規(guī)律性移動(dòng)對(duì)象的時(shí)空軌跡挖掘及應(yīng)用研究——以鳥(niǎo)類(lèi)活動(dòng)為例.pdf

1、近年來(lái)，移動(dòng)通信、定位技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)迅猛發(fā)展，在給我們生活帶來(lái)便利的同時(shí)，也產(chǎn)生了規(guī)模龐大的時(shí)空軌跡數(shù)據(jù)。這為時(shí)空軌跡數(shù)據(jù)的研究和應(yīng)用創(chuàng)造了有利條件。但時(shí)空軌跡數(shù)據(jù)在急劇膨脹的同時(shí)，也正朝著多元化和多樣性的方向發(fā)展，表現(xiàn)形式的多樣性、軌跡構(gòu)成的復(fù)雜性，也為這類(lèi)數(shù)據(jù)的深入研究和實(shí)際應(yīng)用帶來(lái)了巨大困難。如何從這些復(fù)雜多樣的時(shí)空數(shù)據(jù)中發(fā)掘出有價(jià)值的信息，已成為當(dāng)今時(shí)空數(shù)據(jù)挖掘領(lǐng)域所要面對(duì)的核心和關(guān)鍵。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴針對(duì)現(xiàn)階段

2、的時(shí)空軌跡模式挖掘方法較少涉及軌跡數(shù)據(jù)中采樣頻率不穩(wěn)定和軌跡點(diǎn)稀疏的問(wèn)題，本文從軌跡數(shù)據(jù)的時(shí)空特性出發(fā)，深入研究軌跡的時(shí)空構(gòu)成，設(shè)計(jì)了兩種面向采樣頻率不穩(wěn)定和采樣點(diǎn)稀疏的時(shí)空軌跡處理方法。第一種方法通過(guò)判斷各軌跡點(diǎn)之間的時(shí)空距離來(lái)發(fā)現(xiàn)隱含的重復(fù)數(shù)據(jù)，并尋找特征點(diǎn)來(lái)代替重復(fù)的軌跡點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)重復(fù)數(shù)據(jù)的消除；第二種方法要先對(duì)去重后的軌跡分段，再發(fā)現(xiàn)各段軌跡中點(diǎn)的頻繁序列，以此來(lái)填補(bǔ)采樣點(diǎn)缺失的軌跡。通過(guò)這兩種方法，達(dá)到了對(duì)時(shí)空軌跡數(shù)據(jù)預(yù)處理

3、的基本目標(biāo)，提升了采樣頻率不穩(wěn)定和采樣點(diǎn)稀疏的軌跡數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化，為后期分析奠定基礎(chǔ)。⑵從移動(dòng)對(duì)象運(yùn)動(dòng)過(guò)程中時(shí)空變化的角度出發(fā)，以前期研究為依托，提出了可在采樣頻率不穩(wěn)定和采樣點(diǎn)稀疏的軌跡數(shù)據(jù)中檢測(cè)移動(dòng)對(duì)象周期模式的方法。該方法將移動(dòng)對(duì)象的時(shí)間和空間特性相分離，并單獨(dú)處理。對(duì)于軌跡數(shù)據(jù)的空間特性：本文利用基于密度的聚類(lèi)算法發(fā)現(xiàn)移動(dòng)對(duì)象活動(dòng)的熱門(mén)區(qū)域；對(duì)于軌跡數(shù)據(jù)的時(shí)間特性：以熱點(diǎn)區(qū)域的研究為基礎(chǔ)，對(duì)各區(qū)域內(nèi)的軌跡點(diǎn)提取其時(shí)間屬性，構(gòu)造時(shí)間

4、序列，改進(jìn)現(xiàn)有研究方法，在適合的時(shí)間粒度下探索時(shí)間序列的潛在周期。通過(guò)這種方式，實(shí)現(xiàn)了對(duì)熱點(diǎn)區(qū)域訪(fǎng)問(wèn)周期的挖掘。⑶以有效的數(shù)據(jù)分析和挖掘?yàn)橹饕蝿?wù)，從實(shí)際應(yīng)用的角度入手，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了一款挖掘時(shí)空軌跡數(shù)據(jù)的軟件系統(tǒng)。該系統(tǒng)以中國(guó)鳥(niǎo)類(lèi)觀測(cè)數(shù)據(jù)為數(shù)據(jù)源，實(shí)現(xiàn)了本文所提出的三種算法，即特征點(diǎn)選擇算法、基于頻繁模式的缺失軌跡補(bǔ)全算法和基于熱點(diǎn)區(qū)域的移動(dòng)對(duì)象周期檢測(cè)算法；并以百度地圖作為展示平臺(tái)，將研究結(jié)果直觀的呈現(xiàn)出來(lái)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示本文所提出的所有