云计算环境下多源信息融合的应用研究
摘 要：近年来，多源信息融合技术成为计算机领域研究的热点。在云计算环境下，阐明了多源信息融合的概念和原理，综述了多源信息资源云体系及其构建。提出信息融合系统主要模型与研究方法，分析和总结了多源信息融合在几个重要领域的应用研究。
关键字：多源信息融合；信息资源云体系；云计算；云服务模型
1 引言
实际应用中，多源信息融合（简称为信息融合）是指组合和合并多个来源的信息或数据以便形成一个统一结果的技术，多源信息融合体系如图1所示。随着研究的推进，信息融合领域中的“信息和数据”泛指各种信息来源，除了传感器，还包括数据库、网络系统等等。借助机器系统实现信息融合，既能有效地提高系统性能，也能扩展人的认识能力、辅助人类决策、提高解决问题的效率。
云计算是将大量网络计算资源、存储资源与软件资源统一调度以构成一个计算资源池向用户提供按需服务的IT 服务模式。近几年来，随着信息科技的发展，国内外掀起了基于“云”的信息融合技术研究新热潮。信息融合技术已广泛应用于很多领域，比如：目标跟踪、情报分析、军事指挥、图像处理、工业控制、环境监测、智能系统设计等等。
2 信息融合系统模型
信息融合系统的设计与实现需要研究一套工程化的方法与规范，要解决的主要问题有：（1）首先是系统建模问题；（2）相关融合算法评价标准与选择的工程指南；（3）信息融合数据库与知识库技术；（4）传感器等资源的管理与调度；（5）信息融合系统效能评估方法和标准。
信息系统融合模型的研究主要有如下几种，JDL模型，OO-DA模型、STDF模型等，应用最为广泛JDL模型及其演化而成的各个版本。信息融合模型（DFIG）是在JDL模型基础上进行了扩充和修改，实现了信息融合功能与资源管理相分离。
3 多源信息融合技术应用研究
信息融合技术的研究正由低层次融合向高层次融合发展，同时考虑了人类的参与、资源管理与融合过程的优化；研究重点从来自各类传感器等硬件设备的“硬数据”融合逐渐转移到来自数据库和网络等信息系统的“软信息”或“软/硬数据”融合；并且信息融合理论与相关学科、信息融合理论研究与应用研究并行发展、相互促进。目前，多源信息融合技术的应用主要体现以下几个方面。
（1）计算机与网络安全
云计算环境下，底层的硬件系统、计算机和网络可能会受到各种各样的攻击。计算机与网络安全保障的4个阶段，即预防、检测和制止侵犯以及受侵后恢复，都可采用信息融合技术，但在入侵检测方面的研究最活跃。入侵检测实际上是一种模式分类与识别任务。对于攻击检测，由于安全相关的事件复杂多样，需要采用多种分类器才能获得好的整体性能；而在结果分析中，通过组合多个警报也能提高入侵检测系统的性能和可用性。因此分类器组合和警报相关组合成为了该领域信息融合的研究重点。另外，还必须考虑数据的组织和一致性调整。前者需要考虑数据的来龙去脉和相关信息；后者是利用信息的冗余性或多处检测数据的相互校验来提高数据和事件分析的可靠性，从而发现潜在的攻击。
（2）图像融合与目标跟踪
图像融合的研究重点是像素级融合。根据具体应用，可综合利用小波变换和非子采样轮廓波变换（NSCT）等多种几何变换方法，并改进融合算法。特征级和决策级图像融合、动态图像融合、交叉媒体融合等还有待深入研究。单目标跟踪技术已成熟，而多目标跟踪，尤其是杂波环境下多个机动目标跟踪技术还有待进一步研究。
（3）Web信息融合
Web信息融合是指合并不同来源的Web信息（可能存在于表面静态Web页面或深层Web数据库中），以便向用户提供一个统一的浏览结果。Web信息融合涉及到许多领域，如Web信息提取、Web搜索、Web挖掘、自然语言处理、Web服务、基于Web的智能系统等。目前的研究工作主要集中于两个方面：信息检索（IR）数据融合和Web文档知识融合。前者通常是指把多个IR分系统针对同一个查询返回的多个已排序的结果文档列表，合并成单一的列表后呈现给用户。
（4）多传感器应用系统
大多数有关信息融合的研究工作都是针对多传感器数据的融合，因此信息融合技术主要应用于带有多个传感器或传感器网络的信息与控制系统，例如：军事情报系统、海洋监视系统、战争防御系统、自然环境及资源监测监控系统、无人飞机、智能家居系统等等。
4 结束语
基于云计算的多源信息融合理论与应用范畴非常广泛。本文从多视角研究分析了多源信息资源云体系架构，及其动态管理方法对多源信息的应用，并探讨了多源信息融合在各个领域的应用研究。随着各相关学科的发展，基于云计算的多源信息融合将逐步成为各个学科领域的一种通用的信息处理模式。
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
作者简介
兰华娣（1984-），女，畲族，江西，本科，助教，研究方向：计算机。
