一种移动物体时空轨迹聚类的相似性度量方法

针对利用最小包围盒(MBB)压缩的移动物体时空轨迹,为了能对其进行有效地聚类,提出了一个基于盒内数据点密度的轨迹间相似性度量公式.首先,把两条轨迹的相似性度量转化为两条轨迹上有时间交叠的MBB之间的相似性度量,这在很大程度上减少了数据存储量.其次,分析两条轨迹上有时间交叠的MBB之间影响相似性的因素:时间持续、空间距离和盒内数据点的密度.剖析这3个因素对轨迹相似性的影响作用,提出了利用MBB压缩的移动物体时空轨迹相似性度量公式.实验证明采用本公式对移动物体时空轨迹进行聚类,可以提高聚类结果有效性指标Dunn的值.     

应用Hausdorff距离的时空轨迹相似性度量方法

相似性度量方法的选取和稳健性对时空轨迹聚类结果的有效性是至关重要的.针对时空轨迹数据复杂的多重维度信息,选取空间维和时间维2个维度度量时空轨迹的相似性,提出一种应用Hausdorff距离的时空轨迹相似性度量方法.首先从时空轨迹的3个特性出发,提出面向相似性度量的时空轨迹重组策略;然后将传统的以点为中心进行相似性度量的思路转换为以轨迹段为中心,提出一个考虑时间同步性的时空轨迹段距离度量公式;最后鉴于传统的Hausdorff距离进行时空轨迹相似性度量具有时空轨迹整体形状特征的优点,针对其容易受时空轨迹局部空间分布影响和忽略时间维信息的缺陷,提出一种基于单位时间平均值Hausdorff距离的时空轨迹相似性度量方法.采用微博签到轨迹数据和出租车GPS轨迹数据进行轨迹时空聚类实验,将文中提出的时空轨迹相似性度量方法与已有的其他方法进行比较,实验结果表明,该方法可以有效地计算时空轨迹的相似性,满足时空轨迹聚类的需求.     

基于校园无线网络的时空轨迹相似性度量

为挖掘校园无线网络用户之间的关联性,提高用户相似性度量的准确性,针对无线网络中产生的时空轨迹数据的特征,提出一种基于最短时间距离子序列的时空轨迹相似性度量模型。同时考虑轨迹的时间参数和空间参数特征,利用最短时间距离模型求取空间相似性,采用最短时间距离子序列模型,引入连续因子体现轨迹序列特征,求取轨迹空间相似性;将时间和空间相似性汇总得到轨迹整体相似性,反映用户之间的相似性结果;利用并行滑动时间窗对用户轨迹进行划分,提高计算效率。基于真实校园无线网络数据集进行实验分析,验证了该方法在局部轨迹段和整体轨迹集中均有较好准确性。     

基于面积划分的轨迹相似性度量方法

大数据时代背景下,时空轨迹数据应用的场景日益增多且这些数据蕴含着大量的信息,而轨迹的相似性度量作为轨迹挖掘工作的关键步骤起着举足轻重的作用。但传统轨迹相似度量方法有着时间复杂度高、基于轨迹点判断而不够精确的问题。为了解决这些问题,提出了适用于无路网结构轨迹的以轨迹间面积度量为原理的三角分割（TD）方法轨迹相似度量方法。通过建立“指针”选择两轨迹间的轨迹点连线以构建互不重叠的三角形,累加三角形面积并计算轨迹相似度,通过在不同应用场景下设置的阈值来确认轨迹的相似情况。实验结果表明,与传统的基于轨迹点的空间轨迹相似度量方法——最长公共子序列（LCSS）方法和弗雷歇距离度量方法相比,所提方法提升了识别的准确度,且时间复杂度降低了接近90%,能更好地适应轨迹点分布不均匀的轨迹相似度量工作。     

基于过滤-精炼策略的用户特定时间段移动轨迹特征提取

发现移动用户在特定时间段的轨迹特征是实现用户个性化推荐服务的关键之一.采用过滤——精炼策略,研究了如何从单用户的大量轨迹数据中发现其在较长时间内的特定时间段的兴趣点.在过滤阶段,将用户连续若干天中同一特定时间段内的轨迹数据进行基于密度的聚类,从而得到用户在这些天中每天的该特定时间段的停留点.在精炼阶段,对所有的停留点再一次聚类,进而得到用户在这些天中该特定时间段的兴趣点.最后,通过实验验证了该方法的有效性.     

时空数据库移动点轨迹建模

时空数据库的移动点轨迹建模技术是近年来是时空数据库研究热点之一.本文在给定一系列时空数据库移动点的信息,找出实际应用中时间更新阈值和空间距离阈值,结合移动点时空模型和数学上线性回归的建模思想,建立一种新的支持过去、现在、未来的移动点轨迹模型,并有效地预测了移动点在某一时间阈值内,移动点的运动趋势及范围.     

基于速度的轨迹停留点识别算法

轨迹中的停留点识别是将空间轨迹转换为语义轨迹的关键步骤.当前轨迹停留点识别方法缺少对轨迹记录点时间连续性的考虑,导致识别出的停留点缺乏时间信息.同时,在轨迹点缺失的情况下,停留点信息也无法被准确识别.针对上述问题,本文提出一种基于速度的时空聚类方法,首先通过缺失轨迹的时空特性确定真实缺失子轨迹,并根据缺失轨迹的平均速度对其进行插值填充,再结合轨迹速度特征和时空特性识别轨迹中的停留点.实验采用GeoLife轨迹数据集对所提出的方法进行验证,结果表明,该算法能够有效地识别用户的停留点,并对轨迹中的干扰具有一定的鲁棒性.     

改进DBSCAN算法在校园轨迹数据相似性的应用

针对如何更准确地分析校园无线网络数据中隐藏的社交关系亲密度, 本文提出了改进DBSCAN时空聚类算法. 首先, 通过采集校园无线网络数据, 在根据学生连接WiFi的地点, 时间等信息形成时空轨迹. 运用改进的算法对时空轨迹聚类. 其次, 对聚类结果进行特征轨迹提取, 运用LCSS算法进行相似性对比, 轨迹间相似度越高说明关系比较亲密; 相似度越低, 可能是较孤僻的学生, 老师需要进一步排查和引导教育. 最后, 运用FinBI对轨迹聚类结果可视化展示. 实验结果表明, 该算法提高了聚类结果的准确性和有效性, 为解决其他相似性问题提供思路.     

基于三维空间面积划分的轨迹相似性度量算法

针对大部分轨迹相似性度量算法无法区分方向相反轨迹的问题,提出了一种基于三维空间面积划分的三维三角分割（3TD）算法。首先,按照3TD算法的时间转换规则将轨迹集的绝对时间序列转变为相对时间序列;然后,在由经度、纬度以及时间三要素构成的三维空间坐标系中,通过划分规则将轨迹间面积分割成若干互不重叠的三角形,累加三角形面积并计算轨迹相似度;最后,在从船舶自动识别系统（AIS）收集的随机采样轨迹数据集上,与最长公共子序列（LCSS）算法和三角分割（TD）算法等进行了对比实验。实验结果表明：3TD算法对实验数据集中异向轨迹识别精确度达到100%;同时该算法面对海量数据集以及轨迹点部分缺失的数据集时,也能维持准确的度量结果以及较高的运算效率,能更好地适应异向轨迹相似度量工作。     

一种具有RST不变性的2D/3D轨迹相似性度量

具有旋转、缩放、平移不变性的轨迹相似性度量是实现精准手语识别、相似轨迹检索等的关键环节,常规的相似性度量往往不满足这一要求,特别是不具备旋转不变性。提出一种具有旋转、缩放、平移不变性的轨迹相似性度量方法,该方法首先对轨迹进行滤波、归一化、等间距重采样等预处理操作,然后对任意两条待比较的轨迹估计最优旋转矩阵,从而消除旋转对距离度量的干扰。该方法对二维、三维轨迹数据均适用,计算复杂度为[ON],与曲率、挠率等不变量相比,该方法对轨迹噪声不敏感。     

无线传感网络节点非视距定位方法的改进

在无线传感器网络定位中,节点精确定位面临的一个主要问题是信号的非视距传播,非视距误差是节点定位误差的主要来源。在分析基于位置残差检测的非视距误差抑制技术的基础上,提出了基于近似最大似然估计技术和残差检测技术的非视距定位算法。算法通过逐步减少视距信号个数的组合方式,在每一步选取残差最小的组合,利用改进的距离残差定位方法进行节点定位。通过理论分析与仿真比较,均表明改进算法的性能接近于PRT算法的性能,但能大大降低PRT算法的计算复杂度,验证了改进方法的优越性。     

基于时空分区聚簇的海量时空数据性能优化方法研究

时空一体化的海量数据管理及相应的时序分析能力是新一代GIS软件体系的重要研究目标之一。当前，基于无缝海量大表的空间及时态空间数据的存取效率亟待提高。为了对海量时空数据进行有效管理和提高时空检索效率，以扩充关系型时空模型为基础，对大型对象一关系型数据库平台所提供的数据分区与聚簇方法进行了时空维的扩展，提出了基于时空分区聚簇（spatio-temporal partition clustering，STPC）的海量时空数据性能优化方法。基于2GB～60GB的单表所进行的检索效率对比测试结果表明，STPC机制较普通的数据组织方式时空检索效率平均提高了10．1％。     

基于Hilbert-R树分级索引的时空查询算法

针对树形空间索引中多路查询及未考虑时间维索引的问题,提出一种结合时间和聚类结果的Hilbert-R树索引构建策略。首先,按照数据采集的周期划分时空数据集,并在此基础上建立时间索引,通过Hilbert曲线对空间数据进行分割编码,将空间坐标映射到一维区间;其次,依据数据要素在空间中的分布,采用动态确定K值的聚类算法,结合聚类结果构建高效的Hilbert-R树空间索引;最后,基于Redis几种常见的键值数据结构,对时空数据的时间属性和聚类结果构建分级索引。在时空范围及目标矢量对象查询的实验中,与缓存敏感R+树（CCR+）相比,所提算法可有效减少时间开销,查询时间平均缩短约25%,对不同密集型数据具有良好的适应性,可更好地支持Redis应用于海量时空数据查询。     

时间序列挖掘中一种新的相似性度量

针对时间序列的全序列聚类展开,提出一种新的相似性度量——全局特征,即从时间序列的统计分布特征、非线性和Fourier频谱转换等3个方面提取11个全局特征构建特征向量。利用特征向量来描述原时间序列,不仅保留了大部分原有的信息,还能加快聚类计算的速度。经过大量的实验验证表明,基于全局特征提取的相似性度量能得到合理的聚类结果,特别是对经济领域的时间序列效果更为明显。例举了2个数据进行实验,并从主观和客观两个角度对聚类结果进行评估。     

基于深度序列的时空金字塔的动作识别

提出一种高效的人体动作识别方法。通过帧间差分法将深度序列的三视图转化为深度运动轮廓序列（DMOS）,然后利用时空金字塔对DMOS进行时间维和空间维细分,将细分后得到的空间网格的局部方向梯度直方图（HOG）进行特征融合,并使用线性SVM分类。最后采用MSR Action 3D数据集对提出的算法在不同时空金字塔参数下的识别率和处理速度进行了评估,结果表明该方法在同类算法中具有更高的识别率。     

一种基于局部时空特征的视频异常检测方案

针对目前大多数视频异常检测方案在局部异常检测上的不足,提出一种基于局部时空特征的视频异常检测方案。该方案先提取运动描述符,再量化拆分,对每个特征描述符使用不同标度的时间空间滤波器,获得各时间空间区域的平滑估计,为训练和测试视频计算出各区域的局部K最邻近(KNN)距离,根据上述局部KNN距离,得出测试和训练视频的总体分值。对总体分值排名,确定异常。将该方案在公共数据集(UCSD数据集、人群异常UMN数据集、U型转弯数据集)上进行测试,结果表明,该方案的误差率、曲线下面积等性能指标优于现有的视频异常检测算法。     

一种基于地理位置的无线传感器网络分簇路由算法

针对大规模无线传感器网络,提出了一种基于地理位置的双基站分簇路由算法。该算法在网络覆盖区域边缘设置两个基站,按照地理位置将区域划分为若干均匀分布网格。每个网格根据节点剩余能量和到网格内其它节点平均距离远近选择簇头。通过仿真分析,证明该算法能减少网络能耗,延长网络生存时间。     

基于SURF的UAV快速目标识别算法

针对UAV（Unmanned Aerial Vehicle）侦察目标识别中的实时性和鲁棒性的要求,提出一种基于SURF（Speeded Up Robust Features）的快速目标识别算法。对UAV侦察图像进行预处理,采用不变矩构造遗传算法的适应度函数,利用遗传算法的全局搜索能力快速地提取可能包含目标的ROI（Region Of Interesting）区域。在ROI区域和模板图像中提取SURF特征点,采用最近邻的匹配算法搜索匹配对,从而精确确定目标的位置。仿真结果显示,该算法可以明显地提高目标识别的实时性并具有相当的鲁棒性。     

基于构件行为聚类的软件工程知识分类

针对传统软件工程知识分类方法效率低下的问题,提出一种改进的软件工程知识分类方法。依据软件工程知识体系(SWEBOK)对构件行为进行聚类,确定关联系数、最佳聚类数和模糊关联矩阵,基于K-NN算法和结构建模方法生成软件知识分类系统,并根据训练先验知识将新知识归入到SWEBOK的对应类别下。实验结果表明,该方法具有较好的分类效果。