CN103150754A - 基于三维地理信息技术的移动物体定位和跟踪技术 - Google Patents
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Abstract
本发明开发了一种新的用于显示移动物体运动轨迹的方法，通过获得原始点DEM和DTM，采集位置信息，拣选数据，根据热密度逆向进行聚合，根据时间域聚合各个数据集合，调用原始DEM和DTM拟合聚合后数据，将结果绘制在三维场景中七个步骤来将物体的实际运动轨迹反映出来。所述的在三维地理信息技术下展示移动物体运动轨迹的方法由于加入了空间聚合运算，时间聚合运算，实现了真实地还原物体实际运动轨迹，为各类移动物体定位与跟踪系统应用打下了良好的基础。
Description
技术领域
本发明涉及移动定位和跟踪的方法，特别是一种在三维地理信息技术下展示移动物体运动轨迹的方法。
背景技术
目前，基于三维地理信息技术的移动物体定位和跟踪技术主要是基于GPS定位导航设备，在移动跟踪系统中使用设备定位数据直接展示轨迹。由于GPS设备存在信号不稳定、受地形因素影响容易产生误差，对用户来说，这种展示移动物体点得到的轨迹与实际轨迹相比存在较大偏差，在低速状态误差尤其明显。虽然实现方式较简单，但轨迹展现效果及准确性不甚理想。本方法真实地还原物体实际运动轨迹，为各类移动物体定位与跟踪系统应用打下了良好的基础。
发明内容
本发明基于三维地理信息技术的移动物体定位和跟踪技术旨在提供一种数据精度提升的方法，使定位轨迹线能够准确表达实际情况，得到真实精确的移动轨迹展现。本方法通过对位置数据在时间维度和空间维度的处理，与真实数据进行匹配，从而有效地提高了数据的精度和适用性。
本发明基于三维地理信息技术的移动物体定位和跟踪技术的技术方案如下：
第一步：首先获得所有原始点数据的DEM和DTM值，并生成三维空间场景；
第二步：通过导航定位设备采集到被监测物体的位置信息，并作为原始数据存储；
第三步：根据展现范围，拣选出需要的数据，并建立数据缓冲；
第四步：将拣选数据在时间维度进行热密度计算，再根据热密度分布逆向对数据在时间维度进行聚合，聚合力度与热密度分布成反比。将聚合结果沿时间维度进行延伸，通过延伸的交汇边界得到数据的时间域集合；
第五步：按照第四步得到的数据时间域对原始数据进行拆分，得到一系列数据的较小集合。分别对上述各个集合使用Hierarchial clustering算法进行聚合处理，聚合点个数与数据所处时间域跨度成正比。处理结果作为聚合运算结果使用；
第六步：调用原始点数据的DEM和DTM，判断聚合后数据与真实场景数据是否存在干涉。将干涉数据的高程值与DEM和DTM数据进行拟合，对于数据点的空间位置进行匹配；
第七步：将处理以后的点数据绘制在三维场景中，点标识的大小与聚合比重成正比。之后按照时间顺序进行连线，连线结果即为经过纠偏的轨迹线。
本发明基于三维地理信息技术的移动物体定位和跟踪技术的方法相对于以往技术的优势在于：通过对于轨迹数据的科学聚合处理，再根据真实DEM和DTM对处理结果进行修正，实现了对于移动物体特定时刻的定位优化，并在定位点优化的基础上实现了轨迹的高还原拟合。
附图说明
图1是本发明基于三维地理信息技术的移动物体定位和跟踪技术的流程图。
具体实施方式
实施例一：
首先，确定计算区域A。
第一步：制作区域A的DTM，根据区域A的实际情况建立三维GIS基础-DTM，基于三维地理信息展示平台，通过整合航空或者卫星照片，DEM数据，合成具有真实坐标和起伏的三维地形，然后通过加载三维模型、文字标注、矢量数据等资料，构建区域A三维场景，对于重点关心区域地形、地貌、地物，可以使用高分辨数据构建细致、真实的三维场景；
第二步：被监测对象携带定位设备B(如GPS、北斗定位器等)在A区域内运动，设备按预定时间要求采集位置数据并回传到系统中作为定位原始数据储存；
第三步：当需要展示终端B轨迹时，根据所需展现的空间范围A’，从原始数据存储中筛选出在此范围内需要进行显示相应数据C，并建立数据缓冲区；
第四步：将数据C在时间维度上计算出热密度分布。再根据热密度分布逆向对记录在时间维度进行聚合，聚合力度与热密度分布成反比，得到结果集——聚合点集合D。将D内聚合点在时间轴上进行扩张，可得到这些聚合点所对应的时间域集合E；
第五步：将原始数据中在E各时间域内的空间坐标数据通过三维Hierarchial clustering算法进行聚合处理，聚合点的预期生成数量与时间域所包含的时间跨度成正比。并将各结果集合并，从而得到聚合点结果全集F；
第六步：获取聚合点结果全集F后，遍历F确定其在场景内与DEM和DTM的干涉情况，对于聚合点结果全集F中出现干涉的点进行Z轴方向纠偏，使其Z值与DEM和DTM相匹配以形成最终数据全集G；
第七步：将处理以后的最终数据全集G按其坐标绘制在三维场景A’内，依数据聚合的权重值调整绘制图形的大小。并按时间顺序连线，连线结果可看作是经过纠偏的定位轨迹线。
Claims (2)
1.一种基于三维地理信息技术的移动物体定位和跟踪技术，其特征在于：包括以下步骤：
第一步：获得所有原始点数据的DEM和DTM值，并生成三维空间场景；
第二步：通过导航定位设备采集到被检测物体的位置信息，并作为原始数据存储；
第三步：根据展现范围，拣选出需要的数据，并建立数据缓冲；
第四步：将拣选数据在时间维度进行热密度计算，再根据热密度分布逆向对数据在时间维度进行聚合，聚合力度与热密度分布成反比，将聚合结果沿时间维度进行延伸，通过延伸的交汇边界得到数据的时间域集合；
第五步：按照第四步得到的数据时间域对原始数据进行拆分，得到一系列数据的较小集合，分别对上述各个集合使用Hierarchial clustering算法进行聚合处理，聚合点个数与数据所处时间域跨度成正比，处理结果作为聚合运算结果使用；
第六步：调用原始点数据的DEM和DTM，判断聚合后数据与真实场景数据是否存在干涉，将干涉数据的高程值与DEM和DTM数据进行拟合，对于数据点的空间位置进行匹配，
第七步：将处理以后的点数据绘制在三维场景中，点标识的大小与聚合比重成正比，之后按照时间顺序进行连线，连线结果即为经过纠偏的轨迹线。
2.根据权利要求1所述的基于三维地理信息技术的移动物体定位和跟踪技术的方法，其特征在于：所述的第四步中，需要对数据在时间维度进行热密度计算，然后根据热密度计算结果逆向对数据在时间维度进行聚合运算；所述的第五步中，根据数据时间域对于原始数据进行拆分，进行聚合运算；所述的第六步中，调用数据点的DEM和DTM来拟合聚合以后的数据，对数据空间位置进行匹配。
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