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《基于lbs的定位系統(tǒng)的研究與設(shè)計》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。
1、基于LBS的定位系統(tǒng)的研究與設(shè)計高翔，張成文（蘭州文理學(xué)院電子信息工程學(xué)院，甘肅蘭州730000）摘要：LBS的廣泛應(yīng)用帶來海量的位置信息數(shù)據(jù)，如何充分利用這些數(shù)據(jù)并從中挖掘出隱含其中的知識為決策提供數(shù)據(jù)支持，已經(jīng)成為空間數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的重要內(nèi)容。本文重點研究了空間數(shù)據(jù)挖掘中的聚類分析算法，以此提出了基于LBS的定位系統(tǒng)。該系統(tǒng)分析了DBSCAN和K-means算法，并提出了一種改進(jìn)算法，實現(xiàn)異常位置檢測?；谏鲜鲅芯吭O(shè)計實現(xiàn)了基于LBS的定位系統(tǒng)，實現(xiàn)了實時定位查詢，時空查詢，異常軌跡分析等功能。.jyqkeans算法[3]。DBSC
2、AN算法是基于密度的聚類算法，其最重要的兩個參數(shù)為區(qū)域半徑E，以及給定點在E鄰域內(nèi)成為核心對象的最小鄰域點數(shù)MinPts，這兩個參數(shù)在開始時刻設(shè)定，該算法的主要缺點是聚類結(jié)果對這兩個參數(shù)的依賴性非常大，當(dāng)數(shù)據(jù)分布不均勻時，參數(shù)的取定對聚類的結(jié)果和質(zhì)量有很大的影響。K-means算法需給定初始值K，以及K個初始中心值，不同的K以及初始中心值帶來的聚類結(jié)果是不同的，上述兩個值的不同導(dǎo)致應(yīng)用上的局限性。針對上述問題，提出了異常軌跡點的查找算法，并基于該算法實現(xiàn)基于LBS的定位系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要通過異常點檢測算法發(fā)現(xiàn)特殊人群的異常軌跡，從而判斷
3、監(jiān)控對象活動的異常區(qū)域，這對異常監(jiān)控對象監(jiān)控具有非常具有實際意義。本文的剩余部分安排如下，第二節(jié)主要介紹異常軌跡點的查找算法，第三節(jié)介紹了基于LBS的定位系統(tǒng)的設(shè)計，并給出相關(guān)實現(xiàn)結(jié)果，第四節(jié)對全文進(jìn)行總結(jié)并分析未來研究方向。2異常軌跡點的查找算法異常軌跡點的查找算法的中心思想就是在聚類分析過程中，將異常點盡可能的識別出來，然后在這些異常點中進(jìn)行查找。通過對DBSCAN算法的分析，可以發(fā)現(xiàn)該算法具有良好的異常點檢測能力，然而由于算法的的特性，過多的將正常點歸類與異常點；而由于K-means算法將所有的點劃分到不同的類別中，如果沒有事先
4、定義好相關(guān)的K值和K個初始聚類中心，會導(dǎo)致聚類結(jié)果不盡人意。由此可見可以將兩種方法結(jié)合，然后對他們的優(yōu)缺點進(jìn)行互補(bǔ)，將DBSCAN的聚類結(jié)果由K-means進(jìn)行二次分析，從而找出最異常的點。異常軌跡點查找算法的具體步驟如下：（1）將目標(biāo)的定位數(shù)據(jù)定義為數(shù)據(jù)集Dataset，并確定該Dataset的參數(shù)E和MinPts，由于本文中是定位系統(tǒng)，因此這里的聚類相似度參考值設(shè)為點與點之間的距離；（a）隨機(jī)抽取部分?jǐn)?shù)據(jù)，并計算各點之間的距離，去中間值作為該Dataset的參數(shù)E；（b）觀察目標(biāo)在空間中的分布圖，確定MinPts的值；（2）根據(jù)步
5、驟（1）中確定的參數(shù)E和MinPts，對數(shù)據(jù)集D進(jìn)行DBSCAN算法聚類，具體聚類步驟如下；（3）經(jīng)過DBSCAN算法計算得來的所有類簇，并把所有異常點定義為新的簇，并計算出每個簇的數(shù)目N1，N2，…，Nn，這些簇分別為VC框架[4]，通過定位終端系統(tǒng)采集到的定位數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并且將分析結(jié)果在地圖上顯示，總體框架如圖1所示。3.2數(shù)據(jù)庫設(shè)計系統(tǒng)主要使用的數(shù)據(jù)包括歷史位置信息，對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理，需要對相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行劃分，這些信息分為時空屬性和非時空屬性，因此系統(tǒng)使用主要的數(shù)據(jù)表如下。系統(tǒng)監(jiān)控對象信息表，主要記錄待定位監(jiān)控對象的相關(guān)
6、信息。監(jiān)控對象位置信息表，主要記錄待定位監(jiān)控對象的位置信息。監(jiān)控對象歷史位置信息表，從結(jié)構(gòu)上這和監(jiān)控對象位置信息表相同，每隔一段時間PersonLocationInfo的內(nèi)容轉(zhuǎn)存入監(jiān)控對象歷史位置信息表。將主要記錄待定位監(jiān)控對象的歷史位置信息。用戶組表，主要記錄用戶組信息。3.3系統(tǒng)功能設(shè)計本系統(tǒng)主要功能包括查詢結(jié)果展示，當(dāng)前位置查詢，歷史軌跡查詢，區(qū)域查詢和時空查詢等功能，具體如圖2所示。其中歷史軌跡查詢，區(qū)域查詢和時空查詢使用了異常軌跡點的查找算法得到的結(jié)果，具體結(jié)果如下所示。4結(jié)束語本文提出了基于LBS定位的定位系統(tǒng)，主要根據(jù)對
7、象的歷史位置信息進(jìn)行時空數(shù)據(jù)挖掘。本文首先分析了DBSCAN和K-means算法在時空數(shù)據(jù)挖掘中的優(yōu)缺點，并根據(jù)這兩種算法提出一種異常軌跡點的查找算法，從而發(fā)現(xiàn)對象的經(jīng)常出現(xiàn)的位置信息，基于上述研究設(shè)計實現(xiàn)了基于LBS的定位系統(tǒng)，實現(xiàn)了實時定位查詢，時空查詢，異常軌跡分析等功能。通過異常點檢測算法發(fā)現(xiàn)特殊人群的異常軌跡，從而判斷監(jiān)控對象活動的異常區(qū)域，這對異常監(jiān)控對象監(jiān)控具有非常實際意義。.jyqkeans算法中的k值優(yōu)化問題研究[J]。系統(tǒng)工程理論與實踐，2006，26（2）：97-101.（4）張宇，王映輝，張翔南，等?；赟pr
8、ing的MVC框架設(shè)計與實現(xiàn)[J]。計算機(jī)工程，2010，36（4）：59-62.
