信息融合在钻井信息管理中的应用分析

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1、曲安干i油大学硕士学位论文第二章信息融合的基本原理与方法2．1信息融合的定义信息融合是一种信息处理技术，它是将各种途径，任意时间和空间上获得的信息作为一个整体进行综合分析处理，为决策及控制奠定基础。信息融合就是利用计算机技术对按时序获得的若干传感器的观测信息在一定准则下加以自动分析、综合以完成所需的决策和估计任务而进行的信息处理过程。它将来自多个传感器或多源(元)的信息进行综合处理，从而得出更为准确，可靠的结论，它是一门关于最佳协同利用多传感器观测数据，并最大程度地提炼出被测目标和环境最大信息量的综合技术，是一门具有很强的面向特点的应用学科，在不同的应用领域

2、有不同的体现。一般人们普遍认为，信息不仅包括了数据，而且也包括了信号和知识，多源信息是信息融合的加工对象，协调优化和综合处理是信息融合的核心“1。简而言之，所谓信息融合就是将来自多个传感器或者多源的信息进行综合处理，从而得出对现实环境的更为准确、可靠的描述。2．2信息融合的基本原理人类在完成自身的各种活动以及对客观世界的认识和改造过程中，主要运用两种能力：知识的灵活运用能力以及交错集成感官所得到的不同形式信息的能力。人类本能的具有将身体上各个功能器官(眼，耳，鼻，四肢)所探测的信息(景物，声音，气味和触觉)与先验知识进行综合的能力，以便对它的环境和正在发生的

3、事件做出估计。由于人类的感官具有不同度量特征，因而可测出不同空间范围内发生的各种物理现象。这一处理过程是复杂的，也是自适应的，它将各种信息(图像，声音，气味和物理形状或描述)转化成对环境有价值的解释。融合都具有这两种能力方面的共性，也是这两种能力相互结合的纽带。信息融合实际上是对人脑综合处理复杂问题的一种功能模拟。各种传感器提供的信息可能具有不同的特征：时变的或者非时变的，实时的或者非实时的，快变的或者缓变的，模糊的或者确定的，精确的或者不完整的，可靠的或者非可靠的，相互支持的或者互补的，也有可能是相互矛盾的或者冲突的。信息融合的基本原理就像人脑综合处理信息

4、的过程～样，充分利用多个传感器资源，通过对各种传感器及其观测信息的合理支配与使用，把在空削或时间上的冗余或互补信息按照某种准则进行组合，以获得对观测环境的一致性解释和描述。信息融合的目标是给予各传感器分离观测信息，通过对信息的优化组合导出更多的有效信息。这是最佳协同作用的结果，它的最终目的是利用多个传第__=章信息融合的基本原理与方法感器共同或联合操作的优势，来提高整个传感系统的有效性”。。2．3信息融合的模型多源信息融合系统的设计，目前还没有一个统一的模式，还找不到一个行之有效的方法。综合众多的研究文献，作者认为信息融合模型主要包括信息融合的功能模型、结构

5、模型和数学模型。功能模型是从融合的过程出发，描写信息融合包含哪些功能、数据库以及进行信息融合时系统各组成部分之间的相互作用过程；结构模型从融合组成出发，说明信息融合系统的结构；数学模型则是信息融合的算法和综合逻辑。这三大模型是任何一个融合系统都必须解决的，它们构成了信息融合系统的核心问题。因此，本节将结合信息融合的级别，详细阐述上述三种模型}4I。2．3．1信息融合的功能模型很多学者，例如Edwardwaltz、JamesLinas等，很长时间以来～直致力于信息融合的基础理论研究，积极探讨信息融合系统的基本组成要素，并极力弄清这些要素组成信息融合系统的方式和

6、有关规律，以建立不同类型信息融合过程的统一标准和模式，用统一的术语、度量和标准来解释基础过程，因此开发一个信息融合系统的一般功能模型，为信息融合的研究者提供一个参考框架就显得越来越重要。形成详细合理的功能模型是信息融合学科走向成熟的一个重要标志，这样的模型可以为重要的通信载体服务，人们可以通过通信载体来探讨和评估模型的设计概念、算法和工作策略，这些模型也可以辅助信息融合中共性的东西发展成为公共的功能模块或处理标准。已有很多学者从不同的角度提出了融合系统的一般功能模型，其中最有代表性的功能模型是美国联合管理局信息融合研究小组提出的JDL模型12J【“，如图2一

7、l所示。『R}象Jl势态fl威胁fl过程Il评估

8、I评估lI评估

9、I评估l人霉喜机_霉害交信息预数据库管理互处理图2—1信息融合的功能模型JDL功能模型由对象评估、势态评估、威胁估计和过程评估四级组成。第一级对象评估是结合位置信息、参数信息和身份信息来实现个体的严密表达，它完成四个关键功能：(1)传感器数据的单位和坐标的一致转换(2)物体位置、运动特性和属性的实时估计(3)分配数据级对象允许静态统计技术的应用(4)物体识别和分类第二级势态评估用来描述环境中物体之间的当前关系，聚类分散的单个物体，它重点强调物体之间的关系信息。第三级威胁评估主要是用于军事上，它

10、是根据敌方兵力和意向估计自己兵力的强弱。过程评估可以