基于时空约束的轨迹聚类方法研究与应用

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1、分类号TPl8密级公开重庆邮电大学硕士学位论文论文题目基于时空约束的轨迹聚类方法研究与应用硕士研究指导教师ClusteringMethodbasedonSpatio—TemporalConstraint论文提交日期2010年5月论文答辩日期2010-05-29论文评阅人答辩委员会主席曾孝平教授重庆大学通信工程学院2010年05月29日独创性声明㈠㈣9㈣902㈣74IY1本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其它人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得重庆邮电太堂或其它教育机构的学

2、位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：彳包倦签字日期：如扣年／月加日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解重庞邮电太堂有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权重庞塑电太堂可以将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、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后适用本授权书)学位论文作者签名：毖7够毒师签名：议签字日期：汐卢年占月／o日签字日期：。弘咖年易月乒El重庆邮电大学硕

3、士论文摘要随着无线通信、互联网、空间定位、测量传感等技术的迅猛发展，对移动对象的信息处理和知识获取日益成为人们研究和关注的热点，并被广泛应用在智能交通、手机服务、环境监测等信息系统中。可随时随地获取的、呈爆炸性增长的移动数据在给我们带来丰富信息的同时，“数据越丰富，知识反而越贫乏"的问题也日益突出。近年来，越来越多的学者认识到，由于大部分移动对象的运动受到时间和空间的约束，研究移动对象的运动轨迹比研究其离散的位置更符合用户关注的信息和知识。例如，通过轨迹分析提取移动对象的运动规律和行为模式并预测其将来的运动状态，可以提供更准确的导航服务。本文研究的目的就是面向移动位置服务和智

4、能交通领域，通过分析轨迹的时空特征，利用聚类方法挖掘相似运动轨迹，从而发现移动对象的运动规律和行为模式，为移动导航、网络优化、监控调度等提供辅助决策信息。本文详细介绍了聚类方法在轨迹数据挖掘领域的研究现状，通过分析路网约束条件下轨迹数据的时空特征和现有轨迹聚类方法的不足，实现了一种新的基于轨迹划分和时空相似性度量的轨迹聚类方法。文中首先对扩充时空语义后的轨迹进行特征点的再选取和子轨迹划分；然后基于子轨迹段计算轨迹间的时空相似性和时空距离；最后改进了子轨迹聚类算法挖掘轨迹隐含的知识。算法分析和实验对比表明，该方法有效地降低了轨迹的存储空间，提高了轨迹的时空相似性搜索效率，能够有

5、效地发现时空邻近的轨迹，且有较好的可伸缩性。在理论研究的基础上，本文设计并实现了一个基于轨迹聚类方法的智能交通轨迹分析原型系统，可以有效地实现对路网约束轨迹的分析和结果的可视化。关键词：时空数据挖掘，约束轨迹，轨迹划分，时空相似性度量，轨迹聚类AbstractWiththedevelopmentofwirelesscommunication’intemet'globalpositioning，measuringandsensortechnology,researchon1nformatlonprocessingandknowledgediscoveryfrommovingob

6、jectshaveattracopeople’sattention，whichcanbeappliedinmanyarea1ikeIntelllgenttransportationsystem，mobileservicesystemandenvironmentmonltonngsvstem．Theexplosivemobiledata，whichcouldbeacquiredatanytimeandanywhere，bringusalotofinformation；however，theextruslVeproblem‘·眦ssivedatamakesahardknowled

7、gediscoveryprocess”becomemoreandmoreserious．Recently，moreandmoreresearchersrealizethatmostofthemovementsofmovingobjectsarespatio-temporalconstraint；researchonthetrajectodesofmovingobjectsbringsmoreknowledgethanworklngonthediscfetelocationdata．Forexample，