數(shù)據(jù)挖掘在籃球技術動作中的應用分析

（青島農(nóng)業(yè)大學，山東青島， 266109）

數(shù)據(jù)挖掘在籃球技術動作中的應用分析

姜 帥

（青島農(nóng)業(yè)大學，山東青島， 266109）

本文在研究中，通過對籃球技術動作數(shù)據(jù)采集和預處理的分析應用，又研究了基于Apriori算法的關聯(lián)規(guī)則挖掘，進而對籃球技術動作之間的關聯(lián)性進行研究。

數(shù)據(jù)挖掘；籃球；技術動作

1 籃球技術動作與數(shù)據(jù)挖掘

很明顯籃球比賽的最終輸贏是由得分決定的，而從雙方球員的得分中也能夠看出各自籃球技術動作的運用情況。通常在籃球比賽中，得分較多的是2分投球、3分投球及罰球等技術動作，但是有關籃板球、助攻、失誤、犯規(guī)、技術犯規(guī)、干擾球、故意犯規(guī)、控球、傳球、扣籃、空中接力、快攻技術動作等對得失分的影響并沒有十分明確的研究數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)挖掘?qū)嶋H上就是從復雜眾多的數(shù)據(jù)資源中找出與實際相符合的有用信息，即從大量的不完全的、有噪聲的、模糊的、隨機的數(shù)據(jù)中，提取隱含在其中，具有潛在用途的信息和知識的過程。通過這些隱藏信息可以幫助教練員和運動員進行科學的、合理的動作技術學習，本文通過預處理、分類和關聯(lián)規(guī)則來分析挖掘籃球常用技術動作，為教練員和運動員提供更多的數(shù)據(jù)資料，幫助他們有針對性的進行訓練。

2 基于Apriori算法的關聯(lián)規(guī)則挖掘

關聯(lián)規(guī)則挖掘就是通過某種方式來找出眾多數(shù)據(jù)之間有意義的聯(lián)系。我們將數(shù)據(jù)之間存在的某種規(guī)律稱之為關聯(lián)，本次研究使用關聯(lián)規(guī)則挖掘的目的就是尋找籃球技術動作數(shù)據(jù)庫中隱含的關聯(lián)。而Apriori算法是關聯(lián)規(guī)則挖掘應用最廣泛的一種方法，它是一種使用侯選項集找頻繁項集的算法。下面就是通過對籃球腳本語言的設計方法研究的基礎上，分析了Apriori算法在挖掘籃球技術動作關聯(lián)規(guī)則中的設計與應用。

Apriori算法是一個在事務數(shù)據(jù)庫中尋找頻繁項集的典型算法，其中的頻繁項集實際上就是支持度≥最小支持度的項集，要實現(xiàn)這一目的需要對事物數(shù)據(jù)庫進行反腐掃描，因此會在這一步浪費較多的時間，制約了Apriori算法的運行。

Apriori算法可以通過遞推的方式，將事務數(shù)據(jù)庫中全部頻繁項集尋找出來。具體操作是先將事物數(shù)據(jù)表中的每一項作為候選一項集，用Cm來表示（m取值可以是1,2,3......），接下來對籃球技術動作數(shù)據(jù)庫進行掃描，進而統(tǒng)計出每個項集的支持度，將支持度≥最小支持度的項集設置為頻繁1-項集的集合，用Lm來表示（m取值可以是1,2,3......），并以此類推，直到L為空，算法停止。

3 籃球技術動作數(shù)據(jù)采集和預處理的應用分析

3.1 數(shù)據(jù)采集

NBA聯(lián)盟規(guī)定，一場球共48分鐘，分為4節(jié)，每節(jié)12分鐘，每一個回合的進攻要在24秒內(nèi)完成，一場球有100~200個回合。若是超過24秒就會失去球權(quán)。如果運動員技術動作掌握得好，球員之間能夠很好的配合，那么就能夠在24秒內(nèi)完成，反之，就會因為超時而丟失投籃機會。所以，在本次統(tǒng)計分析中，我們以一個進攻回合為時間段，統(tǒng)計了一場籃球比賽第5、20、100個回合的一般技術動作（如表1）。

表1 NBA籃球比賽技術動作統(tǒng)計表

3.2 數(shù)據(jù)清理與整合

通過上述方式采集到的籃球數(shù)據(jù)中存在不完整、不一致的問題，因此我們還要糾正這些問題，進行空缺值的填充。

①填充空缺值。根據(jù)某數(shù)據(jù)項含義，對缺失的這一數(shù)據(jù)項，定義一個缺省的值來替換缺少的空缺值。如表1中R5進攻回合缺少3分進球、蓋帽等，我們用“？”來代替。

②糾正不一致數(shù)據(jù)。采集到的數(shù)據(jù)有時會出現(xiàn)不一致的現(xiàn)象，如表1中R5的“運球”與“帶球”是一樣的技術動作，它們就不一致，但是我們可以通過分析某些數(shù)據(jù)之間的關聯(lián)性來確定將他們改成哪一種比較合適，將他們分別用A,B來表示，那么二者之間的相關性可以用下式表示：

當r=0,A與B獨立，不相關；r<0，A與B負相關；r＞0,A與B正相關。那么，應該將R5中“運球”與“帶球”修正成一致的“運球”（表2為修正后的統(tǒng)計數(shù)據(jù)），修正方法如下：

If action=“帶球”

then action=“運球”

If action=“2分進”

then action=“2分進”

......

表2 修改后的NBA籃球技術動作統(tǒng)計表

③清理數(shù)據(jù)噪聲。如動作技術犯規(guī)、干擾球等都屬于無意義的數(shù)據(jù)，因此直接清理掉就可以了，不必進行數(shù)據(jù)挖掘。又如，每個進攻回合同時出現(xiàn)2分進球和3分進球是不合理的，所以就需要清除一個，一般會清除3分進球。

3.3 數(shù)據(jù)集成

數(shù)據(jù)集成就是在同一個技術動作數(shù)據(jù)庫中來存儲很多的相關數(shù)據(jù)，這樣就避免了各種數(shù)據(jù)的零散分布，不利于研究。比如我們可以將表2中多次重復出現(xiàn)的數(shù)據(jù)（如擋拆、運球等）合并為一個（如表3）。

3.4 數(shù)據(jù)歸約

數(shù)據(jù)歸約可以在保持原數(shù)據(jù)完整的基礎上，減小數(shù)據(jù)量，從而減少數(shù)據(jù)挖掘時間，具體操作包括：

①堆歸約。將運球、傳球等技術動作刪掉，只保留研究意義較大的技術動作，如本次研究中只保留了搶斷、助攻、罰球、擋拆、蓋帽、籃板、2分進、3分進球和突破9個籃球技術動作。

②數(shù)據(jù)壓縮。使用a，b，c，d，e，f，g，h，i這9個英文字母來代表以上選取得9種技術動作，并一一對應進行編碼，以便壓縮數(shù)據(jù)集（如表4）。

表4 歸約后籃球技術動作統(tǒng)計表

在本次研究中我們選用的是weka挖掘軟件，為了更方便于籃球數(shù)據(jù)挖掘，需要進行相關的格式轉(zhuǎn)換，在上一步的基礎上，一一對應后如果有動作，則用y來表示，如果沒有動作，則用n來表示（。

表5 格式轉(zhuǎn)換后籃球技術動作統(tǒng)計表

4 結(jié)論

綜上所述，本文在分析了籃球技術動作數(shù)據(jù)采集和預處理的應用分析的基礎上，通過基于Apriori算法的關聯(lián)規(guī)則挖掘方法，研究了數(shù)據(jù)挖掘技術在籃球技術動作中的應用，這是籃球運動與計算機技術創(chuàng)造性的結(jié)合，為籃球技術動作規(guī)律的研究開辟了道路，指明了方向，同時為教練員和運動員提供了更準確的學習資源。

遲殿委,周興斌.數(shù)據(jù)挖掘的體育訓練決策支持系統(tǒng)[J].微型計算機,2009(25):190-192.

Application of data mining in basketball action in

Jiang Shuai
(Qingdao Agricultural University,Qingdao,Shandong，266109,China)

In this study,the application of basketball skills by analyzing motion data acquisition and pre-processing,but also studied based on Apriori algorithm for mining association rules,and then on the correlation between basketball technical action research.

data mining;Basketball Skill