= 1〈 λ，于是熱點路徑 L = (g!，g2,…，g5)。
[0112] 接下來要解決在眾多的網(wǎng)格如何完成有效的聚類搜索問題。不失一般性，假設每 個熱點路徑起始區(qū)域都有多個流量可達的鄰接區(qū)域，且其每個鄰接區(qū)域同時有多個流量可 達的二級鄰接區(qū)域，那么從熱點路徑起始區(qū)域開始的搜索空間可以構造成以起始區(qū)域為根 節(jié)點的4叉樹（路網(wǎng)中每個道路網(wǎng)格最多有4個鄰接單元），這樣網(wǎng)格生成圖就簡化為多 個4叉樹。顯然，使用深度優(yōu)先搜索算法對樹的每個分支逐個搜索就能找到所有以根節(jié)點 起始的熱點路徑。在搜索某個分支時每向下遞進一級，就使用路徑流量可達定義判斷滑動 窗口內的網(wǎng)格是否滿足條件，若滿足則將當前節(jié)點對應的網(wǎng)格區(qū)域加入熱點路徑中，若不 滿足則終止當前分支的搜索，完成一條熱點路徑，然后開始搜索下一個分支，直至所有分支 搜索完畢。
【主權項】
1. 基于快速路網(wǎng)建模的多尺度時空熱點路徑探測方法，其特征在于，包括以下步驟： 1) 利用大規(guī)模軌跡數(shù)據(jù)構造路網(wǎng)； 2) 基于所構造的路網(wǎng)對軌跡進行道路匹配：將軌跡點序列轉化為覆蓋在道路上的網(wǎng) 格序列； 3) 進行熱點路徑探測。2. 根據(jù)權利要求1所述的基于快速路網(wǎng)建模的時空熱點路徑探測方法，其特征在于： 所述步驟1)包括以下步驟： 將包含有大規(guī)模軌跡的二維空間區(qū)域劃分為規(guī)則的網(wǎng)格，統(tǒng)計網(wǎng)格內的軌跡點數(shù)量； 將網(wǎng)格視為位圖像素，以網(wǎng)格的軌跡點數(shù)量作為像素值，進而將區(qū)域構造為灰度圖 像； 對灰度圖進行二值化處理； 使用數(shù)學形態(tài)學中的細化、膨脹、裁剪操作從二值圖像中提取路網(wǎng)結構。3. 根據(jù)權利要求2所述的基于快速路網(wǎng)建模的時空熱點路徑探測方法，其特征在于： 所述將包含有大規(guī)模軌跡的二維空間區(qū)域劃分為規(guī)則的網(wǎng)格，具體為：按照經緯度方向將 二維空間區(qū)域S分別劃分為m、η等分，m>0,n>0,二維空間區(qū)域就S劃分為了mXn個矩形 網(wǎng)格單元，若將每個網(wǎng)格視為一個像素，則S可表示為位圖Gblt = {gl，g2，…，gniXn}，每個像 素的灰度值Gray即為通過該網(wǎng)格的軌跡量，Gray(gl)彡0,i>0。4. 根據(jù)權利要求2所述的基于快速路網(wǎng)建模的時空熱點路徑探測方法，其特征 在于：所述對灰度圖進行二值化處理采用混合閾值策略，混合閾值公式為TH(g)= tiXAvgg^+tjjXAvgyxy(g)，其中Avggklbal為全局非0像素的平均值，AvgYXY (g)為像素g 的YXY鄰域內的非0像素平均值，ΤΗ(g)為像素g的二值化閾值為全局閾值的權重， t2為局部閾值的權重。5. 根據(jù)權利要求2所述的基于快速路網(wǎng)建模的時空熱點路徑探測方法，其特征在于： 所述細化操作公式為：即利用結構元素序列B\B2, "·，ΒΝ迭代對圖像X進行處理，直至X不再變化為止，其中Β1由Β1 1旋轉得到，i= 1，2,…，η，X為二值圖像。6. 根據(jù)權利要求2所述的基于快速路網(wǎng)建模的時空熱點路徑探測方法，其特征在于： 所述膨脹操作采用定向結構元素，即通過統(tǒng)計軌跡的方向來確定道路方向，然后沿著道路 方向對覆蓋在道路上的網(wǎng)格進行膨脹。7. 根據(jù)權利要求2所述的基于快速路網(wǎng)建模的時空熱點路徑探測方法，其特征在于： 所述剪裁操作只對刪除短線、孤立點所對應的像素。8. 根據(jù)權利要求1所述的基于快速路網(wǎng)建模的時空熱點路徑探測方法，其特征在于： 所述步驟2)中的軌跡道路匹配過程為： 將軌跡點序列轉化為覆蓋在道路上的網(wǎng)格序列； 將時間域劃分為小尺度時段，統(tǒng)計"道路網(wǎng)格"在各時段各方向上的軌跡量，即流量； 以Traf(g)表示途經網(wǎng)格單元g的軌跡集合，Trafstart(g)表示從g出發(fā)的軌跡集合，Traffinish (g)表示到g終止的軌跡集合,Trafpass (g)表示穿過g的軌跡集合，則Traf(g) =T rafstart (g) +Traffinish (g) +Trafpass (g),ITraf(g)I即為網(wǎng)格g的流量。9. 根據(jù)權利要求1所述的基于快速路網(wǎng)建模的時空熱點路徑探測方法，其特征在于： 所述步驟3)包括以下步驟： a) 對軌跡進行道路匹配，將軌跡點序列轉化為"道路網(wǎng)格"序列。將時間域劃分為小尺 度時段，統(tǒng)計"道路網(wǎng)格"在各時段各方向上的軌跡量，即流量； b) 根據(jù)網(wǎng)格流量定義"道路網(wǎng)格"間的流量可達條件、熱點路徑起始條件、以及路徑流 量可達條件；根據(jù)流量可達定義將路網(wǎng)結構轉化為有向圖的結構，根據(jù)熱點路徑起始區(qū)域 定義將圖轉化為樹的結構； c) 對每個時段的網(wǎng)格生成樹，利用路徑可達定義中的規(guī)則從樹中探測小尺度時空熱點 路徑； d) 將小尺度生成樹合并為大尺度生成樹，繼續(xù)使用路徑可達定義中的規(guī)則探測大尺度 時空熱點路徑； e) 對每一尺度下的所有熱點路徑根據(jù)其熱度和長度對其進行排序。10. 根據(jù)權利要求9所述的基于快速路網(wǎng)建模的時空熱點路徑探測方法，其特征在于： 所述直接流量可達為： 若從網(wǎng)格gl到鄰接網(wǎng)格g2的軌跡量達到一定閾值λ，則稱gl直接流量可達g2 ;根 據(jù)流量可達定義將路網(wǎng)結構轉化為有向圖的結構，G= {V(G)，E(G)}，頂點集合V(G)= Iv"v2,…，vn} = {g!，g2,…gn}，Vi=gi，η> 1，1 彡i彡η,邊集合E(G) = {(ν〇v.j)I|Traf (gl)nTraf(gj)I彡入，\￡￥，^￥}。其中6為有向圖，\為有向圖中的頂點，11表示網(wǎng)格數(shù) 量，ITraf(gi)nTraf(g.j)I表示從網(wǎng)格gi至gj的軌跡量。11. 根據(jù)權利要求9所述的基于快速路網(wǎng)建模的時空熱點路徑探測方法，其特征在于： 所述熱點路徑起始區(qū)域為： 給定最小流量可達閾值λ，若某網(wǎng)格區(qū)域g滿足以下三種條件之一，則稱其為熱點路 徑起始區(qū)域。 1) 3gfejV(g)，|Trafstart(g)-Traf(g'）| >X，Vg〃eJV(g)，g"不能直接流量可達g; 2) 3g.'E7V(g)，|Trafpass(g)-Traf(g'）| >λ，枚"[]/(容)，g"不能直接流量可達g ; 3j彐g'EA/(g)，ITrafstart(g) +Trafpass(g) -Traf(g，）I>λ， Trafstart (g)-Traf(g，）I〈λ，ITrafpass (g)-Traf(g，）I〈λ，且Vf'eyV(g)，g"不能直接流 量可達g。 其中，N(g)表示g的直接鄰域,Traf(g)表示途經網(wǎng)格單元g的軌跡集合，Trafstart (g) 表示從g出發(fā)的軌跡集合，Trafpass(g)表示穿過g的軌跡集合，則Traf(g) =Trafstart(g) + Traffinish (g) +Trafpass (g),ITraf(g)I為網(wǎng)格g的流量。12. 根據(jù)權利要求9所述的基于快速路網(wǎng)建模的時空熱點路徑探測方法，其特征在于： 所述路徑流量可達為： 對于一條網(wǎng)格單元鏈L=(gl，g2，…，gn)，若滿足以下條件，則稱gl路徑流量可達gn: 1) 網(wǎng)格gi直接流量可達網(wǎng)格gi+i，1彡i〈n; 2) 對于L的每一子鏈Q= (gi，gi+1，…，gi+E),iTraffe)ΠTraf(gi+1)Π... ΠTraf(gi+Ε)I彡λ，1 彡ε〈η,i彡 1 ; 3)vre{2k^)nih^gi+1)n...n ，τ必須連續(xù)地經過gl，g1+1，…，g1+ E; 其中，Traf(g)表示途經網(wǎng)格單元g的軌跡集合，T表示為一條途徑某些網(wǎng)格的軌跡，λ為 網(wǎng)格間的最小流量可達閾值，ε為熱點路徑探測過程中的滑動窗寬。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于快速路網(wǎng)建模的多尺度時空熱點路徑探測方法，包括：利用大規(guī)模軌跡數(shù)據(jù)構造路網(wǎng)；基于所構造的路網(wǎng)對軌跡進行道路匹配：將軌跡點序列轉化為覆蓋在道路上的網(wǎng)格序列；進行熱點路徑探測。本發(fā)明給出了無路網(wǎng)拓撲支持下的多尺度熱點路探測方法，實現(xiàn)了基于大規(guī)模軌跡數(shù)據(jù)的路網(wǎng)快速構建，以及路網(wǎng)中高流量路徑的有效探測。本發(fā)明不需高精度路網(wǎng)拓撲的支持，且無需特殊類型的數(shù)據(jù)，可使用任意現(xiàn)有定位設備的定位數(shù)據(jù)，具有經濟投入低廉、快速高效等優(yōu)點。
【IPC分類】G01C21/34
【公開號】CN105258704
【申請?zhí)枴緾N201410267971
【發(fā)明人】呂賜興, 朱云龍, 張丁一, 庫濤, 陳瀚寧, 吳俊偉
【申請人】中國科學院沈陽自動化研究所
【公開日】2016年1月20日
【申請日】2014年6月16日