不确定性知识发现的粗糙集理论与方法

自然科学奖推荐项目公示内容

1、项目名称:

不确定性知识发现的粗糙集理论与方法

2、推荐单位:

重庆市科学技术委员会

3、项目简介: 知识发现与数据挖掘(KDD)概念由U. Fayyad教授1989年提出。第一届KDD 国际会议1995年召开后，国际上掀起了知识发现研究热潮。近年来云计算、物联网、社交网络等迅猛发展，数据急剧增长，大数据的出现进一步使知识发现研究成为科技界、工业界、金融界等社会各界关注的焦点。数据已从简单的处理对象转变成为基础性资源。如何从数据中高效发现有价值的知识，成为世界各国竞争的战略性问题之一。其中，不确定性知识发现的难度大、价值高，从知识发现研究开始就成为了一个关键瓶颈问题。

项目第一完成人早在上世纪九十年代就开始在国内开展粗糙集研究，利用在西安交大和西南交大作兼职教授的机会，组织两校吴伟志、米据生、李天瑞等一大批青年博士开展粗糙集不确定性知识发现研究，形成一支稳定精干的青年研究队伍。在科技部、教育部、基金委等部委14项科研项目持续资助下，经过十多年不懈攻关，在不确定性知识发现的粗糙集基础理论和模型算法上取得重要突破，并在解决流程工业控制、遥感图像处理、生物信息处理等应用领域的关键问题中发挥了重要作用，部分成果获重庆市自然科学一等奖。本项目的关键科学发现点为：

①首次发现粗糙集代数描述形式与信息熵描述形式之间呈包含关系，修正了学术界长期公认的二者之间等价这一经典结论，建立了不确定性知识的粗糙集近似逼近理论，为不确定性知识发现中的知识表达、特征度量、特征选择奠定了理论基础。

②创建不确定性知识表达的多粒度粗糙集模型，刻画了人脑多粒度认知机理，揭示了知识粒度的演化规律，实现了复杂问题的多粒度求解，突破了传统数据挖掘仅能获取单粒度知识的局限。

③首次建立不确定性知识近似逼近中特征选择的充分性判据和必要性判据，实现了最优特征选择这一NP-hard 问题的粗糙集近似求解。

④创建数据特征驱动的知识发现模型，通过不确定性知识的特征度量，实现了多源异构、海量动态数据的渐进式高效知识发现。

本项目出版著作9部、国际会议文集13部，获发明专利4项，发表SCI/EI高水平论文90/305篇。20篇主要论著SCI 他引406次，共计他引3553次。SCI 他引杂志包括IEEE TKDE 、IEEE TFS 、IEEE IS 、KBS 、Artificial Intelligence 、Information

Sciences 、Int. J. of Intelligent Systems等权威期刊。加拿大皇家科学院W. Pedrycz院士(IEEE Trans. on SMC-part A主编) 、中国科学院张钹院士，中国工程院桂卫华院士，波兰科学院Z. Pawlak院士(粗糙集理论创始人) ，国际粗糙集学会原理事长A. Skowron教授、S. Tsumoto 教授和D. Slezak 教授，计算机科学家E. Damiani 教授(IEEE TSC 副主编、IJET 主编) 、智能科学家A. Abraham 教授(IJHIS、IJGUC 、IJAC 、IJCIR 主编) 等国际权威学者大量引用和采用本项目成果。第一完成人是RSKT 系列国际会议发起人，担任RSCTC 、IEEE GrC 等国际会议主席21次、应邀作国际会议特邀报告14次，在粗糙集领域学术影响力位列全球第三、华人第一，2014年出任国际粗糙集学会理事长，引领粗糙集发展成为了信息学科和智能学科的重要分支。

4、主要完成人情况表

1、姓名： 王国胤

排名：1

技术职称：教授

工作单位：重庆邮电大学

完成项目时所在单位：重庆邮电大学

对本项目主要学术贡献：发现了集合代数形式粗糙集和信息熵形式粗糙集之间的包含关系，提出了高效的粗糙集知识约简启发式算法；建立了不确定性知识的粗糙集近似逼近理论；提出了多粒度模糊商空间知识表示模型；提出了数据特征驱动的知识发现理论模型和渐进式知识发现方法。对本项目重要科学发现中的第1、3、4点做出了创新性贡献，是第1、2、9、19、20篇主要论著的作者。本项目研究工作量占本人工作量的90%。

2、姓名： 吴伟志

排名：2

技术职称：教授

工作单位：浙江海洋学院

完成项目时所在单位：浙江海洋学院

对本项目主要学术贡献：建立不确定性知识近似逼近中特征选择的充分性判据和必要性判据。发现了粗糙集理论下、上近似算子与Dempster-Shafer 证据理论中信任函数与似然函数的对应关系；构建了模糊粗糙近似算子的拓扑结构。对本项目重要科学发现中的第1、2、3、4点做出了创新性贡献，是第4、5、6、8、10、11、13篇主要论著的作者。本项目研究工作量占本人工作量的80%。

曾获国家科技奖励情况：2011年12月23日以第五完成人获2011年度国家科学技术进步奖二等奖，项目名称：基于异构信息融合的非线性动态系统估计技术及应用，个人证书号：2011-J-220-2-03-R 05，单位证书号：2011-J-220-2-03-D 03。颁奖单位：中华人民共和国国务院。

3、姓名： 米据生

排名：3

技术职称：教授

工作单位：河北师范大学

完成项目时所在单位：河北师范大学

对本项目主要学术贡献：创建不确定性知识表达的多粒度粗糙集模型。构建了模糊粗糙近似算子；给出了模糊粗糙近似算子的公理刻画；提出了基于模糊划分的粗糙集模型；提出了模糊粗糙集的一种新的不确定性度量。对本项目重要科学发现中的第2、3、4点做出了创新性贡献，是第3、4、10、12篇主要论著的作者。本项目研究工作量占本人工作量的80%。

4、姓名： 李天瑞

排名：4

技术职称：教授

工作单位：西南交通大学

完成项目时所在单位：西南交通大学

对本项目主要学术贡献：创建了基于属性泛化与特征选择的概念动态更新模型，提出了增量式动态更新近似概念的方法，奠定了不确定性知识发现的粗糙集近似逼近理论基础；阐明了信息系统中知识粒度的动态演化规律，建立了增量式高效的动态兴趣知识获取模型和挖掘方法，支撑海量数据的渐进式粗糙集知识发现。对本成果重要科学发现中的第 4点做出了创新性贡献，是第7、14、15、16、17、18篇主要论著的作者。本项目研究工作量占本人工作量的80%。

5、代表性论文专著目录（不超过8篇）