一种移动目标离散轨迹的建立方法技术

本发明专利技术提供一种移动目标离散轨迹的建立方法，包括以下步骤：S1:获取城市静态数据并构建城市功能区，所述城市静态数据包括城市路网；S2:根据所述城市路网提取道路中心线、获取交通点，得到拓扑路网；S3:将所述城市功能区投影到所述拓扑路网上，获取连接；S4:根据道路连通关系建立交通点和连接的拓扑关系，获取城市拓扑图；S5:根据获取的移动目标的经纬度信息确定移动目标坐标在城市拓扑图的位置；S6:基于所述移动目标的时空序列建立移动目标位置类间的拓扑连接，获取离散轨迹。本发明专利技术能够使出行交通地图和公共交通地图呈现出相同的形式，提高索引效率；且能够得到拓扑路网能够简化交通折点、降低储存压力，从而降低轨迹储存成本。成本。成本。

【技术实现步骤摘要】
一种移动目标离散轨迹的建立方法


[0001]本专利技术涉及交通大数据领域，尤其是涉及一种移动目标离散轨迹的建立方法。

技术介绍

[0002]轨迹的定义和计算是交通状态检测和计算的重要基础，也是交通治理的基石。合理、准确、精炼的轨迹对于城市建设有重要意义。目前的轨迹多指具有时空特征的，通过对一个或多个移动对象运动过程采样所形成的数据信息，包括采样点位置信息、时间信息、速度等。作为大数据的一种，符合量大、实时、多样的特性，同时由于设备、存储等因素的影响。具有时空序列性、异频率采样性、数据质量低等特征。
[0003]有别于对固定道路的动态检测，轨迹数据通过标记个体定时采样来获取，一般包括人类活动轨迹、交通工具活动轨迹、动物活动轨迹和自然规律活动轨迹，其中交通轨迹数据分为两大类：行人移动数据和以车载GPS定位器为例的各类代步工具定位装置传输的数据。
[0004]对于行人移动数据，近来有多篇文章针对社交媒体定位功能、手机服务、通信基站信号、信用卡、地铁公交刷卡数据等进行研究。相比于GPS采样的高度独立性，刷卡数据与地铁站公交站深度联系，手机基站也自有辐射范围从而天然划分了城市空间。
[0005]GPS数据在大数据时代更为易得，但由于异频、随机、低质量等问题，在数据挖掘前往往消耗大量精力在地图和地图匹配上，并且出于需求和处理的不同，数据挖掘成果在形式上差异很大却在结论上相似互通，且还有存储难度及存储成本高、索引效率低的问题。
[0006]需要说明的是，在上述
技术介绍
部分公开的信息仅用于对本申请的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于解决降低城市交通轨迹的存储难度的问题，提供一种移动目标离散轨迹建立方法。
[0008]为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0009]一种移动目标离散轨迹的建立方法，包括以下步骤：
[0010]S1:获取城市静态数据并构建城市功能区，所述城市静态数据包括城市路网；
[0011]S2:根据所述城市路网提取道路中心线、获取交通点，得到拓扑路网；
[0012]S3:将所述城市功能区投影到所述拓扑路网上，获取连接；
[0013]S4:根据道路连通关系建立交通点和连接的拓扑关系，获取城市拓扑图；
[0014]S5:根据获取的移动目标的经纬度信息确定移动目标坐标在城市拓扑图的位置；
[0015]S6:基于所述移动目标的时空序列建立移动目标位置类间的拓扑连接关系，获取离散轨迹。
[0016]在一些实施例中，步骤S2所述交通点包含了位置信息和路段信息，由以下公式表示：
[0017]交通点
i
＝{类型:交通,属性:{经度
i
,纬度
i
,度}}
[0018]i表示第i个路口，类型表示记录拓扑点的类型，属性包括：经度、纬度、度，度表示图表示中的连接数。
[0019]在一些实施例中，步骤S2包括：建立栅格填充城市路网，将道路线转换成道路面之后提取连通关系获得道路中心线。
[0020]在一些实施例中，步骤S2包括：在所述交通点中除了道路枢纽，对千米以上的道路进行打断，确保相邻两枢纽的间隔不超过一千米，以减少交通观测盲区。
[0021]在一些实施例中，步骤S5中使用最近邻算法确定当前坐标在城市拓扑图的位置。
[0022]在一些实施例中，所述移动目标的经纬度信息由GPS设备采集获取，所述最近邻算法使用基于曼哈顿距离的k近邻来计算第i个GPS经纬度位置点从属，由以下公式表示：
[0023][0024]其中，i表示GPS设备采集的第i组经纬度数据，j表示拓扑点集中的第j个拓扑点。
[0025]在一些实施例中，步骤S3所述连接包含位置信息和语义信息，由以下公式表示：
[0026]连接
j
＝{类型:连接,属性:{经度
j
,纬度
j
,语义向量
j
,区域中心点
j
}}
[0027]j表示第j个连接，类型表示拓扑点为连接，属性包括点经度，纬度，所对应的区域中心点，所代表的区域语义向量。
[0028]在一些实施例中，步骤S4中，所述城市拓扑图在反映城市功能的宏观城市层以城市需求单元为基本拓扑点，以城市道路网为城市需求单元的拓扑关系；在反映交通状态的道路中观层以道路交叉口和连接为基本拓扑点，以多向道路网络为交通拓扑关系；所述宏观城市层的拓扑点与中观道路层的拓扑点相连通。
[0029]在一些实施例中，步骤S6中以有限拓扑点的排序表示所述离散轨迹，由以下公式表示：
[0030]轨迹
时刻1,时刻k
＝{拓扑点1
→
拓扑点2
→…→
拓扑点k}
[0031]轨迹
时刻1,时刻k
表示移动目标在时刻1至时刻k之间的轨迹，拓扑点i表示在时刻i个体所处的功能点，是个体轨迹拓扑的最小观测单位，其中，i＝1,2,
…
,k。
[0032]本专利技术还提供一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现上述的方法的步骤。
[0033]本专利技术具有如下有益效果：
[0034]本专利技术通过以交通点和连接为基础在城市建立静态而普遍的通行模式，将无序低质的移动目标经纬度信息匹配到有限的静态的拓扑点上，得到一系列稳定的静态语义点的设置，能够使出行交通地图和公共交通地图呈现出相同的形式，解决打通私人出行和公共出行的数据融合壁垒的问题，从而提高索引效率；通过根据城市路网提取道路中心线、获取交通点，得到拓扑路网的设置能够简化路网的交通折点，降低储存压力及存储难度，从而降低轨迹储存成本。
[0035]本专利技术实施例中的其他有益效果将在下文中进一步述及。
附图说明
[0036]图1是本专利技术实施例中移动目标离散轨迹的建立方法的流程图。
具体实施方式
[0037]以下对本专利技术的实施方式做详细说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本专利技术的范围及其应用。
[0038]GPS数据往往用Json格式存储，每条信息除了时空坐标还包含了大量无关信息，显著增加了存储难度及存储成本，并且轨迹数据挖掘时只需要提取GPS数据中的时空坐标信息，在时空拓扑图的基础上进行各类交通观测，大量无关信息造成索引效率很低。因此，本专利技术实施例提供了一种移动目标离散轨迹的建立方法以解决问题，参考图1，本专利技术实施例包括如下步骤：
[0039]S1:获取城市静态数据并构建城市功能区，所述城市静态数据包括城市路网；
[0040]S2:根据所述城市路网提取道路中心线、获取交通点，得到拓扑路网，所述交通点为城市路网中交叉口坐标；
[0041]S3:将城市功能区投影到所述拓扑路网上，并定义指城市功能区的投影点为连接，获本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种移动目标离散轨迹的建立方法，其特征在于，包括以下步骤：S1:获取城市静态数据并构建城市功能区，所述城市静态数据包括城市路网；S2:根据所述城市路网提取道路中心线、获取交通点，得到拓扑路网；S3:将所述城市功能区投影到所述拓扑路网上，获取连接；S4:根据道路连通关系建立交通点和连接的拓扑关系，获取城市拓扑图；S5:根据获取的移动目标的经纬度信息确定移动目标坐标在城市拓扑图的位置；S6:基于所述移动目标的时空序列建立移动目标位置类间的拓扑连接关系，获取离散轨迹。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S2所述交通点包含了位置信息和路段信息，由以下公式表示：交通点
i
＝{类型:交通,属性:{经度
i
,纬度
i
,度}}i表示第i个路口，类型表示记录拓扑点的类型，属性包括：经度、纬度、度，度表示图表示中的连接数。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S2包括：建立栅格填充城市路网，将道路线转换成道路面之后提取连通关系获得道路中心线。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S2包括：在所述交通点中除了道路枢纽，对千米以上的道路进行打断，确保相邻两枢纽的间隔不超过一千米，以减少交通观测盲区。5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S5中使用最近邻算法确定当前坐标在城市拓扑图的位置。6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述移动目标的经纬度信息由GPS设备采集获取，所述最近邻算法使用基于曼哈顿距离的k近邻来计算第i个GPS经纬度位置点从属，由以下公式表示：其中，i表示GPS设备采集的...

【专利技术属性】
技术研发人员：李志恒，秦心岩，
申请(专利权)人：清华大学深圳国际研究生院，
类型：发明
国别省市：