[發明專利]一種多語義軌跡數據分段存儲方法

有效

• 申請號: 201911372236.7
• 申請日: 2019-12-27
• 公開（公告）號: CN111190891B
• 公開（公告）日: 2023-07-25
• 發明（設計）人: 涂來;周偉
• 申請（專利權）人: 武漢長江通信產業集團股份有限公司;武漢長江通信智聯技術有限公司
• 主分類號: G06F16/215
• 分類號: G06F16/215;G06F16/29;G06F16/174
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 許蓮英

本發明提出了一種多語義軌跡數據分段存儲方法。本發明將軌跡由原始的采樣點模型轉換為便于理解和組織的軌跡段的形式，并將原始軌跡數據分為移動對象、點對象和軌跡對象分別存儲和管理。本發明方法主要分為三個步驟，首先將原始軌跡數據進行必要的數據清洗，然后基于軌跡語義和停留點兩種方法進行分段，軌跡分段后再根據軌跡尺度，選取合適壓縮算法，對軌跡段進行壓縮，最后以設計的數據表字段格式將軌跡數據進行存儲。

技術領域

本發明屬于數據挖掘技術領域，尤其涉及一種多語義軌跡數據分段存儲方法。

背景技術

隨著位置采集裝備和移動計算技術的進步，現在已經能夠產生大量移動物體的時空軌跡數據。時空軌跡是物體在地理空間上運動產生的軌跡，通常用一系列按時間排序的點表示，例如車輛的GPS軌跡、手機WiFi接入、手機蜂窩基站定位等。支持GPS的移動終端以及地圖服務(如百度地圖、高德地圖)的不斷推廣與普及，使得人們可以記錄自己當前的地理坐標并分享至互聯網。而且越來越多的社交網絡，如微信、微博等，也提供基于位置和行程的服務。歐盟GSA的報告顯示，蘋果和安卓手機APP市場中有近一半的應用需要用戶提供位置信息。時空軌跡數據的迅速增長，要求我們對軌跡數據的存儲、管理、計算、檢索以及挖掘等新計算技術有系統的研究和發展，空間軌跡計算也成為越來越重要的研究領域。這為軌跡模式挖掘、基于位置的社交網絡、智能交通系統、城市計算等應用提供了有力支持。

然而軌跡數據的挖掘與計算卻存在著以下幾點挑戰：

軌跡數據具有覆蓋范圍廣、種類繁多、更新頻率快等特點，因此數據量龐大。例如車輛GPS軌跡、手機基站軌跡、社交媒體行為軌跡等，其日均數據量達到百萬甚至上億級。

軌跡數據尺度各異。由于軌跡都具有異頻采樣性，同種甚至不同類型的移動對象采樣頻率也會不同。例如，通常有源車載GPS約30秒上傳一次定位，也有某些車載定位設備為節省流量間隔數分鐘或數十分鐘上傳一次定位；除了采樣頻率不同外，空間點坐標的精度可能也會不同，例如GPS的精度約能達到10米，而手機基站定位的精度一般在100～1000米。對于不同屬性的異質軌跡數據而言不僅難于統一管理，而且使用目前較通用的距離度量方式所計算的軌跡相似性也可能會出現偏差；

不含語義的表達難以被人類理解。通常軌跡數據是以采樣點模型進行存儲，當研究人員進行軌跡挖掘時，需要將軌跡轉換為含有語義的表示。例如某些軌跡是一段有目的出行，某些軌跡只是在一個區域的游走，需要將軌跡的點序列表示轉換為根據物理意義劃分或停留時長劃分的有語義的軌跡段。

面臨上述挑戰，如果沒有合理的軌跡存儲組織和管理模型，軌跡計算往往費時費力。本發明旨在構建一個原始軌跡點序列與軌跡挖掘計算的中間層，提出一種面向多語義跨尺度軌跡大數據的存儲管理模型，為構建軌跡數據庫提供一個良好的軌跡存儲組織方法。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明提出了一種多語義軌跡數據分段存儲方法。

本發明的技術方案為一種多語義軌跡數據分段存儲方法，具體包括以下步驟：

步驟1：將車輛軌跡數據通過數據清洗去除無效數據得到清洗后車輛軌跡數據，將語義分段數據通過數據清洗去除無效數據得到清洗后語義分段數據；

步驟2：將數據清洗后車輛軌跡數據和數據清洗后車輛語義行程分段進行數據融合，得到融合后車輛軌跡段數據；

步驟3：采用基于停留點分段的方法對融合后車輛軌跡段數據進行分段，得到軌跡分段后數據；

步驟4：將軌跡分段后數據進行數據壓縮，得到壓縮完成的軌跡段數據；

步驟5：將軌跡分段后數據、壓縮完成的軌跡段數據通過數據表方式進行存儲。

作為優選，步驟1中所述車輛軌跡數據具體為：