申丹丹:基于层次推断和简约聚类的古生物进化树构建方法研究论文

申丹丹:基于层次推断和简约聚类的古生物进化树构建方法研究论文

本文主要研究内容

作者申丹丹(2019)在《基于层次推断和简约聚类的古生物进化树构建方法研究》一文中研究指出:古生物进化树的构建是探索早期生命起源和进化发展规律的重要途径。对于古生物进化树的构建而言,采集于化石的表征数据是可以依据的主要材料。然而古生物表征数据中存在的缺失值和不适用状态,往往导致古生物进化树难以有效构建。针对上述问题,本文从古生物表征数据的特点出发,通过融入演化分析中的先验知识,提出了一种基于层次推断和简约聚类的古生物进化树构建方法。具体研究内容如下:(1)根据表征数据的特征之间存在逻辑关联的特点,建立特征层次结构模型,进而提出了一种基于层次推断的表征数据中缺失值的填补方法。首先,基于特征层次模型提出了一种层次推断框架,并将距离加权的K近邻法引入该框架填补缺失值。实验表明,上述方法在多个缺失比例下优于模糊优化方法。(2)针对不适用状态导致进化树难以稳定构建的问题,提出了一种基于简约聚类的含不适用状态的进化树构建与优化方法,包括进化树的构建和最优树的搜索两个阶段。在进化树的构建过程中,将特征层次结构模型和特征极向等先验知识融入聚类算法,提出一种简约聚类方法用以构建含不适用状态的进化树。在最优树的搜索阶段,在简约原则的基础上采用模拟退火算法进行启发式地搜索。多个含不适用状态的表征数据上的实验表明,相较于现有处理不适用状态的方法,上述方法构建的进化树与模板树之间的Robinson-Foulds距离平均减少了0.125左右。(3)通过分析古生物表征数据中缺失值的缺失机制和不适用状态,在(2)与(3)的基础上,提出了一种基于层次推断和简约聚类的古生物进化树构建方法。该方法首先结合距离加权的K近邻法和层次推断框架以填补古生物表征数据中的缺失值,在数据可解释的前提下降低数据的模糊性。然后,采用(2)中的方法构建并优化含不适用状态的古生物进化树。实验表明,基于上述方法构建的古生物进化树,与目前普遍认可的进化树的拓扑结构基本一致,验证了该方法在含缺失值和不适用状态的古生物进化树构建方面的有效性。综上所述,本文提出的方法更适合构建含缺失值和不适用状态的古生物进化树的构建,可以为古生物学家为探索生命起源提供了更多的论证资料。

Abstract

gu sheng wu jin hua shu de gou jian shi tan suo zao ji sheng ming qi yuan he jin hua fa zhan gui lv de chong yao tu jing 。dui yu gu sheng wu jin hua shu de gou jian er yan ,cai ji yu hua dan de biao zheng shu ju shi ke yi yi ju de zhu yao cai liao 。ran er gu sheng wu biao zheng shu ju zhong cun zai de que shi zhi he bu kuo yong zhuang tai ,wang wang dao zhi gu sheng wu jin hua shu nan yi you xiao gou jian 。zhen dui shang shu wen ti ,ben wen cong gu sheng wu biao zheng shu ju de te dian chu fa ,tong guo rong ru yan hua fen xi zhong de xian yan zhi shi ,di chu le yi chong ji yu ceng ci tui duan he jian yao ju lei de gu sheng wu jin hua shu gou jian fang fa 。ju ti yan jiu nei rong ru xia :(1)gen ju biao zheng shu ju de te zheng zhi jian cun zai luo ji guan lian de te dian ,jian li te zheng ceng ci jie gou mo xing ,jin er di chu le yi chong ji yu ceng ci tui duan de biao zheng shu ju zhong que shi zhi de tian bu fang fa 。shou xian ,ji yu te zheng ceng ci mo xing di chu le yi chong ceng ci tui duan kuang jia ,bing jiang ju li jia quan de Kjin lin fa yin ru gai kuang jia tian bu que shi zhi 。shi yan biao ming ,shang shu fang fa zai duo ge que shi bi li xia you yu mo hu you hua fang fa 。(2)zhen dui bu kuo yong zhuang tai dao zhi jin hua shu nan yi wen ding gou jian de wen ti ,di chu le yi chong ji yu jian yao ju lei de han bu kuo yong zhuang tai de jin hua shu gou jian yu you hua fang fa ,bao gua jin hua shu de gou jian he zui you shu de sou suo liang ge jie duan 。zai jin hua shu de gou jian guo cheng zhong ,jiang te zheng ceng ci jie gou mo xing he te zheng ji xiang deng xian yan zhi shi rong ru ju lei suan fa ,di chu yi chong jian yao ju lei fang fa yong yi gou jian han bu kuo yong zhuang tai de jin hua shu 。zai zui you shu de sou suo jie duan ,zai jian yao yuan ze de ji chu shang cai yong mo ni tui huo suan fa jin hang qi fa shi de sou suo 。duo ge han bu kuo yong zhuang tai de biao zheng shu ju shang de shi yan biao ming ,xiang jiao yu xian you chu li bu kuo yong zhuang tai de fang fa ,shang shu fang fa gou jian de jin hua shu yu mo ban shu zhi jian de Robinson-Fouldsju li ping jun jian shao le 0.125zuo you 。(3)tong guo fen xi gu sheng wu biao zheng shu ju zhong que shi zhi de que shi ji zhi he bu kuo yong zhuang tai ,zai (2)yu (3)de ji chu shang ,di chu le yi chong ji yu ceng ci tui duan he jian yao ju lei de gu sheng wu jin hua shu gou jian fang fa 。gai fang fa shou xian jie ge ju li jia quan de Kjin lin fa he ceng ci tui duan kuang jia yi tian bu gu sheng wu biao zheng shu ju zhong de que shi zhi ,zai shu ju ke jie shi de qian di xia jiang di shu ju de mo hu xing 。ran hou ,cai yong (2)zhong de fang fa gou jian bing you hua han bu kuo yong zhuang tai de gu sheng wu jin hua shu 。shi yan biao ming ,ji yu shang shu fang fa gou jian de gu sheng wu jin hua shu ,yu mu qian pu bian ren ke de jin hua shu de ta pu jie gou ji ben yi zhi ,yan zheng le gai fang fa zai han que shi zhi he bu kuo yong zhuang tai de gu sheng wu jin hua shu gou jian fang mian de you xiao xing 。zeng shang suo shu ,ben wen di chu de fang fa geng kuo ge gou jian han que shi zhi he bu kuo yong zhuang tai de gu sheng wu jin hua shu de gou jian ,ke yi wei gu sheng wu xue jia wei tan suo sheng ming qi yuan di gong le geng duo de lun zheng zi liao 。

论文参考文献

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  • 论文详细介绍

    论文作者分别是来自西北大学的申丹丹,发表于刊物西北大学2019-10-11论文,是一篇关于古生物进化树构建论文,特征层次结构论文,缺失值填补论文,不适用状态论文,表征数据论文,西北大学2019-10-11论文的文章。本文可供学术参考使用,各位学者可以免费参考阅读下载,文章观点不代表本站观点,资料来自西北大学2019-10-11论文网站,若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权,请联系我们删除。

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