路段级导航属性信息挖掘

大量的自动或半自动道路提取方法如雨后春笋,但生成的产品通常缺乏导航属性信息,如路段的等级、限速等,制约“大路优先”“限速提醒”等智能导航服务。因此,本文以路段为分析单元,考虑上下游邻接路段强相关性,提出一种改进的路段等级、限速属性信息挖掘方法。首先进行轨迹、路网数据预处理,实现轨迹点与归属路段的连接。然后基于对数据和任务的认识进行多模态道路互补特征设计。最后顾及目标路段及其上下游邻接信息,利用随机森林开展面向路段的等级、限速信息分析。与单类特征相比,集成路网与轨迹特征之后提高了路段等级、限速分类准确率。与仅顾及目标路段进行路段等级、限速分类相比,顾及空间邻接信息进行路段等级、限速分类效果更好。

顾及路网约束的深度地图匹配方法

在低频或非均匀采样条件下,已有的地图匹配算法存在匹配精度不高或效率较低的问题。本文提出了一种顾及路网约束的深度地图匹配方法(RNCMM)。该方法首先利用Seq2Seq框架将低频轨迹点序列端到端地映射为高频路段序列;其次根据道路与轨迹点间的距离、方位差构建细粒度约束掩模层,有利于缓解轨迹网格表示的局限性,提高匹配精度;然后引入注意力机制和多任务学习机制,挖掘轨迹点间的时空关联性,并进行路段与方向的联合预测;最后在Porto出租车轨迹数据集和OSM路网上进行试验。结果表明,相较于传统的隐马尔可夫模型(HMM)算法,本文方法可以有效地提高低频浮动车轨迹的匹配精确度和效率。

基于地理空间感知型表征学习的轨迹相似度计算

度量轨迹间的相似性不仅是一项基础的研究问题,同时也为众多轨迹数据挖掘应用提供支持。传统相似性度量方法面临数据噪声敏感、算法效率低等问题,难以进行大规模数据计算。当前研究开始尝试使用深度表征学习方法,将高维轨迹数据映射到低维向量空间,通过度量表征间的距离高效地完成相似度计算任务。本文在轨迹表征学习中引入Transformer机制,提出了一种地理空间感知的深度轨迹表征学习方法。首先,使用Geohash编码将二维空间坐标点转换为一维编码序列,使轨迹点在嵌入过程中保留空间相关性。然后,引入Transformer框架构建轨迹表征的深度学习模型,并采用一种隐轨迹点训练模式,以保证模型能从低频、噪声的数据中习得更稳健的向量表示。最后,设计了一个空间感知损失函数,通过距离因子调整模型误差,拉近空间相近轨迹的表征。试验表明,本文方法在轨迹相似性计算任务中超越了基准模型,并且计算效率远高于传统度量方法。

城市传感网观测数据的多层次摘要模型

针对海量、多源、异构的城市传感网观测数据,从摘要这一崭新角度讨论数据资源的集成共享问题,提出了一种城市传感网观测数据的多层次摘要模型。该模型从元数据、统计、采样、过滤和语义共5个层次描述观测数据源的不同视图,方便用户观看和理解数据源,可用于在多个层次和角度上集成共享多源异构的传感网业务系统,指导智慧城市和应急指挥等综合应用在合适层次上集成所需的摘要信息,满足综合应用对于传感器观测数据集成共享的多层次、多类型摘要需求。

一种高度浓缩和语义保持的数据立方

Quotient Cube和QC-tree试图在浓缩一个数据立方尺寸的同时,保持该数据立方蕴涵的语义,但是,前者没有语义关系的存储,后者存储的语义关系是晦涩模糊的.为此提出了下钻立方结构,首次从语义角度考虑数据立方存储,存储的不是类的内容,而是类之间的直接下钻关系.下钻立方不仅能够极大地减小数据立方的存储尺寸,而且可以清晰地表达原数据立方蕴涵的下钻语义.此外,下钻立方具有较高的查询响应性能,这一点在范围查询中表现得尤其显著.实验和分析表明,下钻立方在存储尺寸和查询响应方面明显优于QC-tree,适于用来组织和存储数据立方.

载体轨迹停留信息提取的核密度法及其可视化

轨迹停留蕴含重要语义信息,其有效提取是开展轨迹Stop/Move模型分析的前提。本文首先依据核密度思想,通过累计邻域点时空贡献来定义轨迹点的停留指数,在此基础上设计了停留指数图,以图形方式直观表达轨迹点的时空聚集程度变化。进一步针对源于停留指数的潜在停留段,提出了一种基于潜在停留段时空临近关系的逐级合并算法,以自动发现和提取停留。试验表明,该算法兼顾停留识别的完整性和准确性,可以有效识别复杂多样的轨迹停留,即使面对噪声严重的轨迹,停留提取的正确率依然较高。

面向GeoGlobe的Oracle GeoRaster应用研究

GeoRaster是Oracle公司最新推出的用于栅格数据组织与管理的技术模块,其底层数据模型和高层开发接口非常适合于海量栅格数据的管理、应用和共享。本文讨论了如何在"天地图"核心支撑软件——GeoGlobe中接入Oracle GeoRaster栅格数据源,设计了面向GeoGlobe的库表结构和集成框架,针对影像黑边和内外码转换等问题,提出了相应的解决方案,实现了GeoGobe与Oracle GeoRaster的集成原型。结果表明:Oracle GeoRaster技术可以胜任GeoGlobe中栅格数据的组织与管理工作。

Dwarf尺寸的进一步缩减

Dwarf不仅降低了数据立方的存储开销,而且具有结构简单、易于实现、查询和维护等优点,是一种比较理想的数据立方组织方法。为了进一步缩减Dwarf的存储尺寸,本文通过研究Dwarf结构,分别提出了浓缩Dwarf和冰山Dwarf:前者从Dwarf结构中删除了对于查询来说冗余的内容,而后者从Dwarf结构中去掉了对于用户来说琐碎的内容。实验和分析表明,浓缩Dwarf有效地减小了Dwarf的存储尺寸,而冰山Dwarf适合于忽略细节的应用场合,极大地降低了Dwarf的存储开销。

一种构造QC-Tree的单阶段算法

QC-tree是一种组织数据立方的有效数据结构,不仅可以降低数据立方的存储开销,而且能够保持数据立方的语义关系.QC-tree的原始构造算法分为两个阶段,由于涉及到临时类的生成和处理,构造性能很低.为此,本文研究了QC-tree结构,导出了两个关于事实表划分和前缀路径的重要定理,在此基础上提出了构造QC-tree的单阶段算法,即OPA算法.实验和分析表明,OPA算法的构造效率远远优于原始构造算法.此外,OPA算法大大降低了对于工作内存的需求.

智慧城市综合感知与智能决策的进展及应用

城市感知与决策是实现城市智慧化的首要前提。针对当前的最新研究进展,分别从基于空天地集成化传感网的城市综合感知、城市时空大数据的管理与分析、面向多层次用户的智能决策等3方面进行了分析论述,对比分析了当前城市时空信息平台及应用,在此基础上,提出了未来智慧城市感知决策面临的“三高”挑战,即高度融合的物理感知与社会感知,高度智能化的城市管理分析能力,以及高置信度的城市信物融合系统决策。

开放式虚拟地球集成共享平台GeoGlobe

如何管理覆盖全球多尺度PB级海量地理信息,构建三维虚拟地球,并进行高效传输与实时可视化以及与专业GIS的集成是我国空间信息技术面临的巨大挑战。对此,重点介绍网络三维虚拟地球中多源、多尺度、多时相海量地理信息管理、网络传输、共享集成与可视化的理论、方法与关键技术。在此基础上,研制开放式虚拟地球集成共享平台GeoGlobe,并成功应用于国家地理信息公共服务平台等项目中。

基于电厂运行数据库的专业智能搜索引擎

电厂运行数据库中包含着大量的专业数据,从这些表面上孤立的专业数据中得出某些参数之间的相互关系是比较困难的。介绍了所设计的专业智能搜索引擎的基本架构,它是利用数据库中的数据挖掘和知识发现技术,结合专业算法开发的。可以从电厂运行数据库中挖掘出指定运行参数之间的一些特定关系,并可对挖掘的专业规则进行管理;最后,针对具体的电厂运行数据库,给出了专业智能搜索引擎的应用示例。

出租车轨迹数据挖掘进展

大数据、物联网与精密定位技术的发展推动了城市感知的进步。随着社会活动的与日俱增,出租车轨迹数据不仅记录了出租车的行车轨迹,还蕴藏着道路交通状态、城市居民出行规律、城市结构及其他社会问题。通过各种数据分析与挖掘手段对出租车轨迹数据进行深入探究,对于智能交通、城市规划等有着重要意义。本文综述了近十年国内外基于出租车轨迹大数据的相关研究,按照空间统计方法、时间序列方法、图论与网络方法及机器学习方法等4类,详细阐述各类方法的研究现状。随后,本文分析了现有研究的应用领域、热点主题和发展趋势。最后,本文指出了出租车轨迹数据挖掘研究领域面临的挑战和未来研究方向。

路网更新的轨迹-地图匹配方法

全面准确的路网信息作为智慧城市的重要基础之一,在城市规划、交通管理以及大众出行等方面具有重要意义和价值。然而,传统的基于测量的路网数据获取方式往往周期较长,不能及时反映最新的道路信息。近几年,随着定位技术在移动设备的广泛运用,国内外学者在研究路网信息获取时逐渐将视野转向移动对象的轨迹数据中所蕴含的道路信息。当前,基于移动位置信息的路网生成和更新方法多是直接面向全部轨迹数据施加道路提取算法,在处理大规模轨迹或者大范围道路时,计算量极大。为此,本文基于轨迹地图匹配技术,提出一种采用"检查→分析→提取→更新"过程的螺旋式路网数据更新策略。其主要思想是逐条输入轨迹,借助HMM地图匹配发现已有路网中的问题路段,进而从问题路段周边局部范围内的轨迹数据中提取并更新相关道路信息。该方法仅在局部范围内利用少量轨迹数据来修复路网,避免了对整个轨迹数据集进行计算,从而有效减少了计算量。基于OpenStreetMap的武汉市区路网数据以及武汉市出租车轨迹数据的试验表明,本文提出的路网更新方法不仅可行,而且灵活高效。

地理信息服务网络与协同研究进展

互联网与大数据技术的高速发展为地理信息服务的互联共享与广泛应用提供了技术基础。面对资源海量、多源异构的地理信息服务,如何实现服务的有效组织并提供合理高效的服务组合,拓展地理信息服务的应用范围,满足更高层次的应用需求受到研究者的广泛关注。构建地理信息服务网络并通过语义实现服务协同,是一种可能的解决方案。本文分析了当前地理信息服务和地理信息服务网络研究的现状,依据服务网络领域的研究成果,从服务网络的表达和优化、服务协同的构建和优化两个方面探讨了基于网络构建的地理信息服务协同方法的发展潜力,进而提出了地理信息服务网络及协同面临的挑战与研究方向。

基于Web的电厂远程/本地专家分析平台

介绍了一种利用Internet技术和数据库技术构建的电厂专家分析平台。该平台包括实时监视、实时经济性分析和专业智能搜索引擎,可以在电厂本地或远程安装运行。实时监视子系统能实时远程监视电厂现场运行状况;实时经济性分析子系统能在不同工况下诊断热力系统各设备能量损失以及整个热力系统的经济指标;专业智能搜索引擎能搜索出众多电厂运行参数之间的相关关系,可用于故障诊断系统的知识获取等。各系统以Web页面的形式为远程/本地用户提供服务。文中提出了该套系统的浏览器/服务器/数据库三层结构总体框架,并介绍了几个子系统的设计实现和应用实例。

基于自适应安全区域的轨道实时化简方法

利用采样思想在移动端对原始位置序列进行即时处理,移动轨迹实时化简为服务端提供误差可控的简化序列.由于移动规律、运动方向、运动速率等变化因素的不可预知,现有方法的插值还原精度和轨迹化简率易受到运动特征局部变化的影响.在已有工作基础上,利用采样点速率和方向矢量为轨迹建立总体和局部两个层次的误差度量.通过定义安全区域LDAR和TVAR限制插值点的误差范围,将相邻关键点之间的总体误差和相邻轨迹点之间的局部误差的容差范围作为采样监督参数,构造自适应于轨迹方向和速率的实时化简算法.实验结果表明,文中提出的算法对于平稳轨迹能够进行高效的实时化简.同时,对于速率和方向等参数的波动也较现有的推算定位方法有更强的鲁棒性.

维与度的对称处理

Codd在提出OLAP概念时强调应该对称处理维与度,但是当今的多数OLAP产品对这一点的支持不够。文章首先给出了一个简单直观的多维数据模型,然后在这个多维数据模型上定义维与度之间的相互转化操作,通过维与度之间的相互转化,“升级”度,“降格”维,把属于维的操作施加给度,把属于度的操作施加给维,从而对称处理维与度。

全球多尺度空间数据模型研究

如何组织和管理分布式环境下全球海量(PB级以上)空间数据,进行全球多尺度空间剖分,建立高效的编码与索引机制,从而实现海量空间数据的高效调度与协同服务是网络3维虚拟地球平台中关键技术之一。对此,本文重点讨论了全球多尺度空间数据模型的建立,其核心是全球多尺度空间索引和多级金字塔模型的空间数据组织方法。最后基于开放式虚拟地球集成共享平台GeoGlobe的应用构建成"天地图"网站对上述方法进行了验证。

基于众源地理数据的个性化路线服务框架及应用实验

随着移动通信与LBS的蓬勃发展,能够描述个体行为的众源时空大数据大量涌现,为感知群体时空行为模式与探究个性化路线提供了新视角。该文将众源时空信息与出行者的个人意愿映射到实际路网空间,融合大众偏好和定制趋势,构建包含主题序列生成、POI推荐、历史路线推荐的局部路网模型,进而实现一种利用众源时空数据改进的HMM路线规划方法,为用户提供合适且个性化的出行方案;以长沙市岳麓区为研究案例,利用真实路网数据与相关兴趣点作为实验数据,基于该方法可在短时间内提供满足用户需求的不同月份的最优路线。