一种腰型集结区域符号自动生成方法及装置与流程

1.本技术涉及数据处理技术领域，特别是涉及一种腰型集结区域符号自动生成方法、装置、计算机设备和存储介质。


背景技术：

2.动态符号是地图符号和计算机动画技术的有机结合，一方面动态符号首先是一种地图符号，动画的每一帧都表现了地图符号应具有的意义，另一方面动态符号作为一种计算机动画有着双重的功能，通过当前的动画帧可以判断当前的时间，空间数据的状况，也隐含了空间数据变化的整个时间跨度，从而用户可以对符号进行操作，比如移动某些关键帧，或者在某点时间添加关键帧等。
3.然而，传统动态符号生成算法是基于传统标绘曲线结合手动输入的控制点设计的，由于传统标绘曲线的控制点对符号形态的控制较弱，其标绘形态往往需要经过多次编辑才能达到预期效果，准确率低，操作复杂。


技术实现要素：

4.基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够提高动态符号生成准确率的腰型集结区域符号自动生成方法、装置、计算机设备和存储介质。
5.一种腰型集结区域符号自动生成方法，所述方法包括：
6.获取时空轨迹数据集，利用时空轨迹数据集构建等时间间隔分段模型；
7.根据等时间间隔分段模型进行时空轨迹聚类，得到轨迹簇类特征；轨迹簇类特征包括代表轨迹集、簇类关联度矩阵和窗口簇类轨迹点集；
8.根据quickhull算法生成窗口簇类轨迹点集的凸包，对凸包进行延伸，得到控制多边形；控制多边形包含六个顶点；
9.确定控制多边形的最长边，根据控制多边形的最长边的端点和最长边的邻边，得到两条边之间的内角；
10.对内角进行判断，若内角为钝角，则向端点侧延长最长边的邻边的长度，得到第七顶点；
11.若内角为锐角，求解锐角的角平分线，根据角平分线和锐角的顶点，确定第八顶点和第九顶点；将第七至第九顶点存入控制多边形顶点集；
12.根据标绘曲线生成算法对控制多边形顶点集进行连接处理，得到腰型集结区域符号。
13.在其中一个实施例中，利用时空轨迹数据集构建等时间间隔分段模型，包括：从时空轨迹数据集中首点或某点开始，利用间隔相等的时间对轨迹进行分割，构建等时间间隔分段模型。
14.在其中一个实施例中，根据quickhull算法生成窗口簇类轨迹点集的凸包，对凸包进行延伸，得到控制多边形，包括：根据quickhull算法生成窗口簇类轨迹点集的凸包，以凸
包最长边的长度及其顶点和邻边为依据构造控制多边形；其中，控制多边形至少存在一个优角。
15.在其中一个实施例中，若内角为钝角，则向端点侧延长最长边的邻边的长度，得到第七顶点，包括：延长第六顶点到第一顶点的连线至第七顶点，其中，第一顶点和第七顶点的连线长度与最长边的长度满足下式：la＝l/k，其中，la表示第一顶点和第七顶点的连线长度，k为比例参数，k＞1。
16.在其中一个实施例中，根据角平分线和锐角的顶点，确定第八顶点和第九顶点，包括：经过锐角的顶点在角平分线的法线上确定第八顶点和第九顶点，其中第八顶点和第九顶点的连线长度与最长边的长度满足下式：lb＝2l/k，其中，lb表示第八顶点和第九顶点的连线长度。
17.在其中一个实施例中，控多边形的顶点集中的所有顶点为第一至第九顶点以及最长边的中点。
18.在其中一个实施例中，根据标绘曲线生成算法对控制多边形顶点集进行连接处理，得到腰型集结区域符号，包括：按照顺时针、或逆时针顺序以向心参数化catmull-rom样条曲线依次连接控制多边形点集的所有点，生成腰型集结区域符号。
19.一种腰型集结区域符号自动生成装置，所述装置包括：
20.构建分段模型模块，用于获取时空轨迹数据集，利用时空轨迹数据集构建等时间间隔分段模型；
21.时空轨迹聚类模块，用于根据等时间间隔分段模型进行时空轨迹聚类，得到轨迹簇类特征；轨迹簇类特征包括代表轨迹集、簇类关联度矩阵和窗口簇类轨迹点集；
22.生成控制多边形模块，用于根据quickhull算法生成窗口簇类轨迹点集的凸包，对凸包进行延伸，得到控制多边形；控制多边形包含六个顶点；
23.确定内角模块，用于确定控制多边形的最长边，根据控制多边形的最长边的端点和最长边的邻边，得到两条边之间的内角；
24.顶点计算模块，用于对内角进行判断，若内角为钝角，则向端点侧延长所述最长边的邻边的长度，得到第七顶点；若内角为锐角，求解锐角的角平分线，根据角平分线和锐角的顶点，确定第八顶点和第九顶点；将第七至第九顶点存入控制多边形顶点集；
25.腰型集结区域符号生成模块，用于根据标绘曲线生成算法对控制多边形顶点集进行连接处理，得到腰型集结区域符号。
26.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：
27.获取时空轨迹数据集，利用时空轨迹数据集构建等时间间隔分段模型；
28.根据等时间间隔分段模型进行时空轨迹聚类，得到轨迹簇类特征；轨迹簇类特征包括代表轨迹集、簇类关联度矩阵和窗口簇类轨迹点集；
29.根据quickhull算法生成窗口簇类轨迹点集的凸包，对凸包进行延伸，得到控制多边形；控制多边形包含六个顶点；
30.确定控制多边形的最长边，根据控制多边形的最长边的端点和最长边的邻边，得到两条边之间的内角；
31.对内角进行判断，若内角为钝角，则向端点侧延长最长边的邻边的长度，得到第七
顶点；
32.若内角为锐角，求解锐角的角平分线，根据角平分线和锐角的顶点，确定第八顶点和第九顶点；将第七至第九顶点存入控制多边形顶点集；
33.根据标绘曲线生成算法对控制多边形顶点集进行连接处理，得到腰型集结区域符号。
34.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
35.获取时空轨迹数据集，利用时空轨迹数据集构建等时间间隔分段模型；
36.根据等时间间隔分段模型进行时空轨迹聚类，得到轨迹簇类特征；轨迹簇类特征包括代表轨迹集、簇类关联度矩阵和窗口簇类轨迹点集；
37.根据quickhull算法生成窗口簇类轨迹点集的凸包，对凸包进行延伸，得到控制多边形；控制多边形包含六个顶点；
38.确定控制多边形的最长边，根据控制多边形的最长边的端点和最长边的邻边，得到两条边之间的内角；
39.对内角进行判断，若内角为钝角，则向端点侧延长最长边的邻边的长度，得到第七顶点；
40.若内角为锐角，求解锐角的角平分线，根据角平分线和锐角的顶点，确定第八顶点和第九顶点；将第七至第九顶点存入控制多边形顶点集；
41.根据标绘曲线生成算法对控制多边形顶点集进行连接处理，得到腰型集结区域符号。
42.上述一种腰型集结区域符号自动生成方法、装置、计算机设备和存储介质，本技术通过建立等时间间隔分段模型进行时空轨迹聚类，对生成的轨迹簇类提取轨迹簇类特征，对轨迹簇类特征中的窗口簇类轨迹点分布情况采用基于quickhull的凸包生成算法生成符号的控制多边形，对随机分布和密集的窗口簇类轨迹点集具有较高计算效率和准确率，根据控制多边形设计生成多个控制顶点，由控制多边形顶点生成带优角的控制多边形，然后采用基于向心参数化catmull-rom样条的标绘曲线生成算法对控制多边形顶点集进行连接，实现腰型集结区域符号的自动生成，能够提高动态符号中腰型集结区域符号生成准确率。
附图说明
43.图1为一个实施例中一种腰型集结区域符号自动生成方法的流程示意图；
44.图2为一个实施例中腰型集结区域符号自动生成的示意图；
45.图3为一个实施例中一种腰型集结区域符号自动生成装置的结构框图；
46.图4为一个实施例中计算机设备的内部结构图。
具体实施方式
47.为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
48.在一个实施例中，如图1所示，提供了一种腰型集结区域符号自动生成方法，包括以下步骤：
49.步骤102，获取时空轨迹数据集，利用时空轨迹数据集构建等时间间隔分段模型。
50.为充分挖掘态势信息在时空中的分布及其关联关系，在进行轨迹数据聚类时根据数据条件和应用需求，将轨迹划分为不同粒度的片段，称为时空分段模型。以轨迹段为单位描述轨迹的时空局部形态和局部语义属性可以在一定程度上兼顾轨迹的离散性和连续性，更好地体现区域态势信息。等时间间隔分段模型是指从时空轨迹数据集中首点或某点开始，间隔相等的时间对轨迹进行分割。
51.步骤104，根据等时间间隔分段模型进行时空轨迹聚类，得到轨迹簇类特征；轨迹簇类特征包括代表轨迹集、簇类关联度矩阵和窗口簇类轨迹点集。
52.等时间间隔分段模型建立后，需要挖掘相邻时间窗口间的簇类关联程度，利用等时间间隔分段模型进行时空轨迹聚类，基于等时间间隔分段模型的时空轨迹聚类能够发现更丰富的态势信息，聚类结果输出轨迹簇类特征包括代表轨迹集、簇类关联度矩阵和窗口簇类轨迹点集。窗口簇类轨迹点集为动态符号的生成提供原始数据集，动态符号包括任意型集结区域符号和具有特定形状的区域符号，比如腰型集结区域符号。
53.步骤106，根据quickhull算法生成窗口簇类轨迹点集的凸包，对凸包进行延伸，得到控制多边形；控制多边形包含六个顶点。
54.根据轨迹数据聚类结果以及簇类轨迹点分布情况直接生成优角数量可控的控制多边形顶点比较困难，为使生成的腰状集结区域符号准确覆盖轨迹点分布范围且面积最小，本技术基于quickhull算法生成轨迹点集的凸包，以凸包最长边的长度及其顶点和邻边为依据构造至少存在一个优角的控制多边形。凸包是物体形状描述、特征抽取的一个重要工具，也是一种重要的几何结构，在地理信息系统、计算机图形学、模式识别等领域中中有着广泛地应用。
55.步骤108，确定控制多边形的最长边，根据控制多边形的最长边的端点和最长边的邻边，得到两条边之间的内角。
56.对窗口簇类轨迹点集p，如图2所示，根据quickhull算法生成窗口簇类轨迹点集的凸包p1p2p3p4p5p6，其中p1p2为凸包最长边，p1p6和p2p3为最长边的邻边，pm为最长边p1p2的中点，设p1p2的长度为l。
57.步骤110，对内角进行判断，若内角为钝角，则向端点侧延长所述最长边的邻边的长度，得到第七顶点；若内角为锐角，求解锐角的角平分线，根据角平分线和锐角的顶点，确定第八顶点和第九顶点；将第七至第九顶点存入控制多边形顶点集。
58.当凸包最长边的端点与其邻边所成内角为钝角时，如图2所示，∠p6p1p2为钝角，延长p6p1至p
11
使得p1p
11
的长度la＝l/k，其中k为比例参数，k》1，得到第七顶点p
11
。
59.当凸包最长边的端点与其邻边所成内角为锐角时，如图2所示，∠p3p2p1为锐角，为避免面积扩大，同时确保将端点p2包含在符号范围内，首先求∠p3p2p1的角平分线l，过点p2在l的法线上求p
21
和p
22
，使得p
21
p
22
的长度lb＝2l/k，得到第八顶点p
21
和第九顶点p
22
。
60.步骤112，根据标绘曲线生成算法对控制多边形顶点集进行连接处理，得到腰型集结区域符号。
61.上述一种腰型集结区域符号自动生成方法，本技术通过建立等时间间隔分段模型
进行时空轨迹聚类，对生成的轨迹簇类提取轨迹簇类特征，对轨迹簇类特征中的窗口簇类轨迹点分布情况采用基于quickhull的凸包生成算法生成符号的控制多边形，对随机分布和密集的窗口簇类轨迹点集具有较高计算效率和准确率，根据控制多边形设计生成多个控制顶点，由控制多边形顶点生成带优角的控制多边形，然后采用基于向心参数化catmull-rom样条的标绘曲线生成算法对控制多边形顶点集进行连接，实现腰型集结区域符号的自动生成，提高动态符号中腰型集结区域符号生成准确率。
62.在其中一个实施例中，利用时空轨迹数据集构建等时间间隔分段模型，包括：从时空轨迹数据集中首点或某点开始，利用间隔相等的时间对轨迹进行分割，构建等时间间隔分段模型。
63.在其中一个实施例中，根据quickhull算法生成窗口簇类轨迹点集的凸包，对凸包进行延伸，得到控制多边形，包括：根据quickhull算法生成窗口簇类轨迹点集的凸包，以凸包最长边的长度及其顶点和邻边为依据构造控制多边形；其中，控制多边形至少存在一个优角。
64.腰型集结区域符号生成的关键在于控制多边形的顶点计算，对形状有要求的闭曲线面符号其控制多边形都有具体的特征，由于向心参数化catmull-rom样条曲线具有过控制点的性质，其控制多边形只需要一个优角即可。
65.在其中一个实施例中，若内角为钝角，则向端点侧延长最长边的邻边的长度，得到第七顶点，包括：延长第六顶点到第一顶点的连线至第七顶点，其中，第一顶点和第七顶点的连线长度与最长边的长度满足下式：la＝l/k，其中，la表示第一顶点和第七顶点的连线长度，k为比例参数，k＞1。
66.在其中一个实施例中，根据角平分线和锐角的顶点，确定第八顶点和第九顶点，包括：经过锐角的顶点在角平分线的法线上确定第八顶点和第九顶点，其中第八顶点和第九顶点的连线长度与最长边的长度满足下式：lb＝2l/k，其中，lb表示第八顶点和第九顶点的连线长度。
67.在其中一个实施例中，控多边形的顶点集中的所有顶点为第一至第九顶点以及最长边的中点。
68.在其中一个实施例中，根据标绘曲线生成算法对控制多边形顶点集进行连接处理，得到腰型集结区域符号，包括：按照顺时针、或逆时针顺序以向心参数化catmull-rom样条曲线依次连接控制多边形点集的所有点，生成腰型集结区域符号。
69.如图2所示，按照顺时针(或逆时针)顺序以向心参数化catmull-rom样条曲线依次连接控制多边形顶点pm、p
21
、p
22
、p3、p4、p5、p6、p1、p
11
和pm，生成腰型集结区域符号。
70.应该理解的是，虽然图1的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图1中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
71.在一个实施例中，如图3所示，提供了一种腰型集结区域符号自动生成装置，包括：构建分段模型模块302、时空轨迹聚类模块304、生成控制多边形模块306、确定内角模块
308、顶点计算模块310和腰型集结区域符号生成模块312，其中：
72.构建分段模型模块302，用于获取时空轨迹数据集，利用时空轨迹数据集构建等时间间隔分段模型；
73.时空轨迹聚类模块304，用于根据等时间间隔分段模型进行时空轨迹聚类，得到轨迹簇类特征；轨迹簇类特征包括代表轨迹集、簇类关联度矩阵和窗口簇类轨迹点集；
74.生成控制多边形模块306，用于根据quickhull算法生成窗口簇类轨迹点集的凸包，对凸包进行延伸，得到控制多边形；控制多边形包含六个顶点；
75.确定内角模块308，用于确定控制多边形的最长边，根据控制多边形的最长边的端点和最长边的邻边，得到两条边之间的内角；
76.顶点计算模块310，用于对内角进行判断，若内角为钝角，则向端点侧延长所述最长边的邻边的长度，得到第七顶点；若内角为锐角，求解锐角的角平分线，根据角平分线和锐角的顶点，确定第八顶点和第九顶点；将第七至第九顶点存入控制多边形顶点集；
77.腰型集结区域符号生成模块312，用于根据标绘曲线生成算法对控制多边形顶点集进行连接处理，得到腰型集结区域符号。
78.在其中一个实施例中，构建分段模型模块302还用于利用时空轨迹数据集构建等时间间隔分段模型，包括：从时空轨迹数据集中首点或某点开始，利用间隔相等的时间对轨迹进行分割，构建等时间间隔分段模型。
79.在其中一个实施例中，生成控制多边形模块306还用于根据quickhull算法生成窗口簇类轨迹点集的凸包，对凸包进行延伸，得到控制多边形，包括：根据quickhull算法生成窗口簇类轨迹点集的凸包，以凸包最长边的长度及其顶点和邻边为依据构造控制多边形；其中，控制多边形至少存在一个优角。
80.在其中一个实施例中，顶点计算模块310还用于若内角为钝角，则向端点侧延长最长边的邻边的长度，得到第七顶点，包括：延长第六顶点到第一顶点的连线至第七顶点，其中，第一顶点和第七顶点的连线长度与最长边的长度满足下式：la＝l/k，其中，la表示第一顶点和第七顶点的连线长度，k为比例参数，k＞1。
81.在其中一个实施例中，顶点计算模块310还用于根据角平分线和锐角的顶点，确定第八顶点和第九顶点，包括：经过锐角的顶点在角平分线的法线上确定第八顶点和第九顶点，其中第八顶点和第九顶点的连线长度与最长边的长度满足下式：lb＝2l/k，其中，lb表示第八顶点和第九顶点的连线长度。
82.在其中一个实施例中，控多边形的顶点集中的所有顶点为第一至第九顶点以及最长边的中点。
83.在其中一个实施例中，腰型集结区域符号生成模块312还用于根据标绘曲线生成算法对控制多边形顶点集进行连接处理，得到腰型集结区域符号，包括：按照顺时针、或逆时针顺序以向心参数化catmull-rom样条曲线依次连接控制多边形点集的所有点，生成腰型集结区域符号。
84.关于一种腰型集结区域符号自动生成装置的具体限定可以参见上文中对于一种腰型集结区域符号自动生成方法的限定，在此不再赘述。上述一种腰型集结区域符号自动生成装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中
的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
85.在一个实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是终端，其内部结构图可以如图4所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、网络接口、显示屏和输入装置。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现一种腰型集结区域符号自动生成方法。该计算机设备的显示屏可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏，该计算机设备的输入装置可以是显示屏上覆盖的触摸层，也可以是计算机设备外壳上设置的按键、轨迹球或触控板，还可以是外接的键盘、触控板或鼠标等。
86.本领域技术人员可以理解，图4中示出的结构，仅仅是与本技术方案相关的部分结构的框图，并不构成对本技术方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
87.在一个实施例中，提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，该存储器存储有计算机程序，该处理器执行计算机程序时实现上述实施例中方法的步骤。
88.在一个实施例中，提供了一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述实施例中方法的步骤。
89.本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本技术所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(rom)、可编程rom(prom)、电可编程rom(eprom)、电可擦除可编程rom(eeprom)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(ram)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，ram以多种形式可得，诸如静态ram(sram)、动态ram(dram)、同步dram(sdram)、双数据率sdram(ddrsdram)、增强型sdram(esdram)、同步链路(synchlink)dram(sldram)、存储器总线(rambus)直接ram(rdram)、直接存储器总线动态ram(drdram)、以及存储器总线动态ram(rdram)等。
90.以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。