[发明专利]一种最大误差可控的轨迹数据压缩方法

说明书

技术领域

本发明属于轨迹计算技术领域，具体涉及一种最大误差可控的轨迹数据压缩方法。

背景技术

轨迹计算是随着GPS、北斗等用户位置采集设备的普及和位置签到等应用的流行，进而产生了大量用户轨迹数据背景下兴起的技术领域。轨迹计算领域的技术具有针对性强、实用性好的特点。具体到轨迹压缩领域，轨迹压缩技术相比于普适的数据压缩技术，能够充分利用轨迹自身的特点，压缩效果好于普适的数据压缩方法。通过轨迹压缩计算能够有效地降低计算机处理负载和数据存储、传输开销，提高服务速度和质量。衡量轨迹压缩技术的指标主要有两个：

（1）压缩比，指压缩前的数据大小和压缩后的数据大小的比。压缩比越大，轨迹压缩技术效果越好；

（2）压缩时间，指从开始进行轨迹压缩到轨迹压缩完成所花费的时间。轨迹压缩时间越短，表明轨迹压缩的效率越高。

轨迹压缩技术分为欧几里得空间的轨迹压缩技术和路网轨迹压缩技术两类：

（1）欧几里得空间的轨迹压缩：

欧几里得空间的轨迹压缩技术针对欧几里得空间轨迹，轨迹表示为经纬度位置序列。这类轨迹压缩技术主要采用计算几何类方法。我们的发明属于这类技术。

经典的欧氏空间轨迹压缩技术为开放窗口（Opening Window，OPW）方法，其中最常用的方法为前一开放窗口（Before Opening Window，BOPW）方法。图1是BOPW方法的一个例子：预先设定一个误差允许的上限，在这个例子中是一个欧几里德距离，也即压缩后的轨迹与压缩前相比轨迹点首尾相连所构成的折线的最大距离不超过所设定的误差允许上限。在压缩时，从轨迹的起始点p₀开始，依次向后扫描，并尝试将之后若干个连续的轨迹点删除，判断压缩是否满足条件。首先尝试删除p₁，将p₀和p₂相连。判断p₁距离p₀-p₂线段距离是否超过预设误差限制。没有超过，则继续尝试删除p₂，判断p₁和p₂距离线段p₀-p₃的距离是否超过限制。由于依然没有超过，则继续尝试删除p₃。这时发现p₂距离线段p₀-p₄的距离超过了设定的误差上限，因此p₃不能被删除，需要退回到p₃位置并从p₃开始重新进行上述过程。这个过程持续到整个轨迹压缩完毕。如例所示，最终轨迹压缩结果为<p₀, p₃, p₆, p₉, p₁₆>。由于在这个过程中每个轨迹点被检查是否距离压缩后轨迹的距离是否超过误差限制的次数与轨迹点点数级别相同，因此该方法的时间复杂度为轨迹点点数的平方级。

（2）路网轨迹压缩技术：

路网轨迹压缩技术针对有路网情况下的轨迹压缩，轨迹表示为路网中的路段序列。这类轨迹压缩技术主要利用路网本身的信息和性质进行。