轨迹数据挖掘城市应用的研究综述.pdfVIP

第17卷 第10期 Vol. 17, No.10 2015 年10月 Oct., 2015 轨迹数据挖掘城市应用研究综述 1, 2 2 2 1 1 牟乃夏 ，张恒才 ，陈 洁 ，张灵先 ，戴洪磊 （1. 山东科技大学山东省基础地理信息与数字化技术重点实验室，青岛 266590 ； 2. 中国科学院地理科学与资源研究所资源与环境信息系统国家重点实验室，北京 100101） 摘要：轨迹数据作为泛在地理信息环境中社会遥感数据的主要表现形式之一，为从个体的视角研究群体的空间移 动规律，提供了新的数据支撑和研究思路。特别是在当前的大数据背景下，通过轨迹数据发掘人类的移动规律和 活动模式，进而探求蕴含的深层次知识，是解决城市问题的重要途径，轨迹数据挖掘也由此成为地理信息科学及相 关学科的研究热点。本文首先阐述了人类移动规律研究常用的轨迹数据集及在该数据集上开展的相关研究和典 型应用；然后从城市空间结构功能单元的识别及城市韵律分析、人类活动模式的发现与空间移动行为预测、智能交 通的时间估算与异常探测、城市计算的其他4 个方面，综述了轨迹数据挖掘在城市中的应用；最后，指出了轨迹数 据挖掘面临的挑战和进一步的发展方向。 关键词：轨迹；数据挖掘；城市计算；人类移动；人类活动模式 DOI:10.3724/SP.J. 1047.2015.01136 1 引言 人地关系一直是地理学研究的核心问题，人 供了新的数据源和研究契机。 本化的趋势使研究视角从宏观走向微观，更加侧 轨迹数据不仅记录了人在时间序列上的位置， 重于从个体角度来研究空间问题。随着传感器网 也隐喻了人与社会的交互、人在地域上的活动，乃 络、移动定位、无线通讯、移动互联网、高性能计算 至人与人之间的关系等社会属性。单一对象的活 与存储技术的快速发展，数据采集与计算单元的 动反映了个体自身的行为特征，群体的活动反映了 外延不断延伸，加之地球电子皮肤的逐渐形成、人 该群体共同的行为特征，而同一城市大量移动对象 人都是传感器概念的付诸实施，特别是3G/4G 技 [3] 的活动，则反映了该城市总体的社会活动特征 。 术的广泛使用，以手机为代表的智能移动终端的 所以，轨迹中蕴含的知识也是目前智慧城市、城市 [4] 普及，使时空数据获取的粒度不断细化，加速了地 计算 、社会遥感等认识城市行为、优化城市决策不 [1] 理信息的泛化过程 。长期以来，个体数据依靠传 可或缺的因素。通过轨迹数据挖掘发现隐含的知 统的活动日志调查等手段获取，精度低且缺少对 识，探求深层次的城市动力学机制，也是解决城市 时空活动轨迹的连续和完整的描述，难以大规模、 交通、城市环境、突发事件应急等重大社会问题的 [2] 长时间地观测和记录人的空间移动行为 。泛在 有效手段。 网络环境下智能移动设备的普及，使得为用户提 供无处不在的位置服务成为可能。同时，这些智 2 人类移动轨迹研究常用数据集 能设备也详细记录了个体在真实世界中的活动轨 迹，如实反映了人们的生活与行为模式。触手可 轨迹数据是带有时间戳标记的一系列位置的 及的轨迹数据给地理学