【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于数据挖掘，尤其涉及一种用于获取生物群体内领导结构的方法，通过对集群行为数据的分析，识别群体中蕴含的领导结构。
技术介绍
1、近年来，随着一些新的监测技术的发展，大量的科学家对动物群体的集体行为的探究重新产生了极大的兴趣。例如，小型高精度gps设备可以获取个体在群体的准确位置数据。一般来说，在有准确的位置数据的情况下，通过统计分析来了解集体行为的行为和结构特性是可行的。几十年来，研究者们对集体行为的产生机制进行了实验和理论研究，但其机制尚未被彻底揭示。一个基本的问题是：一个群体中的所有个体是否具有平等的地位(平等地影响群体决策并遵守相同的规则)，或者集群行为是由一个或几个个体决定的，又或者两者都不是，而是一个更复杂的机制。
2、目前，有两种主流的主张。一种主张是群体中的所有个体平等地遵守一定的规则(群体妥协)，另一种主张是群体的集群行为是由少数领导者所决定的。l.conradt和t.j.roper在《group decision-making in animals》(nature,2003,421(6919),155-158.)中提出：群体中所有个体的妥协比一个或几个领导者的控制能做出更好的决策，除非领导者有非常优越的知识。这一观点也在一定程度上表明，对于一些不能掌握某些信息的低级生物，如细菌，采用所有个体妥协的策略是更好的选择。事实上，一些实验和理论研究表明，细菌菌落确实采用妥协策略。然而，对于能够掌握某些信息的高等生物，如鸽子，领导假说更合适。相关研究表明，一群经过训练的鸽子比单独飞行的鸽子更容易归巢
3、目前，鸽群基于等级网络的关系已经被提出，等级网络是由不同个体行动之间的时间延迟产生的，它描述了鸽群中非常复杂的领导关系。但是，当前提出的基于等级网络的关系是从数据中推断出来的，缺乏直接证据。即等级网络虽然可以描述鸽群的等级关系，但是它只能说明群体内部存在不同的等级，但并没有明确指出群体所使用的具体领导关系和结构，不能反映每对个体之间的直接领导关系。
4、针对上述问题，本专利技术旨在提供一种基于轨迹数据获取生物群体内领导结构的方法，将该方法应用于鸽群以及其它一些种群的运动轨迹数据分析，从而实现识别出群体内的领导关系和结构。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种用于获取生物群体内领导结构的方法，有效解决当前提出的基于等级网络的关系不能反映每对个体之间的直接领导关系的问题。
2、为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种用于获取生物群体内领导结构的方法，包括以下步骤。
3、s1、基于一个群体中个体的运动轨迹数据，计算出群体中每对个体之间的方向相关延迟时间和方向相关函数的最大值
4、每对个体的方向相关函数c(i,j)(τ)：其中，和分别是个体i和个体j的归一化速度序列，表示对两个归一化速度序列中所有对应速度的点乘求均值。
5、如果方向相关函数ci,j(τ)在τ处取得最大值则τ称为方向相关延迟时间，并记为
6、s2、根据每对个体之间的方向相关延迟时间统计每个个体发出的有向边的数量，发出有向边数量相同的个体处于同一等级，发出有向边数量最多的个体所处的等级位于群体的最前端，以此类推，将所有个体按等级分类。
7、s3、画出所有个体之间的有向边，相同等级的个体之间不考虑有向边，得到基于运动轨迹数据的群体等级网络。
8、s4、去掉非相邻等级之间的有向边，然后在指向某个个体的所有的有向边中，只保留一条具有最大的有向边，得到生物群体内的领导结构。
9、进一步地，在步骤s1中，为正值说明个体i对个体j的飞行有影响，为负值说明个体j对个体i的飞行有影响，因此，在步骤s2中，过滤掉为负值的只考虑为正值的情况作为从影响者指向受影响个体的有向边，
10、进一步地，在群体等级网络中，处于相同等级的每对个体之间的方向相关延迟时间为零或逼近零；处于相邻等级的每对个体之间的方向相关延迟时间较小，随着等级跨度的增大，方向相关延迟时间增大。
11、与现有技术相比，本专利技术的有益技术效果是：
12、(1)本专利技术通过轨迹数据得到生物群体内的领导结构，有效解决现有等级网络不能明确指出群体所使用的具体领导关系和结构的问题，对于生物保护具有重要意义。
13、(2)本专利技术有利于高效的获得集群行为中群体所采用的领导关系，从而节约时间、节约成本和节约能源。
14、(3)本专利技术的适用对象广泛，不仅可以运用在鸽群的领导结构识别，也可以适用于鸽群外其它种群的领导结构识别。
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1.一种用于获取生物群体内领导结构的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的用于获取生物群体内领导结构的方法，其特征在于，在步骤S1中，为正值说明个体i对个体j的飞行有影响，为负值说明个体j对个体i的飞行有影响。
3.根据权利要求2所述的用于获取生物群体内领导结构的方法，其特征在于，在步骤S2中，过滤掉为负值的只考虑为正值的情况作为从影响者指向受影响个体的有向边，
4.根据权利要求3所述的用于获取生物群体内领导结构的方法，其特征在于，在群体等级网络中，处于相同等级的每对个体之间的方向相关延迟时间为零或逼近零；处于相邻等级的每对个体之间的方向相关延迟时间较小，随着等级跨度的增大，方向相关延迟时间增大。
【技术特征摘要】
1.一种用于获取生物群体内领导结构的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的用于获取生物群体内领导结构的方法，其特征在于，在步骤s1中，为正值说明个体i对个体j的飞行有影响，为负值说明个体j对个体i的飞行有影响。
3.根据权利要求2所述的用于获取生物群体内领导结构的方法，其特征在于，在步...
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