云計算環境下多源信息融合的應用研究

摘 要：近年來，多源信息融合技術成為計算機領域研究的熱點。在云計算環境下，闡明了多源信息融合的概念和原理，綜述了多源信息資源云體系及其構建。提出信息融合系統主要模型與研究方法，分析和總結了多源信息融合在幾個重要領域的應用研究。

關鍵字：多源信息融合；信息資源云體系；云計算；云服務模型

1 引言

實際應用中，多源信息融合（簡稱為信息融合）是指組合和合并多個來源的信息或數據以便形成一個統一結果的技術，多源信息融合體系如圖1所示。隨著研究的推進，信息融合領域中的“信息和數據”泛指各種信息來源，除了傳感器，還包括數據庫、網絡系統等等。借助機器系統實現信息融合，既能有效地提高系統性能，也能擴展人的認識能力、輔助人類決策、提高解決問題的效率。

云計算是將大量網絡計算資源、存儲資源與軟件資源統一調度以構成一個計算資源池向用戶提供按需服務的IT 服務模式。近幾年來，隨著信息科技的發展，國內外掀起了基于“云”的信息融合技術研究新熱潮。信息融合技術已廣泛應用于很多領域，比如：目標跟蹤、情報分析、軍事指揮、圖像處理、工業控制、環境監測、智能系統設計等等。

2 信息融合系統模型

信息融合系統的設計與實現需要研究一套工程化的方法與規范，要解決的主要問題有：（1）首先是系統建模問題；（2）相關融合算法評價標準與選擇的工程指南；（3）信息融合數據庫與知識庫技術；（4）傳感器等資源的管理與調度；（5）信息融合系統效能評估方法和標準。

信息系統融合模型的研究主要有如下幾種，JDL模型，OO-DA模型、STDF模型等，應用最為廣泛JDL模型及其演化而成的各個版本。信息融合模型（DFIG）是在JDL模型基礎上進行了擴充和修改，實現了信息融合功能與資源管理相分離。

3 多源信息融合技術應用研究

信息融合技術的研究正由低層次融合向高層次融合發展，同時考慮了人類的參與、資源管理與融合過程的優化；研究重點從來自各類傳感器等硬件設備的“硬數據”融合逐漸轉移到來自數據庫和網絡等信息系統的“軟信息”或“軟/硬數據”融合；并且信息融合理論與相關學科、信息融合理論研究與應用研究并行發展、相互促進。目前，多源信息融合技術的應用主要體現以下幾個方面。

（1）計算機與網絡安全

云計算環境下，底層的硬件系統、計算機和網絡可能會受到各種各樣的攻擊。計算機與網絡安全保障的4個階段，即預防、檢測和制止侵犯以及受侵后恢復，都可采用信息融合技術，但在入侵檢測方面的研究最活躍。入侵檢測實際上是一種模式分類與識別任務。對于攻擊檢測，由于安全相關的事件復雜多樣，需要采用多種分類器才能獲得好的整體性能；而在結果分析中，通過組合多個警報也能提高入侵檢測系統的性能和可用性。因此分類器組合和警報相關組合成為了該領域信息融合的研究重點。另外，還必須考慮數據的組織和一致性調整。前者需要考慮數據的來龍去脈和相關信息；后者是利用信息的冗余性或多處檢測數據的相互校驗來提高數據和事件分析的可靠性，從而發現潛在的攻擊。

（2）圖像融合與目標跟蹤

圖像融合的研究重點是像素級融合。根據具體應用，可綜合利用小波變換和非子采樣輪廓波變換（NSCT）等多種幾何變換方法，并改進融合算法。特征級和決策級圖像融合、動態圖像融合、交叉媒體融合等還有待深入研究。單目標跟蹤技術已成熟，而多目標跟蹤，尤其是雜波環境下多個機動目標跟蹤技術還有待進一步研究。

（3）Web信息融合

Web信息融合是指合并不同來源的Web信息（可能存在于表面靜態Web頁面或深層Web數據庫中），以便向用戶提供一個統一的瀏覽結果。Web信息融合涉及到許多領域，如Web信息提取、Web搜索、Web挖掘、自然語言處理、Web服務、基于Web的智能系統等。目前的研究工作主要集中于兩個方面：信息檢索（IR）數據融合和Web文檔知識融合。前者通常是指把多個IR分系統針對同一個查詢返回的多個已排序的結果文檔列表，合并成單一的列表后呈現給用戶。

（4）多傳感器應用系統

大多數有關信息融合的研究工作都是針對多傳感器數據的融合，因此信息融合技術主要應用于帶有多個傳感器或傳感器網絡的信息與控制系統，例如：軍事情報系統、海洋監視系統、戰爭防御系統、自然環境及資源監測監控系統、無人飛機、智能家居系統等等。

4 結束語

基于云計算的多源信息融合理論與應用范疇非常廣泛。本文從多視角研究分析了多源信息資源云體系架構，及其動態管理方法對多源信息的應用，并探討了多源信息融合在各個領域的應用研究。隨著各相關學科的發展，基于云計算的多源信息融合將逐步成為各個學科領域的一種通用的信息處理模式。

References

[1] Shi Chao，Cheng Yongmei. Based on multi-sensor information conflict evidence combination method of conflict[J]. Application Research of Computers，2011，No.3

[2] Hua Bolin，Li Guangjian. Theory and Application of multi-source information fusion of large data environments[J]. Library and Information Service，2015，No.16

作者簡介

蘭華娣（1984-），女，畬族，江西，本科，助教，研究方向：計算機。