【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及风险测度，尤其涉及一种基于时空的目标对象风险测度方法。
技术介绍
1、现有技术多采用从目标对象尺度出发，测度目标对象受到的风险，在地理信息科学中，时空学被用来分析移动对象在能力制约、权威制约和组合制约限制下的移动；我们可以通过时空学中的时空路径或时空棱镜来可视化或测度目标对象的移动性，时空路径也被称为时空轨迹，是描述目标对象出行及其环境暴露的工具之一，时空棱镜stp是时空学最重要的概念之一，它表征了移动对象在两个确定性的时空锚点之间可以到达的时空范围，这个时空范围在地理空间的投影被称为潜在路径区域ppa。
2、现有公开文献jia xiao，xiaolu zhou发表的期刊论文《crime exposure alongmyway home:estimating crime risk along personal trajectorybyvisualanalytics》中，揭示了使用时间地理学来衡量目标对象尺度的风险，将目标对象不同空间分辨率下的时空路径和地图的预估风险密度结合起来，测度了目标对象在移动时受到的风险，并计算出的风险能综合反映出目标对象受到的直接风险和周围环境的间接风险。
3、但该方法存在以下问题：
4、1)它需要结合多个空间分辨率的时空路径和地图的预估风险密度，其计算过程十分繁琐；
5、2)虽然时空路径具有确定性的时空锚点信息，却忽略了时空锚点之间大量的不确定性信息，无法完美地测度出目标对象的时空可达性；
6、3)该方法的准确性依赖于目标对象出
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术提出了一种基于时空的目标对象风险测度方法，可以根据低采样时间频率的移动轨迹或者低空间分辨率的预设路径，快速计算出目标对象在过去的移动轨迹的风险，并给出多条规划路径之中最安全的一条路线。
2、本专利技术的技术方案是这样实现的：本专利技术提供了一种基于时空的目标对象风险测度方法，包括以下步骤：
3、s1，获得目标对象的移动轨迹或预设路径；
4、s2，建立时空位置模型，通过时空位置模型计算出目标对象在每个时刻的时空碟；
5、s3，为目标对象在每个时刻的时空碟赋予概率权重，得到概率时空碟；
6、s4，对概率时空碟进行加权计算得到风险时空碟；
7、s5，将风险时空碟按时间序列叠加得到离散化风险时空棱镜；
8、s6，根据离散化风险时空棱镜分析目标对象移动的动态风险。
9、在以上技术方案的基础上，优选的，所述步骤s1中，获得目标对象的移动轨迹或预设路径，其中，目标对象的移动轨迹或预设路径通过监视设备获得。
10、在以上技术方案的基础上，优选的，所述步骤s2中通过时空位置模型计算出目标对象在每个时刻的时空碟包括以下子步骤：
11、步骤s21，对空间离散化处理，其中，将空间离散化为若干个等分的空间单元x，并使用每个空间单元的中心点来确定各自的空间坐标c；
12、步骤s22，建立时空位置模型，假设目标对象在相邻的时空锚点pi和pj之间活动，通过时空位置模型计算目标对象在ts时刻的时空碟；
13、其中，在ts时刻目标对象能够达到的所有位置的空间单元x集合为离散化时空碟std，表达式为：
14、
15、式中，在ts时刻的时空碟std为discpast和discfuture的交集，discpast为过去圆盘，discfuture为未来圆盘，ci和cj分别是pi和pj所在空间单元的中心点，ts-ti为从pi位置到该位置下给定的预算时间，tj-ts为该位置到pj下给定的预算时间，||c-ci||为该空间单元的中心点到pi空间单元的中心点距离，||cj-c||为该空间单元的中心点到pj空间单元的中心点距离，vmax是目标对象移动的最大速度，||·||表示欧氏距离。
16、在以上技术方案的基础上，优选的，步骤s3所述得到概率时空碟包括以下子步骤：
17、步骤s31，根据时空路径与离散化时空碟的交点得出最大访问概率的位置，即为期望位置，其线性插值的表达式为：
18、
19、式中，(xs，ys)为期望位置的空间坐标，(xi，yi，ti)和(xj，yj，tj)分别是时空锚点pi和pj的坐标，ts是[ti，tj]之间的任意时刻；
20、步骤s32，利用反距离加权为每个时刻的时空碟分配概率，根据每个空间单元与期望位置的距离来计算它们的访问概率，其计算表达式为：
21、
22、式中，k是离散化时空碟中的空间单元中心点c的索引，||cs-ck||为期望位置空间单元的中心点到ck空间单元的中心点距离；为离散化时空碟内期望位置cs与中心点c的距离累加值；
23、步骤s33，为空间单元赋予访问概率，得到概率时空碟，表达式为：
24、
25、在以上技术方案的基础上，优选的，所述步骤s4中对概率时空碟进行加权计算得到风险时空碟包括以下子步骤：
26、步骤s41，利用核密度估计方法的得到静态的风险评估地图，核密度估计的计算公式如下：
27、
28、其中，n为样本大小，包含了数据点x1，x2...xi...xn；h是带宽；是核函数；
29、步骤s42，根据访问概率和静态的风险评估地图，计算目标对象在特定的时间和空间位置(ts，xk)的风险，表达式为：
30、
31、其中，是位置访问概率，f(·)是核密度估计函数；
32、步骤s42，将静态的风险评估地图的风险作为权重矩阵与步骤s33得到的概率时空碟进行加权计算，得到风险时空碟，表达式为：
33、
34、在以上技术方案的基础上，优选的，步骤s5所述的将风险时空碟按时间序列叠加得到离散化风险时空棱镜，其表达式为：
35、rstp＝{rstdt|t∈[ti，tj]}；
36、其中，rstp为离散化风险时空碟，t是[ti，tj]之间时间步长整数倍的时刻。
37、在以上技术方案的基础上，优选的，所述步骤s6中根据离散化风险时空棱镜分析目标对象移动的动态风险包括不同时刻的风险、不同位置的风险和不同路线的风险。
38、在以上技术方案的基础上，优选的，所述步骤s6不同时刻的风险的计算表达式为：
39、
40、其中，为目标对象在不同时刻的风险。
41、在以上技术方案的基础上，优选的，所述步骤s6不同位置的风险的计算表达式为：
42、
43、其中，为目标对象在特定时间段内每个空间单元的风险，为目标对象在特定位置的停留时间，f(xk)为每个空间单元的预估风险密度。
44、其中，目本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于时空的目标对象风险测度方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的基于时空的目标对象风险测度方法，其特征在于，所述步骤S1中，获得目标对象的移动轨迹或预设路径，其中，目标对象的移动轨迹或预设路径通过监视设备获得。
3.如权利要求2所述的基于时空的目标对象风险测度方法，其特征在于，所述步骤S2中通过时空位置模型计算出目标对象在每个时刻的时空碟，包括以下子步骤：
4.如权利要求3所述的基于时空的目标对象风险测度方法，其特征在于，步骤S3所述得到概率时空碟包括以下子步骤：
5.如权利要求4所述的基于时空的目标对象风险测度方法，其特征在于，所述步骤S4中对概率时空碟进行加权计算得到风险时空碟包括以下子步骤：
6.如权利要求5所述的基于时空的目标对象风险测度方法，其特征在于，步骤S5所述的将风险时空碟按时间序列叠加得到离散化风险时空棱镜，其表达式为：
7.如权利要求6所述的基于时空的目标对象风险测度方法，其特征在于，所述步骤S6中根据离散化风险时空棱镜分析目标对象移动的动态风险包括不同时刻的风险
8.如权利要求7所述的基于时空的目标对象风险测度方法，其特征在于，所述步骤S6不同时刻的风险的计算表达式为：
9.如权利要求8所述的基于时空的目标对象风险测度方法，其特征在于，所述步骤S6不同位置的风险的计算表达式为：
10.如权利要求9所述的基于时空的目标对象风险测度方法，其特征在于，所述步骤S6不同路线的风险，一条路线由n个时空锚点组成，第i和i+1个时空锚点pi和pi+1对应的PPA为PPAi，假设PPAi内共有m个空间单元，那么这两个时空锚点之间的风险可以计算为：
...【技术特征摘要】
1.一种基于时空的目标对象风险测度方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的基于时空的目标对象风险测度方法，其特征在于，所述步骤s1中，获得目标对象的移动轨迹或预设路径，其中，目标对象的移动轨迹或预设路径通过监视设备获得。
3.如权利要求2所述的基于时空的目标对象风险测度方法，其特征在于，所述步骤s2中通过时空位置模型计算出目标对象在每个时刻的时空碟，包括以下子步骤：
4.如权利要求3所述的基于时空的目标对象风险测度方法，其特征在于，步骤s3所述得到概率时空碟包括以下子步骤：
5.如权利要求4所述的基于时空的目标对象风险测度方法，其特征在于，所述步骤s4中对概率时空碟进行加权计算得到风险时空碟包括以下子步骤：
6.如权利要求5所述的基于时空的目标对象风险测度方法，其特征在于，步骤s5所述的...
【专利技术属性】
技术研发人员：尹章才，陈远，王爱生，卫俊洁，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：
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