[发明专利]一种针对大规模交通数据的高效可视监测分析系统

权利要求书

1.一种针对大规模交通数据的高效可视监测分析系统，其特征是：以可视“指纹印”数据模型为核心基础，在大规模实时数据流的情况下，通过数据转换模块将收集到的原始交通数据转换为可视化“指纹印”数据模型，该过程包括了对车辆GPS数据进行处理修正并与数字地图中的道路网信息联系起来，由此确定车辆在地图中的准确位置以减少分析中的不确定性因素，最后将修正过后的GPS数值数据转换为可视化“指纹印”数据模型，同时生成一系列数据索引，用于在线实时响应用户交互；通过可视化模块收到生成的数据索引和车辆可视数据模型后，将把这些去除了原始数据中噪声转化成的抽象数据，通过内置的布局算法转化成数据的可视化形式，最后再将其渲染在屏幕之上；通过用户交互模块实现丰富的交互操作，让用户及时对处理后的数据进行空间属性分析和时序分析，从而为用户提供基于密度的城市热点区域自动侦测与分析，基于历史交通流量动态特性的道路交通流量分析，基于车辆历史数据和统计信息的交通轨迹异常实时监控分析，以历史数据和统计信息为基础实时分析大规模交通数据中的流量周期性变化特性，找出隐藏的规律和错误，从而为用户的决策提供分析与支持。

2.根据权利要求1所述的一种针对大规模交通数据的高效可视监测分析系统，其特征是：数据转换模块通过地图匹配算法来对GPS定位误差、数字地图误差和坐标投影变换误差进行修正。

3.根据权利要求1所述的一种针对大规模交通数据的高效可视监测分析系统，其特征是：通过一种可视化数据模型“指纹印”将抽象概念以分析者容易理解的方式来展示，即使数值数据变为易读的可视元素，如形状，颜色，大小等。

4.根据权利要求3所述的一种针对大规模交通数据的高效可视监测分析系统，其特征是：“指纹印”模型用来监测并分析比较大规模交通数据，因此设计为空间（S）、时间（T），和属性（A）到指纹印模型（Fingerprint）的一个映射：S×T×A→Fingerprint；而“指纹印”数据模型有别于传统数据模型，具有两个数据结构，抽象数据结构（Abstract Form）对应原始数据处理后的数值数据，可视数据结构（Visual Form）对应数据在屏幕上显示的几何信息。

5.根据权利要求3所述的一种针对大规模交通数据的高效可视监测分析系统，其特征是：“指纹印”模型首先选择一定空间范围（S），在指纹印模型（F）中记录选定区域的坐标信息及大小，在该范围（S）内按照按照时间（T）以行与列的关系组织原始交通数据，表中的一行代表一个完整的时间段；之后指纹印模型会按照定义好的抽象数据结构来为每条属性添加相应的几何信息域以生成可视数据模型（Visual Form），内置的布局算法会生成对应的几何信息，如可视化元素边界矩形的大小、形状类型、坐标信息等；结合该可视化数据模型与系统的三个功能应用：为用户提供基于密度的城市热点区域自动侦测与分析，基于历史交通流量动态特性的道路交通流量分析，基于车辆历史数据和统计信息的交通轨迹异常实时监控分析；针对性地为每个应用设计了一个专用的可视结构来达到我们预期的目标；这三个可视结构分别为热区数据指纹印模型、道路交通流量数据指纹印模型，与车辆状态数据指纹印模型。

6.根据权利要求3和要求4所述的一种针对大规模交通数据的高效可视监测分析系统，其特征是：热区数据指纹印模型采用了基于地图的环状嵌套结构的布局算法来实现S×T×A→Fingerprint的显示，地图上的对应指纹印位置代表了该可视结构分析的空间（S）；结构中用多环嵌套布局对应时间属性显示（T），每一个环对应一个完整的时间段，多环拥有相同的开始时间和结束时间，每一个时间分片以扇形分片对应，多环嵌套使得每个环上的扇形分片都会显示在相邻的位置上，扇形分片的颜色又代表了对应的属性值。