基于mbr的地图匹配算法研究

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1、密级：非密硕士学位论文中图分类号：TP319基于MBR的地图匹配算法研究学位类型学术型学位学科(专业学位类别)地图学与地理信息系统作者姓名金龙导师姓名及职称刘建勋教授实践导师姓名及职称刘毅志副教授学院名称建筑与城乡规划学院论文提交日期2012年6月基于MBR的地图匹配算法研究学位类型学术型学位学科（专业学位类别）地图学与地理信息系统作者姓名金龙作者学号09011001024导师姓名及职称刘建勋教授实践导师姓名及职称刘毅志副教授学院名称建筑与城乡规划学院论文提交日期2012年6月学位授予单位湖南科技大学ResearchonMBR-basedMapMatchingAlgorithm

2、TypeofDegreeAcademicDegreeDiscipline(TypeofProfessionalDegree)GeographyScienceCandidateJinLongStudentNumber09011001024SupervisorandProfessionalTitleLiuJianxunPracticeMentorandProfessionalTitleLiuYizhiSchoolSchoolofArchitectureandUrbanPlanningDateJune,2012UniversityHunanUniversityofScienceand

3、Technology学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湖南科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩

4、印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。作者签名：日期：年月日摘要随着地理信息系统技术、卫星定位技术以及通信技术的日趋成熟，个人定位和轨迹记录变得简单快捷，基于位置的服务正在迅速普及，也日益受到人们的重视，并显示出巨大的经济和社会效益。位置服务是通过移动运行商的无线电通信网络或外部定位方式（如GPS）获取移动终端用户的位置信息。在GIS平台的支持下，为用户提供相应服务的一种增值服务。位置服务的前提就是获得移动终端的地理位置。由于GPS定位设备和数字地图都不可避免地存在误差，任何一种定位系统都存在一定的定位误差，所以GPS数据往往偏离实际地理位置。如何保证

5、移动终端定位的准确，是提供位置服务的关键。作为一种定位技术，地图匹配以电子地图的高精度道路信息为匹配的数据基础，将GPS接收机接收到的设备位置或轨迹数据，与电子地图道路数据相比较，从而找到设备所在的位置。地图匹配算法，通过接受到的GPS数据进行修正来保证移动终端的精确定位从而精确导航，有效的弥补了设备精度较低的不足。将GPS数据映射到实际位置的过程称为地图匹配(Map-Matching)。其过程是：根据GPS定位点或GPS轨迹段与数字地图信息，先确定候选路段，从中选择最优匹配路段，再依次拟合GPS定位点或GPS轨迹段。根据匹配方式的不同，现有的地图匹配算法可以分为渐增式匹配算法

6、和全局式匹配算法两种类型。渐增式匹配算法要求在前一定位点正确匹配的前提下，根据当前定位点搜索候选道路，分别计算定位点与各个候选道路的距离及相邻定位点的连线与各个候选道路夹角，并选择与轨迹点距离、角度的加权和数值为最小的道路作为匹配结果。全局式匹配算法是先将多个轨迹点连接成轨迹曲线，再通过曲线匹配的方式与路网模型中的道路进行相似度比较，并选择最相似的路段作为匹配结果。渐增式匹配算法计算简单，准确性较差，且仅适用于路网模型较简单的情况。全局式匹配算法准确性较好，但是算法复杂，处理速度较慢。此外，当前的地图匹配算法大多数采用将轨迹匹配到道路中心线的策略，没有考虑到道路宽度的因素。然而

7、，移动对象一般不会严格地沿着道路中心线行进，而是在道路宽度范围内弯曲行进，所以，现有方法准确率偏低。本文提出基于最小外接矩形(MinimumBoundingRectangle，MBR)的地图匹配算法。该算法利用MBR对轨迹进行区域建模，较严格地约束一段轨迹与道路的匹配条件；通过概率统计方法确定误差区域，准确地限制候选道路的范围；根据历史轨迹数据的相关性提高匹配率，既克服了渐增式匹配算法误匹配率较高的缺陷，又避免了全局式匹配算法计算复杂的不足；同时，使用二维几何变换，拟合轨迹数据到最优匹配道路