经典粗糙集理论基于不可分辨关系。而所谓的不可分辨关系其实就是一种等价关系,并且这种等价关系是唯一的。IND(P)的所有等价类族,即由P决定的U的划分,用U/P来表示。IND(P)等价类又称为P的基本集。而包含元素x的等价类则表示为INDP(x)
定义2.8[12] 给定近似空间K=(U,R),子集X⊆U称为U上的一个概念,约定Ø也是一个概念,概念的簇集称为U上的知识;U上的知识簇集构成关于U的知识库。
定义2.9[13] 给定近似空间K=(U,R),非空子集P⊆R所产生的不可分辨关系IND(P)的所有等价类关系的集合即U/ IND(P),称为基本知识,相应的等价类称为基本概念;特别地,若关系Q∈R,则关系Q据称为初等知识,相应的等价类就称为初等概念。
2.4粗糙集的定义
2.4.1集合的上、下近似集
令X⊆U,R是U上的一个等价关系。当X能表达成某些R基本范畴的并时,称X是R可定义的;否则,称X是R不可定义的。对于R不可定义集,我们使用一对精确概念(即上近似和下近似)表示,上、下近似的差就是X的边界域。下面我们对粗糙集的上近似集和下近似集进行定义[11]:
给定知识库K=(U,R),对于每个X⊆U和U上的一个等价关系R,定义两个子集:
(1)R*(X)=∪{Y∈U/R:Y⊆X }
(2)R*(X)=∪{Y∈U/R:Y∩X≠ø }
分别称它们为X的R下近似集和R上近似集。即下近似集被解释为所有那些被包含在X里面的等价类的并集;上近似集被解释为所有那些与X有交的等价类的并集。并且从上式可知,X的下近似集中的元素一定属于集合X,但上近似集的元素不一定属于集合X。
上近似集和下近似集之间的差被称作X的R边界域,表示为:BNR= R*(X)- R*(X)。
以上说明如果我们通过已掌握的信息看这个集合X,只能观察到X的下和上近似,而不能观察X的全貌时,那么若BNR=ø,则集合X是关于R的精确集合,即X可表示为一定数量的R的基本集的并集,X是可定义的;相反,若BNR≠ø,则集合X是关于R的模糊集合,即X要利用R*(X)、R*(X)来近似表示,X是不可定义的。
X的R正区域被记成POSR(X)= R*(X),即完全属于X的元素的集合。
X的R负区域被记成NEGR(X)=U- R*(X),属于X的补集∼X的元素的集合。粗糙集概念示意图如图2.1[14]。
图2.1粗糙集概念示意图
2.4.2新型的隶属关系
粗糙集理论与传统的集合理论有相似之处,但是它们的出发点完全不同。传统集合论认为,一个集合完全是由其元素所决定,一个元素要么属于这个集合,要么不属于这个集合,即它的隶属函数μx∈{0,1}。模糊集合对此作了拓广,它给成员赋予一个隶属度,即μx∈[0,1],使得模糊集合能够处理一定的模糊和不确定数据,但是其模糊隶属度的确定往往具有人为因素,这给其应用带来了一定的不便。在粗糙集中,隶属关系不再是一个原始概念,因此无须人为给元素指定一个隶属度,从而避免了主观因素的影响。而且认为不确定与隶属关系有关,模糊性则表现在集合本身。为描述不确定性,定义隶属关系如下:
定义2.10 设X⊆U,且x∈U,集合X的粗糙隶属函数定义为[12]:
μX =card(X∩[x]R) / card([x]R)
其中R是不分明关系,card表示集合的基数。根据上面的定义,可以得到以下的性质:
(1)μX =1,当且仅当[x]R⊆X,
(2)μX >0,当且仅当[x]R∩X≠ø,
(3)μX <1,当且仅当[x]R∩X=ø.
显然,μX∈[0,1]。我们可以看到,这里的隶属关系是根据已有的分类知识客观计算出来的,可以解释为一种条件概率,能够从全域上的个体加以计算,而不是主观给定的。 基于粗糙集理论的多源信息决策知识约简研究(5):http://www.751com.cn/guanli/lunwen_7823.html