CN109766399B - 一种基于轨迹的基站路测点选择方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种基于轨迹的基站路测点选择方法，对轨迹折点集合进行聚类分析，根据距离信息将轨迹折点集合划分成K个子集合，求出子集合的聚类中心后计算各聚类中心与各路测仪点集合的距离，然后根据最小距离法进行过滤，滤除与聚类中心距离大于设定阈值的点，再计算过滤后的点与轨迹线段之间的距离，滤除距离小于设定阈值的点，这些点就是要查询的基站路测点。本发明基于聚类分析和最小距离法的过滤方式，大大减少了计算的复杂度，提高了查询过程效率。

Description

一种基于轨迹的基站路测点选择方法

技术领域

本发明涉及地理信息系统领域，特别是电子地图轨迹规划，具体是一种基于轨迹的基站路测点选择方法。

背景技术

电子地图中，需要使用到基站和基站路测仪，基站路测仪进行基站信号检测，从而将运行轨迹上的基站覆盖信号记录下来，记录的数据包括时间、经纬度、基站编码等。在集合地图分析基站覆盖情况的应用中，存在以下需求：已知地图轨迹，查询该轨迹下的基站信号覆盖情况。针对该需求，目前还未见有很好的解决方法，如果逐一遍历每个路测记录点和轨迹折点，随着轨迹长度的增加，会大大的增加计算的复杂度，降低查询效率。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种基于轨迹的基站路测点选择方法，基于聚类分析和最小距离法的过滤方式，查询地图轨迹下的基站信号覆盖情况，提高查询效率。

为了解决所述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种基于轨迹的基站路测点选择方法，包括以下步骤：S01)、规划地图轨迹，以地图轨迹上的折点作为关键点，留存关键点，得到轨迹关键点集合S{P(x_s1,y_s1),P(x_s2,y_s2),...P(x_si,y_si),...P(x_sn,y_sn)}，1≤i≤n，x、y为经纬度转化成的平面坐标值；S02)、采集路测仪点集合Q{P(x_q1,y_q1),P(x_q2,y_q2),...P(x_qj,y_qj),...P(x_qm,y_qm)}，1≤j≤m，x、y为经纬度转化成的平面坐标值，通过聚类分析对轨迹关键点集合进行聚类，将关键点集合根据距离信息分成K个子集，计算各个子集的聚类中心，得到K个聚类中心点集

然后逐一遍历路测仪点集合中的点，计算其与K个子集聚类中心的距离，得到距离集合V{d_v1,d_v2,...d_vi...d_vkm}，1≤i≤k，1≤j≤n，采用阈值D1进行逐一筛选，小于或者等于阈值D1的距离d_vi，保留其在集合Q中的对应点P(x_qj,y_qj)，通过距离过滤得出Q的子集O{P(x_o1,y_o1),P(x_o2,y_o2),...P(x_ol,y_ol)}，1≤l≤m，S03)、按地图轨迹规划顺序以相邻两点确定一条线段得到轨迹线段集合W{g(P₁,P₂),g(P₂,P₃),...g(P_i,P_j),....g(P_n-1,P_n)}，g(P_i,P_j)表示从点P_i到点P_j的线段，逐一遍历计算集合O中的点到轨迹线段集合W的距离，通过计算得到集合O中点与线段集合W中线段的集合R{d_r1,d_r2,...d_rj...d_rln}，采用阈值D2进行逐一筛选，小于或者等于D2的距离d_rj，保留其在集合O中的对应点P(x_oi,y_oi)，计算得到轨迹路测点集合Z{P(x_z1,y_z1),P(x_z2,y_z2),...P(x_zl,y_zl)}。

进一步的，遍历计算集合O中的点到轨迹线段集合W的距离时，若点与线段之间的夹角为锐角时，则计算点与线段之间的距离，若点与线段之间的夹角为钝角，则放弃计算。

进一步的，通过K-均值聚类法或者层次聚类法对关键点集合S进行聚类计算。

进一步的，通过地图软件或者手工完成地图轨迹规划。

进一步的，所述地图软件是OpenStreetmap、百度地图或者google地图。

本发明的有益效果：本发明对轨迹折点集合进行聚类分析，根据距离信息将轨迹折点集合划分成K个子集合，求出子集合的聚类中心后计算各聚类中心与各路测仪点集合的距离，然后根据最小距离法进行过滤，滤除与聚类中心距离大于设定阈值的点，再计算过滤后的点与轨迹线段之间的距离，滤除距离小于设定阈值的点，这些点就是要查询的基站路测点。本发明基于聚类分析和最小距离法的过滤方式，大大减少了计算的复杂度，提高了查询过程效率。

附图说明

图1为本发明的流程图；

图2为遍历计算集合O中的点到轨迹线段集合W的距离时，点与线段之间位置关系示意图，2a表示点与线段之间的夹角为锐角，2b、2c表示点与线段之间的夹角为钝角。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的说明。

实施例1

本实施例公开一种基于轨迹的基站路测点选择方法，如图1所示，包括以下步骤：

S01)、规划地图轨迹，以地图轨迹上的折点作为关键点，留存关键点，得到轨迹关键点集合S{P(x_s1,y_s1),P(x_s2,y_s2),...P(x_si,y_si),...P(x_sn,y_sn)}，1≤i≤n，x、y为经纬度转化成的平面坐标值。

本实施例中，地图轨迹具体的规划方式可以是：

1、基于地图标点，采用地图软件自动进行轨迹规划，具体的地图软件可以是OpenStreetmap、百度地图、google地图等；

2、手动完成地图轨迹规划。

S02)、采集路测仪点集合Q{P(x_q1,y_q1),P(x_q2,y_q2),...P(x_qj,y_qj),...P(x_qm,y_qm)}，1≤j≤m，x、y为经纬度转化成的平面坐标值，通过聚类分析对轨迹关键点集合进行聚类，具体的聚类分析方法可以是K-均值聚类法也可以是层次聚类法。采用K-均值聚类法时自动K值最优选择，可以采用手肘法和轮廓系数法进行求解，通过聚类分析后，将关键点集合根据距离信息分成K个子集，通过公式

计算各个子集的聚类中心，得到K个聚类中心点集

逐一遍历路测仪点集合中的点，采用公式

计算路测仪点集中的各个点与K个子集聚类中心的距离，得到距离集合V{d_v1,d_v2,...d_vi...d_vkm}，1≤i≤k，1≤j≤n，采用阈值D1进行逐一筛选，小于或者等于阈值D1的距离d_vi，保留其在集合Q中的对应点P(x_qj,y_qj)，通过距离过滤得出Q的子集O{P(x_o1,y_o1),P(x_o2,y_o2),...P(x_ol,y_ol)}，1≤l≤m；

S03)、按地图轨迹规划顺序以相邻两点确定一条线段得到轨迹线段集合W{g(P₁,P₂),g(P₂,P₃),...g(P_i,P_j),....g(P_n-1,P_n)}，g(P_i,P_j)表示从点P_i到点P_j的线段，逐一遍历计算集合O中的点到轨迹线段集合W的距离，通过计算得到集合O中点与线段集合W中线段的集合R{d_r1,d_r2,...d_rj...d_rln}，采用阈值D2进行逐一筛选，小于或者等于D2的距离d_rj，保留其在集合O中的对应点P(x_oi,y_oi)，计算得到轨迹路测点集合Z{P(x_z1,y_z1),P(x_z2,y_z2),...P(x_zl,y_zl)}。

为了加快计算速度，对于不在轨迹线段正投影范围内的点直接放弃计算其与线段之间的距离。具体如图2所示，遍历计算集合O中的点到轨迹线段集合W的距离时，若点与线段之间的夹角为锐角时，则计算点与线段之间的距离，具体可采用矢量法求出

的距离

若点与线段之间的夹角为钝角，则放弃计算。

本发明对轨迹折点集合进行聚类分析，根据距离信息将轨迹折点集合划分成K个子集合，求出子集合的聚类中心后计算各聚类中心与各路测仪点集合的距离，然后根据最小距离法进行过滤，滤除与聚类中心距离大于设定阈值的点，再计算过滤后的点与轨迹线段之间的距离，滤除距离小于设定阈值的点，这些点就是要查询的基站路测点。本发明基于聚类分析和最小距离法的过滤方式，大大减少了计算的复杂度，提高了查询过程效率。

以上描述的仅是本发明的基本原理和优选实施例，本领域技术人员根据本发明做出的改进和替换，属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种基于轨迹的基站路测点选择方法，其特征在于：包括以下步骤：S01)、规划地图轨迹，以地图轨迹上的折点作为关键点，留存关键点，得到轨迹关键点集合S{P(x_s1,y_s1),P(x_s2,y_s2),...P(x_si,y_si),...P(x_sn,y_sn)}，1≤i≤n，x、y为经纬度转化成的平面坐标值；S02)、采集路测仪点集合Q{P(x_q1,y_q1),P(x_q2,y_q2),...P(x_qj,y_qj),...P(x_qm,y_qm)}，1≤j≤m，x、y为经纬度转化成的平面坐标值，通过聚类分析对轨迹关键点集合进行聚类，将关键点集合根据距离信息分成K个子集，计算各个子集的聚类中心，得到K个聚类中心点集

然后逐一遍历路测仪点集合中的点，计算其与K个子集聚类中心的距离，得到距离集合V{d_v1,d_v2,...d_vi...d_vkm}，1≤i≤km，采用阈值D1进行逐一筛选，小于或者等于阈值D1的距离d_vi，保留其在集合Q中的对应点P(x_qj,y_qj)，通过距离过滤得出Q的子集O{P(x_o1,y_o1),P(x_o2,y_o2),...P(x_ol,y_ol)}，1≤l≤m，S03)、按地图轨迹规划顺序以相邻两点确定一条线段得到轨迹线段集合W{g(P₁,P₂),g(P₂,P₃),...g(P_i,P_j),....g(P_n-1,P_n)}，g(P_i,P_j)表示从点P_i到点P_j的线段，逐一遍历计算集合O中的点到轨迹线段集合W的距离，通过计算得到集合O中点与线段集合W中线段的距离集合R{d_r1,d_r2,...d_rj...d_rl(n-1)}，采用阈值D2进行逐一筛选，小于或者等于D2的距离d_rj，保留其在集合O中的对应点P(x_oi,y_oi)，计算得到轨迹路测点集合Z{P(x_z1,y_z1),P(x_z2,y_z2),...P(x_zl,y_zl)}。

2.根据权利要求1所述的基于轨迹的基站路测点选择方法，其特征在于：遍历计算集合O中的点到轨迹线段集合W的距离时，若点与线段之间的夹角为锐角时，则计算点与线段之间的距离，若点与线段之间的夹角为钝角，则放弃计算。

3.根据权利要求1所述的基于轨迹的基站路测点选择方法，其特征在于：通过K-均值聚类法或者层次聚类法对关键点集合S进行聚类计算。

4.根据权利要求1所述的基于轨迹的基站路测点选择方法，其特征在于：通过地图软件或者手工完成地图轨迹规划。

5.根据权利要求4所述的基于轨迹的基站路测点选择方法，其特征在于：所述地图软件是OpenStreetmap、百度地图或者google地图。

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