一种顾及时间特征的船舶轨迹DBSCAN聚类算法

随着世界海洋经济的快速增长和各国海洋贸易的持续发展,船舶A IS系统被世界各国广泛采用,由此产生海量的船舶轨迹数据.如何对这些多维、动态的数据进行挖掘和利用,成为当前时空数据挖掘领域的研究热点之一.文中在经典DBSCAN空间聚类算法的基础上,对船舶轨迹数据进行清洗、压缩等预处理,并将其划分为特征点相连的子轨迹段,然后引...     

轨迹延续性与影像特征相似性结合的城市道路提取

城市道路区域检测是城市土地管理、交通规划等领域的迫切需求,而传统城市道路区域检测多使用轨迹提取、遥感解译、人工采集等单独方式,在自动化程度或提取质量上存在一定的局限性。本文结合GNSS轨迹点与高分遥感影像各自的数据优势,提出一种基于轨迹延续性与影像特征相似性的遥感影像道路区域检测方法。该方法以出租车GNSS轨迹点构建轨迹特征栅格,基于轨迹延续性在平均方向特征栅格中划分路段对象,利用道路对象的光谱特征向轨迹无法覆盖的小区内部进行拓展,以获得提取区域内较为完整的道路信息。试验证明:本文方法可以有效降低道路的同物异谱现象及阴影、树木遮挡的影响,高效地提取高分遥感影像中的道路区域。与传统的遥感影像分类方法相比,具有更高的精度与自动化程度,相较于深度学习模型具有更广的适应性。     

轨迹延续性与影像特征相似性结合的城市道路提取

城市道路区域检测是城市土地管理、交通规划等领域的迫切需求,而传统城市道路区域检测多使用轨迹提取、遥感解译、人工采集等单独方式,在自动化程度或提取质量上存在一定的局限性。本文结合GNSS轨迹点与高分遥感影像各自的数据优势,提出一种基于轨迹延续性与影像特征相似性的遥感影像道路区域检测方法。该方法以出租车GNSS轨迹点构建轨迹特征栅格,基于轨迹延续性在平均方向特征栅格中划分路段对象,利用道路对象的光谱特征向轨迹无法覆盖的小区内部进行拓展,以获得提取区域内较为完整的道路信息。试验证明：本文方法可以有效降低道路的同物异谱现象及阴影、树木遮挡的影响,高效地提取高分遥感影像中的道路区域。与传统的遥感影像分类方法相比,具有更高的精度与自动化程度,相较于深度学习模型具有更广的适应性。     

顾及时空"点-线"关联特征的出行轨迹描述模型

关联出行研究是城市规划、交通出行、传染病防控、犯罪侦查等领域的研究热点,尤其当出行个体带有接头、等待等主观意图的前提下,如何有效识别其关联行为,是当前时空认知领域的难点。本文以犯罪时空轨迹为研究对象,首先分析了现有出行轨迹描述方法的不足,兼顾了出行轨迹的细节点特征和完整线特征,提出了顾及"点-线"特征的出行轨迹描述模型。然后,在此基础上,基于时空拓扑关系提出关联出行的轨迹判别方法,能描述"接头、等待、共处、同行"4种基本的关联出行轨迹模式,并可进一步区分19种不同的关联出行子类型。最后,通过试验对比,验证了该方法的有效性。     

顾及几何特征相似性的多源等高线匹配方法

已有的多源等高线匹配方法主要基于等高线拓扑关系构建以及基于空间欧氏距离的相似性度量,缺少对等高线几何形态相似性的考虑,在等高线密集区域、图幅边界区域以及地形变化剧烈区域易产生误匹配情况。为此,本文提出一种基于几何特征相似性的由粗匹配到精匹配的多源等高线匹配策略。提出顾及局部特性的基于节点曲率以及法向量与横坐标轴夹角的混合特征描述测度,将等高线点序列转化为几何形态特征描述序列,引入最长公共子序列算法,量化计算多源等高线数据之间的相似程度,并依据相似度实现同名等高线匹配。利用模拟数据和真实数据对本文方法的可靠性和运行效率进行验证,试验证明,本文提出的匹配策略顾及了等高线空间位置特征和几何形态特征,能够保证较高的匹配精度和运行效率,并具有较好的适用范围。     

基于多重运动特征的轨迹相似性度量模型

针对目前只能对单一运动特征（速度、方向等）进行轨迹相似性分析的不足,提出了基于多重运动特征的轨迹相似性度量,该度量对于分析和理解移动对象的运动行为和规律具有重要意义。将其应用于基于多重运动特征的运动序列模式发现。该相似性度量借鉴数据立方体的思想,将多重运动特征时间序列进行量化和符号化表示,在多重运动特征值域空间中计算两字符间的距离作为字符间替换代价,最终以加权编辑距离作为相似性度量。将该相似性度量与谱聚类方法相结合进行运动序列模式发现。实验以飓风数据为例,通过气象文献中飓风的发生与运动规律验证了模型的有效性。     

顾及排序差异的对象群邻近关系相似性计算

提出一种实用性较强的地理信息语义表达及相似性度量模型,实现从地理信息语义建模到相似性度量的完整技术链条。在对地理信息语义表达的内容与尺度分析的基础上,提出地理信息语义描述的基本结构,并将其进一步细化为具有不同大小的语义粒度项,以构建出地理信息语义的细节层次（level of detail,LOD）表达模型,最后依据地理信息概念间相关语义粒度项的匹配关系实现地理信息语义相似程度的定量化计算,在实例分析中则以土地利用类型为例进行相似度计算的实验,通过实验结果与实际经验判断比较验证出该模型具有较强的实用性。     

GML时空序列模式相似性度量挖掘算法研究

随着GML规范的不断完善及广泛应用,大量的不同时期的GML空间数据开始累积。如何从GML时空数据（库）中提取知识,已成为当前空间数据挖掘亟待解决的热点问题。针对半结构化GML时空数据的特点,采用时空数据挖掘的理论与方法,探讨数种GML时空序列模式相似性度量挖掘算法。     

时空轨迹多层级相似子段匹配方法

轨迹子段匹配是轨迹数据挖掘的重要手段,针对其计算复杂度较高、受噪声影响大的问题,提出了一种融合自适应希尔伯特地理网格编码的多层级轨迹编码树结构,在可接受的建树代价下,形成了从轨迹整段到最小片段的层次化组织形式和子段从属关系表达结构,并在轨迹片段编码树的基础上,设计了相似子段匹配算法,将复杂的空间计算转化为空间编码的字符串前缀匹配操作,极大地降低轨迹子段匹配的计算复杂度。实际轨迹数据的实验表明,在不影响匹配准确率的前提下,提出的子段匹配方法的效率与基于经典距离的相似性度量方法相比,有超过一个数量级的性能提升。     

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。     

出租车轨迹数据的频繁轨迹识别

为识别城市交通中的频繁路径,本文提出了一种出租车轨迹数据的频繁轨迹识别方法。该方法首先对轨迹数据进行轨迹压缩,以降低计算复杂度;然后基于最长公共子序列和动态时间规整算法进行轨迹相似性度量计算,利用计算得到的轨迹间相似度生成距离矩阵;最后将生成的距离矩阵结合HDBSCAN算法进行聚类得到频繁轨迹。选取厦门岛内两个区域进行试验分析,结果表明,该方法能够识别出轨迹数据集中的频繁轨迹,进而得到城市区域之间通行的频繁路径,对道路规划、路径优化与推荐、交通治理等应用提供帮助。     

Shape Similarity measures of Linear Entities

The essential of feature matching technology lies in how to measure the similarity of spatial entities.Among all the possible similarity measures,the shape similarity measure is one of the most important measures because it is easy to collect the necessary parameters and it is also well matched with the human intuition.In this paper a new shape similarity measure of linear entities based on the differences of direction change along each line is presented and its effectiveness is illustrated.     

Shape similarity measures of linear entities

The essential of feature matching technology lies in how to measure the similarity of spatial entities. Among all the possible similarity measures, the shape similarity measure is one of the most important measures because it is easy to collect the necessary parameters and it is also well matched with the human intuition. In this paper a new shape similarity measure of linear entities based on the differences of direction change along each line is presented and its effectiveness is illustrated.     

增强语义的地理信息服务匹配相似性算法探讨

针对服务匹配技术存在缺乏定量分析能力和匹配精度不高等问题。该文在总结地理信息服务及服务匹配过程特点的基础上,有机地融合了概念信息量算法和概念距离算法的优势,提出一种增强语义的地理信息服务匹配相似性算法,并通过原型系统的实现证明了该算法的可行性和有效性。     

线目标特征点相似性匹配

针对地图制图数据库更新中多源数据匹配问题,通过提取线目标中的特征点,建立一种基于空间位置和拓扑关系的匹配模型,对特征点进行相似性匹配。实验证明该模型匹配效果良好,基本满足数据更新中图形纠正的需要。     

基于邻域投票和Harris-SIFT特征的低空遥感影像匹配

文中提出一种基于邻域投票和改进的Harris-SIFT特征的低空遥感影像匹配方法。首先用NMS算法提取多尺度的Harris-SIFT特征并对其进行方向描述,然后根据最近邻与次近邻特征点距离之比确定初始匹配点对,最后通过近邻域选择投票的方法剔除候选点中的虚假匹配点,进而实现低空遥感影像的配准。实验表明该算法在获得充足匹配点且保证匹配精度的同时,明显提高影像匹配的效率。     

线要素任意范围接边算法的设计与实现

本文在深入分析传统接边算法的缺陷后,提出了一种高效的任意范围接边算法.该算法通过对参与接边的要素类进行2次筛选,提取参与接边的要素,有效缩短了算法的执行时间;为了按照接边要素的空间邻近关系进行接边匹配,将接边要素和接边线的交点与接边线首点间的折线距离作为键值对接边要素信息进行排序,提高了接边匹配效率,并且能准确处理在接边线节点处接边的情形.并通过武汉市等高线数据更新的接边处理试验,验证了该算法的高效性与正确性.     

轨迹数据的非关系管理及相似性分析

针对高动态、半结构化的轨迹数据,充分利用文档型非关系数据库MongoDB的特性,本文首先提出了一套分层、分区、分片的存储策略,设计了以整条轨迹为基本粒度的非关系组织模型,能够有效应对轨迹数据的海量性和动态性挑战。然后据此开展轨迹相似性分析的研究,提出了一种兼顾时间维和轨迹形状的轨迹相似性度量方法DTWEUCLI,可计算长短不一且含有噪声的轨迹数据之间的相似性。最后基于轨迹的非关系存储和相似性计算,开展了轨迹簇生成的试验与分析,设计实现了基于轨迹相似性计算的轨迹聚类计算框架。基于3个轨迹数据集的试验表明,DTWEUCLI算法能够对多源轨迹数据集进行有效聚类,输出轨迹簇。