基于在线有向无环图的船舶轨迹压缩算法

发布时间：2021-12-24 13:17

　　为了解决船舶轨迹数据的压缩问题,提出了一种船舶轨迹在线压缩算法;使用多次滑动推算船位判断方法清洗船舶轨迹,使用在线有向无环图在干净轨迹上建立压缩路径树并输出采样点;为了提高轨迹队列和路径树在内存中的查询速度,使用哈希表对其进行管理;为了验证提出算法的效果,比较了真实船舶自动识别系统数据与方向保留算法、道格拉斯-普克算法的压缩时间和误差,采用可视化方法分析了原始轨迹、清洗轨迹和压缩轨迹。试验结果表明:在压缩时间方面,方向保留算法和道格拉斯-普克算法的压缩时间分别约为提出算法的1.1、1.3倍,说明提出的算法比其他2种算法的处理时间更短;提出的算法在压缩过程中保留了时间信息,平均同步欧氏距离误差在任何压缩率下都能保持在10 m以下,最大同步欧氏距离误差在压缩率为1%时仅有127 m,而其他2种算法的平均同步欧氏距离误差和最大同步欧氏距离误差不受控制,会随机变化;在垂直距离误差方面,提出的算法与道格拉斯-普克算法在压缩率不小于5%的条件下,都能保证垂直距离误差小于20 m,而方向保留算法的垂直距离误差会随机变化;在显示效果方面,提出的算法能有效清除轨迹噪声点,压缩轨迹能够较好地代表原始轨迹的... 

【文章来源】：交通运输工程学报. 2020,20(04)北大核心EICSCD

【文章页数】：10 页

【部分图文】：

压缩误差尺度

Ι= ∑ p Κ ∈ Τ ′ L (p Κ ,p Κ+1 )?????? ??? (2)在层结束插入条件方面,如果pi与pj满足d(pi,pj)>ηε,则将pi插入到RK队列中,其中η为误差倍数,可设置为2,RK用于存储VK层中满足η倍误差阈值的点,当VK层中的所有点都被插入到RK中时,则结束VK+1层的插入。如图3中,在插入V2层时,当发现d(p1,p7)>2ε时,将p1插入R1中,而V1层只有一个点p1,于是结束V2层的插入。

在层结束插入条件方面,如果pi与pj满足d(pi,pj)>ηε,则将pi插入到RK队列中,其中η为误差倍数,可设置为2,RK用于存储VK层中满足η倍误差阈值的点,当VK层中的所有点都被插入到RK中时,则结束VK+1层的插入。如图3中,在插入V2层时,当发现d(p1,p7)>2ε时,将p1插入R1中,而V1层只有一个点p1,于是结束V2层的插入。图4 解码和输出流程

【参考文献】：
期刊论文
[1]改进的Sliding Window在线船舶AIS轨迹数据压缩算法[J]. 高邈,史国友,李伟峰.  交通运输工程学报. 2018(03)
[2]船舶AIS轨迹快速自适应谱聚类算法[J]. 牟军敏,陈鹏飞,贺益雄,张行健,朱剑峰,荣昊.  哈尔滨工程大学学报. 2018(03)
[3]基于Douglas-Peucker算法的船舶AIS航迹数据压缩[J]. 张树凯,刘正江,张显库,史国友,蔡垚.  哈尔滨工程大学学报. 2015(05)



本文编号：3550553