一种基于道路网的移动对象的位置索引与邻近查询方法

车辆监控/导航、位置服务、智能交通等实际应用需求对移动对象的存储、获取与分析提出了新的要求.高效地管理和分析随时间变化的移动对象的位置数据,从而为用户提供更加快捷、智能的服务已成为国内外的一个研究热点.针对路网中移动对象当前位置的索引更新与查询问题,提出一种集路网几何/拓扑、交叉口转向约束以及移动对象位置的索引模型,探讨基于该模型的查询与更新.通过与IMORS索引的比较表明该模型提高了索引更新的效率,支持并加强了K邻近等基于网络距离的查询.     

移动区域时空关系变化建模研究

针对二维欧氏空间内的移动区域对象在时空关系变化建模中存在的问题,该文提出了一种时空关系变化序列模型,并建立了时空关系变化概念邻域图。采取基于时间片的时空数据模型,通过分析移动区域间随时间变化的拓扑、距离和方位关系,解决时空关系变化的集成建模问题。该方法能有效刻画移动区域的动态时空特征。     

移动对象时空数据建模的研究

当前的时空数据建模多是针对空间对象的离散变化,随着移动计算环境的普及以及基于位置服务的兴起,要求对连续的时空变化——移动对象进行更深入和实质的研究。介绍移动对象的概念,总结并着重分析目前移动对象数据库的研究重点,分别是数据建模、查询语言、索引结构和不确定性处理。在此基础上提出移动对象数据建模研究未来的发展方向。     

移动对象轨迹索引技术研究

对时空数据库中移动对象进行有效存取、查询和更新的关键技术在于索引。深入分析了移动对象轨迹限制索引和非限制索引中的各种索引技术，最后讨论了移动对象索引技术研究中的问题并对未来方向进行了展望。     

时空和语义结合的船舶轨迹数据压缩方法EI北大核心CSCD

大数据时代积累了覆盖范围广、时效性强的船舶轨迹数据。对海量冗余轨迹数据进行压缩,可提高检索效率,降低数据存储和传输负担;然而现有方法容易忽略移动对象的运动特征。因此,本文提出一种顾及轨迹时空特征和航行语义特征的压缩方法。首先,分析船舶轨迹的空间、时间和语义特征,设计顾及时空语义特征的轨迹数据压缩流程;其次,通过道格拉斯-普克和滑动窗口法计算轨迹点的时空和语义特征值;然后,加权融合轨迹点的时空和语义特征,构建轨迹点的重要性排序,并通过指定压缩比例获取保留轨迹点数目,实现船舶轨迹数据压缩;最后,根据压缩算法效率、质量和实例分析,表明本文方法可保留行驶的动态语义信息和时空形态特征,既可根据压缩比例控制压缩过程,又可显著减少数据冗余,为后续轨迹挖掘等应用提供数据基础。     

移动对象时空轨迹及社交关系一体化数据模型

泛地理信息时代来临及SoLoMo互联网模式盛行,如何高效管理移动对象位置数据、社交关系数据及地理空间数据成为GIS与移动对象数据库研究领域一项全新的技术挑战。首先基于图模型提出了移动对象时空轨迹及社交关系的一体化数据模型GSM,实现了移动对象所在地理空间、移动对象位置与轨迹、移动对象之间社交关系的时空一体化表达,并定义了该模型的四种基础操作算子;然后基于图数据库系统Neo4J实现了GSM模型;最后利用真实的Brightkite、Gowalla位置社交网络数据验证了GSM模型的有效性。所提出的GSM模型能够有效避免关系数据库中表连接造成的移动对象管理与查询效率低下的问题,具有良好的执行效率及稳定性,可为基于位置的社交网络应用提供核心技术支持。     

人际关系网络对象化时空建模方法研究

以全空间信息系统的多粒度时空对象数据模型为指导思想,进行人际关系网络的对象化时空建模方法研究.首先,分析了人际关系网络的建模内容;然后,设计了面向人际关系网络的多粒度时空对象逻辑数据模型;最后,提出了一种人际关系网络的对象化批量构建方法并进行了实例验证.结果表明,本文所提出的人际关系网络对象化时空建模方法将人际关系网络的人员个体视为一个时空实体并抽象为多粒度时空对象,将人员个体之间的人际关系抽象为多粒度时空对象之间的关联关系,可有效描述人际关系网络中人员和关系在时空过程中的状态及其变化信息,实现了人际关系网络的时空一体化组织、存储和管理.     

国、省基础时空信息数据库联动更新方法研究

为利用省级地理信息数据库实现国家基础时空地理信息数据库的动态更新,本文对国、省基础时空数据库联动更新方法开展研究,并实现了联动更新关键技术。通过研究基础地理信息联动更新模式和变化信息提取方法,设计了联动更新方法技术路线和要素联动更新模型,并进行了联动更新系统开发,开展1∶10 000地形数据联动更新1∶50 000地形数据的生产试验,经验证该方法具有可行性,对于国、省基础时空信息数据库联动更新具有一定的参考价值。     

基于改进滑动窗口算法的手机定位数据用户驻留区域识别

针对手机定位数据分析过程中存在的噪声数据处理不佳、用户路径信息丢失、参数适宜性差等问题,提出基于改进滑动窗口的手机定位数据用户驻留区域识别方法.首先讨论了驻留区域识别过程中噪声信息处理与参数自适应等难点;其次通过样本拟合方法,提出出行范围相关的距离阈值计算方法,对经典滑动窗口算法进行改进,生成位置点聚簇结果;最后对通过空间约束规则对乒乓效应进行识别和优化,并对时空相邻聚簇进行归并.实验结果表明,该方法可提高异常漂移点识别的准确率和召回率,并有效处理乒乓效应,可明显提升用户时空行为刻画效果.     

面向对象特征的城市空间数据库动态更新机制研究与实现

针对长期困扰城市空间数据库建设的“更新冲突”和“更新滞后”问题进行深入分析，在研究、借鉴前人的时空数据更新方法的基础上，根据城市规划空间数据实际生产特点，将时间维引入城市空间数据库，按照事件驱动思想，提出基于对象特征的数据动态更新模型和动态更新机制，解决数据管理与数据生产之间数据并发性更新需要，并能实现数据库不同历史时期版本输出问题。实验证明：该系统可以满足城市空间数据库动态更新的需要。     

Measuring Dynamic Interaction in Movement Data

The emergence of technologies capable of storing detailed records of object locations has presented scientists and researchers with a wealth of data on object movement. Yet analytical methods for investigating more advanced research questions from such detailed movement datasets remain limited in scope and sophistication. Recent advances in the study of movement data has focused on characterizing types of dynamic interactions, such as single‐file motion, while little progress has been made on quantifying the degree of such interactions. In this article, we introduce a new method for measuring dynamic interactions (termed DI) between pairs of moving objects. Simulated movement datasets are used to compare DI with an existing correlation statistic. Two applied examples, team sports and wildlife, are used to further demonstrate the value of the DI approach. The DI method is advantageous in that it measures interaction in both movement direction (termed azimuth) and displacement. Also, the DI approach can be applied at local, interval, episodal, and global levels of analysis. However the DI method is limited to situations where movements of two objects are recorded at simultaneous points in time. In conclusion, DI quantifies the level of dynamic interaction between two moving objects, allowing for more thorough investigation of processes affecting interactive moving objects.     

网络中移动对象的2维时空数据模型

提出一种新的2维网络中移动对象的时空数据模型2-Dimensional Spatio-Temporal data model for Mov-ing Objects in Network(2DSTMON)。2DSTMON时空数据模型基于线性参考思想,将3维空间中的轨迹数据转换到2维空间中进行存储和管理,并采用运动矢量的数据更新方式,具有较小的数据量和较低的更新代价。最后,利用ESRI的ArcEngine实现并验证2DSTMON时空数据模型。     

时空变化分类与表达研究

为了解决空间数据库更新过程中地理对象时空变化类型不明晰的问题,利用语义、空间、时态和属性4个组件描述地理对象,并以地理对象集合、地理对象、对象组件以及对象组件属性4个具有层次关系的因子实现地理对象时空变化的分类与表达,通过分析确定了单一对象的17种变化类型、多个对象的4种变化类型,以及每种变化对应的数据库操作。最后,以一个实例说明空间数据变化类型的判定过程。     

Extraction and motion estimation of vehicles in single-pass airborne LiDAR data towards urban traffic analysis

Airborne LiDAR data are characterized by involving not only rich spatial but also temporal information. It is possible to extract vehicles with motion artifacts from single-pass airborne LiDAR data, based on which the motion state and velocity of vehicles can be identified and derived. In this paper, a complete strategy for urban traffic analysis using airborne LiDAR data is presented. An adaptive 3D segmentation method is presented to facilitate the task of vehicle extraction. The method features an ability to detect local arbitrary modes at multi scales, thereby making it particularly appropriate for partitioning complex point cloud data. Vehicle objects are then extracted by a binary classification using object-based features. Furthermore, the motion analysis for extracted vehicles is performed to distinguish between moving and stationary ones. Finally, the velocity is estimated for moving vehicles. The applicability and efficiency of the presented strategy is demonstrated and evaluated on three ALS datasets acquired for the propose of city mapping, where up to 87% of vehicles have been extracted and up to 83% of moving traffic can be recovered together with reasonable velocity estimates. It can be concluded that airborne LiDAR data can provide value-added products for traffic monitoring applications, including vehicle counts, location and velocity, along with traditional products such as building models, DEMs and vegetation models.     

移动目标空间拓扑关系的度量描述

针对传统9交模型对移动目标空间拓扑关系表达及量化描述的不足，基于格网化思想，提出了度量参数量化描述的方法。首先对移动目标和参考目标进行格网化，划分为固定大小的格网阵列；然后利用9交模型确定空间目标间拓扑关系的形式化描述；最后引入内部分量、边界分量、外部分量3种度量参数对移动目标空间拓扑关系进行度量化描述。试验证明，该方法计算简单、直观，能更加有效地度量移动目标间的拓扑关系。     

Modeling spatiotemporal topological relationships between moving object trajectories along road networks based on region connection calculus

Considering the attempts to model spatiotemporal topological relationships between moving object trajectories, the conceptual and computational framework for moving objects along a road network has not received much attention. This paper aims to draw an improved model based on Region Connection Calculus (RCC) theory to represent the spatiotemporal topological relationships between moving object trajectories along road networks. This paper first uses a dimension reduction method based on a linear-reference transformation to model the moving object trajectories segments, and then defines new time–connection and space–connection relations between two trajectory segments. On this basis, the paper proposes an extension to the RCC-based spatiotemporal binary relationship set so that the combined semantics of the spatiotemporal predicates can be described completely. A case study was carried out using Floating Car Data in Guangzhou city. The computational results show that in a real application, the occurrence frequencies of the RCC-based binary relationships are distributed nonuniformly and the semantics of some binary relationships with the highest occurrence are coarse. Therefore, the partition of the spatiotemporal connection relations and the finer aspects of the spatiotemporal relationship model may require further research work.     

ArcSDE在基础地理信息数据库更新中的应用

在国家1∶50 000地形数据库动态更新过程中,笔者通过总结"十二五"期间传统地形数据库的更新方法,提出了基于ArcSDE的、支持多用户分布式在线整理、编辑地形数据库的新方法。本文以朝阳市作为研究对象,通过ArcSDE构建支持集中管理、多用户同步编辑和更新的数据库处理平台,完成了2015年朝阳市1∶50 000地形数据库的更新工作,与以往传统更新方法相比,该方法节省作业时间,提高了工作效率。     

实时GIS时空数据模型

为满足动态目标与传感器等实时观测数据获取、存储、管理、分析与可视化的要求,需要发展一种新型地理信息系统—实时GIS。本文根据实时GIS中各种地理要素的特点以及存贮管理要求,提出了一种面向动态地理对象与动态过程模拟的实时GIS时空数据模型,它将时空过程、地理对象、事件、事件类型、状态、观测等相关要素整合在一个时空数据模型中。基于该模型研发了新一代实时GIS,并以四种动态地理对象（包括移动对象、原位传感器对象、视频对象和过程模拟对象）的时空数据的实时接入、存储与可视化为例,验证的模型的可行性。     

一种利用反S数学模型自动确定地图目标分形无标度区的新方法

在观测尺度r的取值范围足够大时,地图目标的Richardson曲线往往呈现反S形态。根据这一特点,采用反S数学模型———带导数三次多项式模型拟合Richardson曲线,并根据该模型推导出分形无标度区间的计算公式,提出一种自动确定地图目标分形无标度区的新方法,最后通过实验验证本方法的可行性和有效性。