基于室内传感网数据的行为轨迹几何代数建模与特征分析方法

发布时间：2017-10-18 23:05

  本文关键词：基于室内传感网数据的行为轨迹几何代数建模与特征分析方法

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【摘要】：伴随着地理信息技术的不断发展与进步,物联网的发展使得对空间目标进行长时间连续观测成为可能,传感器与移动终端已成为地理动态观测的重要手段,地理动态观测数据呈现多元化、精细化的特点。“服务型”GIS概念的提出,GIS研究需要更多地聚焦于人体行为及与之相关联的社会事件之中。时空轨迹作为人体行为的最直观反映,内蕴几何结构特征,是行为研究的重要窗口。时空轨迹研究需要在数据组织时充分考虑到轨迹的时空动态性,在对其几何结构加以分析的基础上,形成特定的行为模态,实现几何分析到行为语义特征分析的转换。为应对目前逐渐兴起的室内定位、室内人体行为研究,时空轨迹分析方法在时空尺度和精细层次上都要有一定程度的提升,包括对室内场景网络建模以及传感器数据集成分析、室内运动定位与追踪、语义特征解析等方面需要进一步的完善。本文以室内区域作为研究背景进行时空轨迹研究,选用传感器进行人体活动监测,尝试利用监测数据构建室内人体行为轨迹。引入几何代数理论方法,构建传感器场景网络,实现几何代数空间下动态网络的表达与路径计算；分析人体运动特征及语义特征,建立最小语义单元,实现空间数据到语义特征的转化；分析个人和群体运动的空间区域特征和拓扑特征。本文的研究工作主要包括以下几个方面：(1)基于几何代数的场景网络与传感器数据集成表达。研究室内空间目标定位方法,针对传感器数据,基于图论思想,建立传感器网络；利用几何代数blade结构,实现空间网络节点—弧段—路径的统一表达,建立基于外积连通性的路径计算和节点连通性规则。(2)基于室内传感器的人体轨迹重构及分析。根据传感器拓扑结构以及数据特征,提出人体室内运动的空间目标跟踪方法：利用基于几何代数的网络分析方法,构建动态网络路径实时计算规则,实现室内人体行为轨迹的构建；利用人体行为轨迹研究人体运动的空间特征和趋势特征。(3)基于几何代数的空间语义模型。研究人体运动特征和行为模式,构建人体运动的语义特征；利用blade结构进行人体运动—语义的几何代数编码；建立节点聚类语义转化算法,实现空间监测数据到运动语义的转化；根据语义转化结果,采用空间统计分析方法,研究行为运动的空间分布特征。
【关键词】：时空轨迹 传感器监测数据 轨迹重构 语义特征提取 几何代数
【学位授予单位】：南京师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：P208
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第1章 绪论11-18
• 1.1 选题背景及研究意义11-12
• 1.2 国内外研究现状12-15
• 1.2.1 空间目标移动定位技术12-13
• 1.2.2 时空轨迹分析及预测13-14
• 1.2.3 运动特征及行为模式分析14
• 1.2.4 存在的问题14-15
• 1.3 研究内容、技术路线与论文组织15-18
• 1.3.1 研究内容15-16
• 1.3.2 技术路线16
• 1.3.3 论文组织16-18
• 第2章 基于几何代数的场景网络与传感器数据集成表达18-28
• 2.1 传感器数据及场景设定18-21
• 2.2 基于几何代数的网络数据模型21-24
• 2.2.1 几何代数及其对象表达21-22
• 2.2.2 网络要素的几何表达模型22-24
• 2.3 基于传感器的人体运动轨迹表达24-25
• 2.4 拓扑网络与传感器运动轨迹的集成框架25-27
• 2.5 本章小结27-28
• 第3章 基于室内传感器的轨迹重构及统计分析28-43
• 3.1 基于传感器邻接关系的目标跟踪方法28-29
• 3.2 基于几何代数的传感器数据轨迹重构方法29-36
• 3.2.1 路径拓展规则29-31
• 3.2.2 路径约束规则31-33
• 3.2.3 轨迹重构算法33-35
• 3.2.4 案例验证35-36
• 3.3 不确定性解析及统计分析36-41
• 3.3.1 不确定性解析36-37
• 3.3.2 统计分析37-41
• 3.4 室内空间活动规律挖掘41-42
• 3.5 本章小结42-43
• 第4章 基于几何代数的空间语义模型43-53
• 4.1 基于几何代数的空间语义模型43-46
• 4.1.1 室内环境下人体运动表达44-45
• 4.1.2 基于几何代数行为轨迹语义类型表达45-46
• 4.2 空间语义转化46-48
• 4.3 空间行为特征挖掘48-52
• 4.4 本章小结52-53
• 第5章 结论与展望53-55
• 5.1 主要研究成果53
• 5.2 论文特色53-54
• 5.3 研究展望54-55
• 参考文献55-60
• 在读期间发表的学术论文及研究成果60-61
• 致谢61

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前3条

1 郝久月;李超;高磊;熊璋;;智能监控场景中运动目标轨迹聚类算法[J];北京航空航天大学学报;2009年09期

2 马林兵;张新长;;面向全时段查询的移动对象时空数据模型研究[J];测绘学报;2008年02期

3 孙巍,王行刚;移动定位技术综述[J];电子技术应用;2003年06期

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本文编号：1057644