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一种基于关键点的轨迹-区域拓扑过程模型

测绘学报 2015年第11期44卷 1277-1284页

作者：吴涛向隆刚龚健雅中南大学地球科学与信息物理学院湖南长沙410083 武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室湖北武汉430079 地球空间信息技术协同创新中心湖北武汉430079

定位技术的广泛应用带来了铺天盖地的移动数据,为诸如时空查询和数据挖掘等各种时空的研究及应用提供了重要素材,使得对于轨迹数据的研究成为当前的一个热点。当前,无论是对于原始轨迹数据的研究,还是对语义化轨迹数据的研究,都较少考... 详细信息

定位技术的广泛应用带来了铺天盖地的移动数据,为诸如时空查询和数据挖掘等各种时空的研究及应用提供了重要素材,使得对于轨迹数据的研究成为当前的一个热点。当前,无论是对于原始轨迹数据的研究,还是对语义化轨迹数据的研究,都较少考虑轨迹移动过程中所潜藏的拓扑不变量。本文提出二维空间上基于关键点的轨迹-区域拓扑过程模型,以矩阵描述轨迹与区域的14种基本点集拓扑交叠类型,既而组织交叠序列描述轨迹和区域对象间的拓扑关联关系。模型不仅描述了轨迹与区域之间的拓扑不变量,而且结合轨迹特有行为的语义关联模型,描述轨迹相对区域的复杂拓扑过程。同时,本文还以模型中相邻两次交叠的相接交叠模式,探讨了区域间拓扑关系对于轨迹移动描述的约束。

关键词：拓扑过程交叠类型语义关联相接交叠

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载体轨迹停留信息提取的核密度法及其可视化

测绘学报 2016年第9期45卷 1122-1131页

作者：向隆刚邵晓天武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室湖北武汉430079 地球空间信息技术协同创新中心湖北武汉430079

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... 详细信息

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。

关键词：核密度轨迹停留指数停留时空贡献

基于地理空间感知型表征学习的轨迹相似度计算

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测绘学报 2023年第4期52卷 670-678页

作者：吴晨昊向隆刚张叶廷吴华意武汉大学测绘遥感信息工程国家重点试验室湖北武汉430000

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... 详细信息

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。

关键词：深度表征学习轨迹表征 Transformer模型相似性计算

语义关联的轨迹-有向线移动过程模型及查询分析

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武汉大学学报（信息科学版） 2016年第8期41卷 1034-1039,1045页

作者：向隆刚陶强强吴涛武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室湖北武汉430079 中南大学地球科学与信息物理学院湖南长沙410083

轨迹在地理空间中相对一条有向线移动时,可能发生多次进入、离开、穿过、相遇、折返、停留等拓扑关系。针对轨迹-有向线的时空关联特征,提出语义关联的轨迹-有向线移动过程模型:基本思路是将轨迹-有向线的复杂拓扑细节描述为若干局部拓... 详细信息

轨迹在地理空间中相对一条有向线移动时,可能发生多次进入、离开、穿过、相遇、折返、停留等拓扑关系。针对轨迹-有向线的时空关联特征,提出语义关联的轨迹-有向线移动过程模型:基本思路是将轨迹-有向线的复杂拓扑细节描述为若干局部拓扑关系的组合,从拓扑和语义的角度描述轨迹相对于有向线的移动过程。最后设计并实现了面向该模型的关系模式,并以两类典型请求为例,分析了轨迹-有向线移动过程的纯SQL查询分析技术。

关键词：轨迹有向线九交模型语义矩阵 SQL

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面向关键点的轨迹-有向线移动过程建模

武汉大学学报（信息科学版） 2016年第10期41卷 1292-1298,1371页

作者：向隆刚王星星吴涛陶强强武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室湖北武汉430079 中南大学地球科学与信息物理学院湖南长沙410083

轨迹数据处理与分析是目前数据库和空间信息等相关领域的研究热点之一。针对轨迹在地理空间中相对于有向线的移动过程发生多次相交、相切、重叠、折返且存在停留的复杂情况,提出一种面向关键点的轨迹-有向线语义拓扑移动过程模型,表达... 详细信息

轨迹数据处理与分析是目前数据库和空间信息等相关领域的研究热点之一。针对轨迹在地理空间中相对于有向线的移动过程发生多次相交、相切、重叠、折返且存在停留的复杂情况,提出一种面向关键点的轨迹-有向线语义拓扑移动过程模型,表达轨迹相对于有向线的随时间演变的语义拓扑关系,包括方向关系、位置关系及语义信息。该模型从方向关系的局部有效特征出发,基于缓冲区建立平面空间参考框架;在此基础上,从拓扑角度对轨迹-有向线的起止点、交点、折返点和停留点等关键点进行分析,得到172种语义拓扑关系,将其划分为14种拓扑关系类;最后,模型以语义明确的字符编码表达关键点的语义拓扑关系,并以关键点编码序列刻画轨迹相对于有向线的复杂移动过程。

关键词：轨迹有向线移动过程拓扑关系方向关系

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出租车轨迹数据挖掘进展

测绘学报 2019年第11期48卷 1341-1356页

作者：吴华意黄蕊游兰向隆刚武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室湖北武汉430072 湖北大学计算机与信息工程学院湖北武汉430062

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... 详细信息

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。

关键词：轨迹数据数据挖掘出租车轨迹综述

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基于众源轨迹的OSM路网转向信息增强

地球信息科学学报 2023年第10期25卷 1954-1967页

作者：陈欣向隆刚焦凤伟武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室武汉430079

OpenStreetMap(OSM)路网数据是一个开放性的数据集,旨在为全球用户提供免费的数字地图资源,但路口转向信息的缺失,成为制约其进一步服务于车辆导航和路径规划的瓶颈。为此,本文提出一种基于地图匹配和字符串映射的路口转向探测方法,通... 详细信息

OpenStreetMap(OSM)路网数据是一个开放性的数据集,旨在为全球用户提供免费的数字地图资源,但路口转向信息的缺失,成为制约其进一步服务于车辆导航和路径规划的瓶颈。为此,本文提出一种基于地图匹配和字符串映射的路口转向探测方法,通过挖掘众源GNSS轨迹数据在交通路口的动态连接信息,为OSM路网结构赋予转向关系。首先,基于一种自上而下的四叉树分裂思想,设计了OSM路口结构探测方法,进而将路口结构简化为一个连接点;在此基础上改进HMM地图匹配算法,识别漂移异常的轨迹序列,从而将低频、高噪的众源轨迹投影到OSM路段上;接着,引入面向路口的路段字符编码技术,将路口相关的轨迹映射为转向过程中的方向字符串,进一步借助于最优路径分析思想,设计了空字符的信息增强处理方法还原低频轨迹行驶的路线信息,以有效提高短路段的轨迹支持度;最后,直接针对轨迹方向字符串,通过字符串匹配挖掘轨迹在目标路口的转向类别,实现OSM路网的转向信息增强。本文将复杂的路口转向关系识别转化为简单的字符串匹配,基于上海市数据的试验表明,该方法可以识别结构与大小各异的路口转向关系,其精确率达到90%,召回率超过98%,F1值超94%。

关键词：转向关系地图匹配众源轨迹数据字符编码字符匹配 OSM路网路口转向信息增强路径分析

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基于出租车轨迹的可导航路网构建

测绘学报 2021年第12期50卷 1650-1662页

作者：张彩丽向隆刚李雅丽王文龙武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室湖北武汉430079 邵阳学院城乡建设学院湖南邵阳422000 国网思极神往位置服务(北京)有限公司北京100000

出租车轨迹不仅反映城市路网的静态几何与拓扑结构,而且蕴含转向等动态导航信息。考虑到交叉口的位置、拓扑连接及转向规则是构建可导航路网的基础与关键,本文利用出租车轨迹的空间分布与动态连接信息,采用“交叉口位置—路段几何—导... 详细信息

出租车轨迹不仅反映城市路网的静态几何与拓扑结构,而且蕴含转向等动态导航信息。考虑到交叉口的位置、拓扑连接及转向规则是构建可导航路网的基础与关键,本文利用出租车轨迹的空间分布与动态连接信息,采用“交叉口位置—路段几何—导航属性”的研究思路,提出一种交叉口引导的可导航路网构建方法。设计了一种顾及多模特征的交叉口集成识别技术,并引入随机森林算法,探索待定交叉口的零标注监督式去伪;在此基础上提出一种基于Delaunay三角网的多阶段路段生成方法;最后围绕交叉口,挖掘路段的转向及单双向信息,从而构建出可导航路网。与其他方法相比,本文方法在交叉口、路段及转向等可导航路网信息提取方面具有更高的完整性与准确性。

关键词：出租车轨迹可导航路网构建交叉口识别

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智慧城市综合感知与智能决策的进展及应用

测绘学报 2019年第12期48卷 1482-1497页

作者：龚健雅张翔向隆刚陈能成武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室湖北武汉430079 武汉大学遥感信息工程学院湖北武汉430079 地球空间信息技术协同创新中心湖北武汉430079

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... 详细信息

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。

关键词：综合感知实时管理智能决策物联网传感网智慧城市