和連接。
[0064] 圖8示出了示意性的實(shí)際地圖。在圖8中，用被填充W灰色的方框表示建筑物、綠 地等非通行區(qū)域，灰色方框之間的空白表示道路。
[0065] 圖9示出了與圖8中的地圖對(duì)應(yīng)的根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例生成的道路網(wǎng)絡(luò)圖。如圖 9所示，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，道路網(wǎng)絡(luò)由節(jié)點(diǎn)和連接兩部分構(gòu)成。節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)于圖8中 的道路的交叉、轉(zhuǎn)彎等處，而連接對(duì)應(yīng)于圖8中的道路段。圖9中所示的道路網(wǎng)絡(luò)包括四個(gè) 節(jié)點(diǎn)，即節(jié)點(diǎn)VI、V2、V3、V4, W及八條連接，即el、e2、e3、e4、e5、e6、e7、e8。應(yīng)注意，道路 網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)是特定于應(yīng)用的。不同的應(yīng)用可能需要道路網(wǎng)絡(luò)的不同部分。例如，根據(jù)本發(fā) 明的另一個(gè)實(shí)施例，道路網(wǎng)絡(luò)可W僅由連接構(gòu)成，而在根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施例中，道路 網(wǎng)絡(luò)可W僅由節(jié)點(diǎn)構(gòu)成。為了使得對(duì)本發(fā)明的描述更全面，下面將W包括節(jié)點(diǎn)和連接兩部 分的道路網(wǎng)絡(luò)為例，說(shuō)明本發(fā)明的原理。
[0066] W下將描述生成道路網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)和連接的具體步驟。
[0067] 為了便于對(duì)本發(fā)明的理解，下面首先定義根據(jù)本發(fā)明的"鄰居一級(jí)區(qū)域"和"有效 鄰居"的概念。
[006引 領(lǐng)居
[0069] -級(jí)區(qū)域B滿足W下兩個(gè)條件任意一個(gè)時(shí)，稱其為一級(jí)區(qū)域A的鄰居一級(jí)區(qū)域：
[0070] (i) -級(jí)區(qū)域B與一級(jí)區(qū)域A的邊緣至少部分重合；或者
[0071] (ii) 一級(jí)區(qū)域B與一級(jí)區(qū)域A的頂點(diǎn)重合，并且沒(méi)有與一級(jí)區(qū)域A的邊緣至少部 分重合的其他一級(jí)區(qū)域與一級(jí)區(qū)域B的邊緣至少部分重合。
[0072] 圖10是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的鄰居一級(jí)區(qū)域的概念的視圖。
[0073] 如圖10所示，區(qū)域A、B、C、D、E是通過(guò)聚集網(wǎng)格單元而形成的一級(jí)區(qū)域。在圖10 中，一級(jí)區(qū)域C和D與一級(jí)區(qū)域A的邊緣部分重合，滿足條件（i)。因此一級(jí)區(qū)域C和D都 是一級(jí)區(qū)域A的鄰居一級(jí)區(qū)域。一級(jí)區(qū)域B與一級(jí)區(qū)域A的頂點(diǎn)重合，并且與一級(jí)區(qū)域A 的邊緣至少部分重合的一級(jí)區(qū)域C和D都不與一級(jí)區(qū)域B的邊緣至少部分重合，因此，一級(jí) 區(qū)域B因?yàn)闈M足條件（ii)而成為一級(jí)區(qū)域A的鄰居一級(jí)區(qū)域。然而，對(duì)于一級(jí)區(qū)域E，它雖 然與一級(jí)區(qū)域A的頂點(diǎn)重合，但是它與一級(jí)區(qū)域D的邊緣部分重合，而一級(jí)區(qū)域D與一級(jí)區(qū) 域A的邊緣部分重合。因此，一級(jí)區(qū)域E既不滿足條件（i)也不滿足條件（ii)。一級(jí)區(qū)域 E不是一級(jí)區(qū)域A的鄰居一級(jí)區(qū)域。
[0074] 有效領(lǐng)居
[0075] 當(dāng)一級(jí)區(qū)域B同時(shí)滿足W下兩個(gè)條件時(shí)，稱其為一級(jí)區(qū)域A的有效鄰居：
[007引 a) -級(jí)區(qū)域B是一級(jí)區(qū)域A的鄰居一級(jí)區(qū)域；并且
[0077] (ii)除一級(jí)區(qū)域A W外，一級(jí)區(qū)域B還具有至少一個(gè)鄰居一級(jí)區(qū)域不是一級(jí)區(qū)域 A的鄰居一級(jí)區(qū)域。
[007引圖11是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的有效鄰居的概念的視圖。
[007引如圖11所示，區(qū)域A、B、C、D、E是通過(guò)聚集網(wǎng)格單元而形成的一級(jí)區(qū)域。一級(jí)區(qū) 域B、C、E是一級(jí)區(qū)域A的鄰居一級(jí)區(qū)域，即，一級(jí)區(qū)域B、C、E滿足條件（i)。對(duì)于一級(jí)區(qū)域 B和E，除了一級(jí)區(qū)域A W外，還存在其它的鄰居區(qū)域不是一級(jí)區(qū)域A的鄰居一級(jí)區(qū)域。例 女口，一級(jí)區(qū)域B除了一級(jí)區(qū)域A W外還具有一個(gè)鄰居一級(jí)區(qū)域D，一級(jí)區(qū)域D不是一級(jí)區(qū)域 A的鄰居一級(jí)區(qū)域。也就是說(shuō)，一級(jí)區(qū)域B和E還滿足條件（ii)，因此一級(jí)區(qū)域B和E都是 一級(jí)區(qū)域A的有效鄰居?，F(xiàn)在考慮一級(jí)區(qū)域C。對(duì)于一級(jí)區(qū)域C來(lái)說(shuō)，除了一級(jí)區(qū)域A W 夕F，雖然它還具有鄰居一級(jí)區(qū)域B，但是該一級(jí)區(qū)域B同樣是一級(jí)區(qū)域A的鄰居一級(jí)區(qū)域。 因此，一級(jí)區(qū)域C不滿足條件（ii)，它不是一級(jí)區(qū)域A的有效鄰居。
[0080] 本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，在按照如上所述的本發(fā)明的實(shí)施方式聚集網(wǎng)格單元之后， 所形成的一級(jí)區(qū)域有如下特征。覆蓋在道路網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)上的一級(jí)區(qū)域往往具有3個(gè)或更多 的有效鄰居，其中道路網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)于軌跡簇的交叉、匯聚或分叉處。而覆蓋在道路網(wǎng)絡(luò) 的連接上的一級(jí)區(qū)域往往僅具有兩個(gè)有效鄰居，其中道路網(wǎng)絡(luò)的連接對(duì)應(yīng)于在單一路段上 行駛的軌跡簇。因此，可W基于上述規(guī)律合并具有相同特征的一級(jí)區(qū)域，從而分別形成道路 網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)和連接。
[0081] 再次參考回圖2。在步驟2200,可W通過(guò)將具有3個(gè)W上有效鄰居的一級(jí)區(qū)域與 它的具有3個(gè)及3個(gè)W上有效鄰居的鄰居一級(jí)區(qū)域合并，形成道路網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)。
[0082] 圖12示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例生成的包括節(jié)點(diǎn)和連接的道路網(wǎng)絡(luò)。
[0083] 如圖12所示，具有粗實(shí)線的框代表各個(gè)一級(jí)區(qū)域。其中，被填充W灰色的框代表 可W被合并為道路網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)的一級(jí)區(qū)域。
[0084] 在步驟2300,可W通過(guò)將具有2個(gè)有效鄰居的一級(jí)區(qū)域與它的具有2個(gè)有效鄰居 的鄰居一級(jí)區(qū)域合并，形成道路網(wǎng)絡(luò)的連接。在圖12中，空必的框代表可W被合并為道路 網(wǎng)絡(luò)的連接的一級(jí)區(qū)域。
[0085] 送樣就生成了如圖9所示意的根據(jù)本發(fā)明的道路網(wǎng)絡(luò)。
[0086] 優(yōu)選地，在圖2所示的方法流程中，在步驟2400,即在形成了道路網(wǎng)絡(luò)之后，可W 使用所形成的道路網(wǎng)絡(luò)表示軌跡。
[0087] 現(xiàn)在參考回圖8。圖8中示出了兩條位置點(diǎn)（例如，GPS點(diǎn)）序列構(gòu)成的軌 跡，即，軌跡A和軌跡B。在一種實(shí)施方式中，使用如圖9所示的道路網(wǎng)絡(luò)，每條軌跡 都可W用道路網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)和/或連接來(lái)表示。例如，軌跡A可W表示為節(jié)點(diǎn)和連 接的集合{…，el，Vl，e4，V4，e7，V3，e8，…}。軌跡B可W表示為節(jié)點(diǎn)和連接的集合 {…，el, VI，e2, V2, e3,…}。在另一種實(shí)施方式中，每條軌跡可W僅用道路網(wǎng)絡(luò)中的連接來(lái) 表示。例如，軌跡A可W表示為連接的集合{…，el，e4，e7，e8，…}。軌跡B可W表示為節(jié) 點(diǎn)和連接的集合{…，el, e2, e3,…}。在又一種實(shí)施方式中，每條軌跡可W僅用道路網(wǎng)絡(luò)中 的節(jié)點(diǎn)來(lái)表示。例如，軌跡A可W表示為連接的集合{…，VI，V4，V3，一}。軌跡B可W表示 為節(jié)點(diǎn)和連接的集合{…，VI，V2,…}。采用何種表示方法是取決于應(yīng)用的需求的。
[008引由于比如GPS點(diǎn)的位置點(diǎn)具有較高的精度，使用大量的位置點(diǎn)來(lái)表示軌跡將消耗 大量的存儲(chǔ)空間，并且對(duì)軌跡進(jìn)行識(shí)別、比較等的計(jì)算量較高。相比而言，在使用根據(jù)本發(fā) 明的道路網(wǎng)絡(luò)來(lái)表示軌跡的情況下，所得到的數(shù)據(jù)量非常小，送不但節(jié)省存儲(chǔ)空間，也將顯 著降低對(duì)軌跡進(jìn)行識(shí)別、比較等的計(jì)算開(kāi)銷。同時(shí)，使用根據(jù)本發(fā)明的道路網(wǎng)絡(luò)來(lái)表示軌跡 還可W降低軌跡的不確定度。因此，使用根據(jù)本發(fā)明的道路網(wǎng)絡(luò)來(lái)表示軌跡對(duì)于例如熱口 路線挖掘、軌跡比較等模式挖掘任務(wù)來(lái)說(shuō)是有利的。
[0089] 根據(jù)W上描述的生成道路網(wǎng)絡(luò)的方法的計(jì)算開(kāi)銷主要由W下兩階段中的開(kāi)銷構(gòu) 成：
[0090] 階段1;對(duì)每條軌跡進(jìn)行位置點(diǎn)序列掃描。
[0091] 階段2 ;聚集網(wǎng)格單元和合并一級(jí)區(qū)域。
[0092] 階段1的計(jì)算開(kāi)銷主要取決于軌跡數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)集的大小。而階段2的計(jì)算開(kāi)銷主 要取決于地理空間的大小。表1示出在膝上型計(jì)算機(jī)Lenovo" T410上對(duì)7X5km的面積 內(nèi)的576條軌跡進(jìn)行仿真所得到的各階段執(zhí)行時(shí)間，W及由此估計(jì)的對(duì)覆蓋北京（大約500 平方公里）的100萬(wàn)條軌跡進(jìn)行計(jì)算所將耗費(fèi)的各階段的執(zhí)行時(shí)間。
[0094] 表 1
[0095] 由表1可W看出，在根據(jù)本發(fā)明的生成道路網(wǎng)絡(luò)的方法中，在對(duì)7X5km的面積內(nèi) 的576條軌跡進(jìn)行仿真時(shí)，階段I和階段2所需要的執(zhí)行時(shí)間分別為351毫砂和445毫砂， 二者在一個(gè)數(shù)量級(jí)。但是隨著軌跡數(shù)量和地理面積的增加，在對(duì)城市北京生成道路網(wǎng)絡(luò)時(shí)， 階段1的執(zhí)行時(shí)間為609. 4砂，而階段2的執(zhí)行時(shí)間僅為6. 4砂，階段2的執(zhí)行時(shí)間已經(jīng)比 階段1的執(zhí)行時(shí)間低兩個(gè)數(shù)量級(jí)。送是因?yàn)椋A段1所需要的時(shí)間與軌跡數(shù)量成比例地增 加，而階段2所需要的時(shí)間僅隨著地理面積的增長(zhǎng)而增加，與軌跡數(shù)量無(wú)關(guān)，因此相對(duì)于階 段1的執(zhí)行時(shí)間的增加緩慢很多。
[0096] 送樣的特性使得根據(jù)本發(fā)明的生成道路網(wǎng)絡(luò)的方法在應(yīng)用于典型地具有密集軌 跡的城市地區(qū)時(shí)具有優(yōu)勢(shì)。
[0097] 圖13示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的道路網(wǎng)絡(luò)生成設(shè)備1300的框圖。
[0098] 道路網(wǎng)絡(luò)生成設(shè)備1300的各個(gè)部件可WW硬件、軟件、固件或者它們的組合來(lái)實(shí) 現(xiàn)。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，圖13中所示出的各個(gè)部分可W組合在一起，也可W分開(kāi)來(lái)實(shí) 現(xiàn)本發(fā)明的原理。例如，節(jié)點(diǎn)生成部件1320和連接生成部件1330可W合并在一起W成為 一個(gè)生成部件。
[0099] 如圖13所示，道路網(wǎng)絡(luò)生成設(shè)備1300可W包括聚集部件1310和連接形成部件 1330。聚集部件1310可W被配置為基于預(yù)先在軌跡圖上劃分的多個(gè)網(wǎng)格單元中的每個(gè)網(wǎng) 格單元內(nèi)的軌跡聚集網(wǎng)格單元，W形成一級(jí)區(qū)域。連接形成部件1330可W被配置為通過(guò)將 具有2上有效鄰居的一級(jí)區(qū)域與它的具有2個(gè)有效鄰居的鄰居一級(jí)區(qū)域合并，形成道路網(wǎng) 絡(luò)的連接。
[0100] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，道路網(wǎng)絡(luò)生成設(shè)備1300還可W包括可選的節(jié)點(diǎn)形成 部件1320 (在圖13中用虛線框表示）。節(jié)點(diǎn)形成部件1320可W被配置為通過(guò)將具有3個(gè) 及3個(gè)W上有效鄰居的一級(jí)區(qū)域與它的具有3個(gè)及3個(gè)W上有效鄰居的鄰居一級(jí)