基于有趣地点压缩的时空轨迹聚类

研究移动物体时空轨迹局部关键地点时空相似的聚类问题.根据移动物体的运动状态提取轨迹中的有趣地点,利用最小包围盒技术对这些有趣地点进行描述,得到基于有趣地点压缩的轨迹表示形式;然后给出一个时空属性相结合的相似性度量公式,对压缩表示的轨迹进行相似性度量;基于这个相似性度量公式对轨迹进行聚类,聚类方法采用层次聚类法.实验结果表明,本文提出的方法能有效地对移动物体时空轨迹进行聚类,由于采用了增量式的轨迹压缩方法,不仅提高了聚类的速度,而且还实现了增量式的轨迹聚类.     

基于最小覆盖圆时空聚类算法的出行轨迹停驻点识别

本文面向出行GPS轨迹中停驻点的识别问题,提出一种基于最小覆盖圆的时空聚类方法。使用停驻范围阈值对轨迹点进行聚类,使用停驻时间阈值对聚类类簇进行初步过滤,使用类簇近邻距离与类簇近邻时间两个阈值对预过滤类簇进行合并,继而使用停驻时间阈值进行最终过滤得到停驻时段与停驻点。该算法改进了已有时空聚类算法中初始类簇的确定方法,提高了计算效率。由于现有的查全率与查准率无法准确衡量停驻点识别结果的精度,基于停驻时段精确度对查全率与查准率计算计算方法进行修改。使用包含9 923个轨迹点的轨迹进行算法有效性检验,轨迹中包含的三个停驻时段均得到有效识别,查准率与查全率均为0.82,实验结果表明,该算法在轨迹重合度高以及轨迹漂移等情形下具有较高的准确性。     

平面空间时空轨迹快速聚类算法研究

针对现有聚类分析算法对平面空间时空轨迹进行聚类的不足,提出了基于区域的快速聚类方法。借助先验知识确定输入参数,使用符合现实情况的切比雪夫距离或曼哈顿距离度量点间距离以划分聚类簇,区分人的各个常驻地点;使用区域叠加的概念度量点的密度,确定簇的质心以获得每个常驻地点的中心坐标;在保证算法复杂度的前提下确定簇的边缘点,标注人在每个常驻地点的活动范围。相比现有算法,该算法更适用于时空轨迹数据分析。     

一种面向移动智能手机用户轨迹停留点提取的时空聚类算法研究

对移动智能手机定位获取的用户轨迹进行聚类分析,并基于密度的OPTICS聚类算法,提出针对时空聚类信息提取的ST-OPTICS方法,根据时空对象的时间戳改进聚类的簇排序,对同一运动轨迹下使用不同手机、不同定位方式的时空停留信息进行提取,并对聚类结果进行分析.结果表明:1ST-OPTICS算法能够识别任意形状和大小的聚簇,在参数设定和搜索邻域方面具有显著的优势,能够有效提取GPS定位抖动和漂移产生的小范围轨迹误差,提取的平均正确率在80%以上,比较适用于时空停留点的提取;2全局密度阈值中,低密度的簇易被忽略,通过更改参数设置,能提高局部时空停留点提取的正确率;3同一轨迹下,手机的定位策略不同,其停留点提取的正确率亦存在明显差异.基站定位误差是影响停留点提取精度的主要因素之一;4GPS信号由于受遮蔽物影响,造成定位错误,但对停留点提取误差的影响不大;5ST-OPTICS算法提取的平均正确率比ST-GRID高14%以上.     

面向轨迹聚类的差分隐私保护方法

针对目前的轨迹聚类隐私保护方法仍然存在适用性较窄、可用性较低以及难以在实际应用中实施的问题,提出了支持轨迹聚类的差分隐私保护方法,首先给出了典型轨迹聚类算法的通用框架模型及其差分隐私定义,然后根据定义设计满足差分隐私机制的二维拉普拉斯噪声,最后将直角坐标系中得到的噪声形式变换到极坐标系,并加入到原始轨迹点中以进行实际应用实现.实验结果表明,本文算法具有更好适用性,与当前的轨迹聚类隐私保护方法相比,在相同保护强度下,本文算法具有更好的聚类效果.     

基于时空相似系数的环形交叉口车辆轨迹聚类

为了分析交叉口车辆运行轨迹的规律性, 提高环形交叉口交织段的通行能力, 提出基于时空相似系数的环形交叉口车辆轨迹聚类方法。 针对规定区域车辆轨迹, 分析车辆轨迹时空信息并计算得到时空相似系数, 同时采用谱聚类进行聚类, 将交叉口区域内一段时间内的轨迹聚类情况进行可视化展示。 经过实例验证, 所提出的方法能够有效地约简数据, 并可提取出轨迹信息中的潜在规律, 为进一步的决策工作提供一定的参考价值。     

视频媒体网络中基于轨迹优化的监控图像聚类算法

为了解决视频媒体网络环境中监控图像随机性较强、特征较为复杂,导致聚类效果不佳、空间畸变率高等问题,引入轨迹优化技术对视频媒体网络中监控图像进行聚类。通过采集视频媒体网络中监控图像的关键帧,挖掘监控图像的时空轨迹,并根据监控视频图像背景的隶属度计算结果,提取监控图像色彩、边缘等基本特征;计算监控内容、时间及空间的相似度,采用层次聚类算法对相似度较高的监控图像进行单元合并,并以视频轨迹为标准实现聚类融合,输出最终的聚类结果。实验结果表明,使用本文算法得出的聚类结果,平均畸变率仅为0.85%,比传统算法降低了4.65%。     

时空轨迹中隐含的周期性行为模式

将人类时空轨迹中隐含的信息进行可视化并转换为语义语言是公安工作的迫切需要。使用聚类算法将空间轨迹数据离散化,设计等间距抽样算法规整时间序列数据,从而将连续域上的时空轨迹数据表示为离散的二值序列,为使用离散傅里叶变换和循环自相关方法查找时空轨迹中隐含的周期性行为模式做好数据准备;并通过调整采样时间跨度以增强稀疏二值序列的周期性特征。实验表明可以有效提取时空轨迹中的周期性行为模式,而具有季节性和随机变化的行为模式也具有重要参考价值。案件的发生是由人的行为导致的,所以对人类时空轨迹的研究成果也可以应用于案件分析。     

考虑道路形状约束的车辆轨迹聚类方法

随着车联网技术的不断发展,产生了海量车辆轨迹数据。这些车辆轨迹数据可以通过聚类分析方法挖掘出车辆行驶的潜在规律,从而实现指导车辆出行的目的。提出一种基于密度的车辆轨迹聚类方法,对基于道路形状关键点位置选取的车辆轨迹信息进行重构,并考虑车辆在路网中移动的空间约束,分析聚类结果得到城市道路的交通状况,以此指导车辆出行以避免或减轻车辆拥堵。基于福州市真实的车辆数据对提出的车辆轨迹聚类算法进行验证,并对最后的聚类结果进行了详细的分析。实验结果表明,针对车辆轨迹聚类并结合道路网络的方法能够更加真实反映车辆的行为特征。     

组移动模式挖掘中轨迹聚类的置信区间法

在借鉴空间数据挖掘技术的基础上,定义了移动对象轨迹之间的时态距离和平均距离,提出了标准差法和置信区间法两种轨迹聚类算法。两种方法能够找出所有具有相似轨迹的对象对,在不同距离采样点数的基础上配合使用两种方法能够明显降低轨迹聚类算法的时间复杂度。基于标准差法和置信区间法的轨迹聚类算法在仿真数据集和真实数据集进行了验证。表明两种方法能够为其他轨迹聚类算法进行数据筛选,筛选后的数据量将大大减少,从而可提高算法效率。     

阈值引导采样法的船舶轨迹简化算法

为了解决大多数的轨迹简化算法缺乏对轨迹多个特征的综合衡量的问题，提出了一种融合位置、方向、速度与时序等多个轨迹特征，基于阈值引导采样的船舶轨迹简化算法。该算法以角度阈值法思想为基础，计算轨迹点的前后多个特征差，与设置的阈值进行对比，进而实现对轨迹的简化。利用船舶AIS轨迹数据对该算法进行轨迹简化和轨迹聚类实验。实验结果表明,该轨迹简化算法在简化率、简化误差率上均优于角度阈值算法，能保留原始轨迹的形状，并且简化后的轨迹数据能运用于轨迹聚类，聚类效果良好。     

面向轨迹聚类的差分隐私保护方法

针对目前的轨迹聚类隐私保护方法存在适用性较窄、可用性较低及难以在实际应用中实施的问题,提出了支持轨迹聚类的差分隐私保护方法.首先给出了典型轨迹聚类算法的通用框架模型及其差分隐私定义,然后根据定义设计满足差分隐私机制的二维拉普拉斯噪声,最后将直角坐标系中得到的噪声形式变换到极坐标系,并加入到原始轨迹点中以进行实际应用实现.实验结果表明:与当前的轨迹聚类隐私保护方法相比,本文算法具有更好的适用性和聚类效果.     

基于模糊聚类的车辆运动轨迹建模

为提高车辆运动行为模式的学习与分析水平,综合考虑车辆运动轨迹特点及其建模的相关要求,提出了一种车辆运动轨迹建模方法.该方法主要由轨迹模糊聚类和路径建模两部分组成,首先拓展采用改进Hausdorff距离衡量轨迹之间的几何相似性,并基于此构建了改进模糊C均值轨迹聚类算法,用于实现车辆运动轨迹的聚类;在轨迹聚类的基础上,建立了基于离散状态的路径模型,并进而提出了相应的轨迹异常检测算法.最后,在真实场景下的试验结果验证了本文方法的适用性和有效性.     

出租车载客热点技术研究

通过挖掘北京市出租车历史轨迹数据,分析出租车载客热点区域,从而为空载行驶的出租车司机提供寻客方向.基于大数据平台的历史轨迹数据预处理,按照数据生成时间对出租车历史数据进行排序,提取历史数据中的所有乘客上车地点;使用聚类算法对提取出的上车地点进行聚类分析,提取乘客频繁出现的区域.以出租车寻找乘客为背景,分别采用基于密度的DBSCAN算法和基于距离的K-means算法对载客点进行聚类.采用聚类算法性能评估中的DB内聚指数对两种算法的聚类效果进行评估,结果显示工作日和非工作日DBSCAN算法聚类结果的内聚效果均优于Kmeans算法.     

基于轨迹聚类的热点路径分析方法

随着智能终端、移动定位、无线通信等技术的快速发展,在交通、物流等应用领域,大量受路网约束的轨迹数据得以收集.利用轨迹数据分析热点路径,可以在时空和语义特征不变的前提下反映移动对象的运动和行为模式.在提取道路交叉点的基础上,引入轨迹的停留点语义,并将两者共同作为特征点进行轨迹划分,在轨迹聚类的基础上进行子轨迹权重分析,从...     

基于局部模型的再入滑翔类飞行器轨迹在线调整算法设计

针对再入滑翔类飞行器滑翔过程各种复杂条件不确定以及任务不确定问题，将轨迹离线优化与在线调整相结合，提出了一种基于局部模型的轨迹在线调整算法。该算法利用离线Radau伪谱函数表征飞行轨迹，构建轨迹局部模型，并通过轨迹约束空间离散化形成局部模型集；在线运行过程中，引入模糊聚类思想，设计了一种基于模糊隶属度的局部模型子集构建与更新方法，根据实时飞行状态以及任务约束构建与更新局部模型子集，并采用加权融合方法实现轨迹在线生成。最后，通过仿真分析验证了算法的轨迹生成与在线调整性能。     

一种用于交通轨迹数据的时空R树索引结构

对于包含有时空属性信息的海量交通轨迹数据进行存储、检索等具有重要的实际意义.针对交通轨迹数据的时空特性、无序性以及采样率高等特点,提出一种基于时空距离进行聚类的数据项构造方法;同时针对数据的时空特性和传统R树的节点重叠率较高导致检索效率慢的情况,提出增加时间维度且基于改进的层次聚类算法的R树构造方法.解决了传统方法中树过高以及节点重复率高导致的检索效率问题.实验结果表明,该构造方法得到的R树结构在检索效率方面性能优于传统方法.     

基于轨迹聚类的路网构造

随着定位设备的普及以及大规模移动轨迹数据的快速涌现,使得基于移动轨迹的数据挖掘和知识发现研究变得越来越热,其中一个有价值的研究方向是从GPS轨迹中抽取路网结构.然而如何有效地从轨迹数据中探测交叉口并进而构造路网却是一个难以解决的问题,针对此问题提出了一个基于轨迹点聚类的交叉口探测算法,以及在此基础上的路网快速构造方法.实验结果表明,算法能够有效地确定交叉口的位置及数量,且利用探测到的交叉口能够实现路网结构的快速构造.     

社区老年人空间行为轨迹异常分析方法

为分析社区中老年人空间行为轨迹的规律并识别其异常空间行为轨迹,建立了基于动态时间规整(dynamic time war-ping,DTW)算法和基于密度的空间聚类算法(density-based spatial clustering of applications with noise,ST-DBSCAN)的社区老年人异常空间行为轨迹分析模型.首先,利用社区内老年人空间轨迹定位数据,采用ST-DBSCAN聚类算法对连续空间轨迹进行聚类分析,提取老年人的动态行为链.其次,针对两种常见的异常轨迹模式(出行轨迹偏离日常轨迹和停留时间过长),利用DTW算法对老年人的动态轨迹进行异常模式识别.最后,结合异常轨迹模式、老年人背景信息、气象信息,建立社区老年人异常行为风险分析模型,分析老年人在出现轨迹异常情况下的安全风险,并基于微软亚洲研究院的开源轨迹数据集GeoLife对建立的模型进行了验证.研究结果表明,模型可以识别老年人出行时的异常空间轨迹,分析其安全风险.研究成果可以为居委会、社区物业、养老机构等部门的老年人安全管理工作提供方法支持.     

GM（1，1）模型在轨迹聚类中的应用

针对移动对象轨迹数据在获取过程中可能存在延迟、缺失,使得轨迹数据存在不确定性的情况.利用GM(1,1)模型在预测、决策领域中的优势,在拟合误差阀值的限制下,提出一种基于GM(1,1)模型的轨迹分割方法(TR_GMPR).之后,对分割后的轨迹段利用DBSCAN算法进行聚类.实验表明,生成的特征轨迹相比其他线段分割的轨迹聚类结果,更符合实际情况.