算任务发布给分布式计算模块， 给客户端实时返 回分布式计算状态并存储计算得到的时空过程产品， 最后 将时空过程产品进 行二维或三维 展示； 数据管理模块， 用于将多源大数据和模型数据使用分布式文件系统统一管理， 版本信 息、 功能信息和存 储路径数据配置相关内容 通过多源数据库适配进行存 储； 权限管理模块， 用于模型管理、 分布式环境管理、 用户信息管理和多源数据库配置管 理。 9.根据权利要求8所述的时空过程智能分析挖掘系统， 其特征在于， 所述 时空过程模型 模块包括以下子模块： 深度建模子模块， 用于提供建模功能与接口， 建立模型构建基础框架和多源数据融合 模块， 支持用户在线完成深度建模； 模型优化子模块， 用于提供模型优化功能与接 口， 分别采用Adam优化器和Hyperopt类 库对模型参数和超参数进行优化； 模型敏感性分析子模块， 用于提供模型敏感性分析功能与接口， 结合时空物理过程参 数和影响因素的重要性研究时空过程模型 敏感性分析 方法， 增强模型的局部可解释性。 10.根据权利要求8所述的时空过程智能分析挖掘系统， 其特征在于， 所述时空过程分 析挖掘模块包括以下子模块： 任务自适应子模块， 用于将时空动态任务串行分解为多个子过程， 每个子过程执行任 务自适应分发， 采用线性回归正规方程预测各节 点的任务吞吐率和任务负载量从而调整负 载； 实时流增量学习子模块， 采取重放方法的思想， 结合历史数据和实时数据选取具有代 表性的小样本， 进 而通过增 加小样本训练来增强模型训练精度。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115455076 A 3