本發(fā)明涉及軌跡處理，具體涉及軌跡補全方法、裝置、計算機設備、存儲介質(zhì)及程序產(chǎn)品。

背景技術：

1、隨著定位技術的快速發(fā)展和智能設備的普及，軌跡數(shù)據(jù)已成為許多領域的重要資源，如交通管理、城市規(guī)劃、物流配送、用戶行為分析等。軌跡數(shù)據(jù)不僅記錄了移動對象的位置信息，還隱含了豐富的時空特征和行為模式。然而，在實際應用中，由于多種因素(如設備故障、信號遮擋、用戶隱私設置等)，軌跡數(shù)據(jù)往往存在不完整或缺失的情況，這嚴重影響了數(shù)據(jù)的分析價值和實際應用效果。因此，軌跡補全技術作為解決這一問題的關鍵技術，近年來受到了廣泛關注和研究。

2、目前，基于規(guī)則的方法通常依賴于預設的規(guī)則或假設來推斷缺失的軌跡點。例如，可以通過插值算法(如線性插值、多項式插值等)來估計缺失點的位置；或者根據(jù)移動對象的移動速度、方向等特征，結合地圖信息來推測其可能的移動路徑。

3、但是，基于規(guī)則的方法在處理復雜多變的軌跡數(shù)據(jù)時，往往難以準確捕捉軌跡的細微變化和動態(tài)特性。

技術實現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本發(fā)明提供了一種軌跡補全方法、裝置、計算機設備、存儲介質(zhì)及程序產(chǎn)品，以解決基于規(guī)則的方法在處理復雜多變的軌跡數(shù)據(jù)時，往往難以準確捕捉軌跡的細微變化和動態(tài)特性的問題。

2、第一方面，本發(fā)明提供了一種軌跡補全方法，該方法包括：獲取待補全軌跡和歷史軌跡信息；其中，待補全軌跡至少包括：三個軌跡點分別對應的h3索引；基于歷史軌跡信息，確定h3索引集合；從h3索引集合中確定包括三個h3索引的候選軌跡集合；基于候選軌跡集合，利用預先訓練的軌跡補全模型進行處理，得到目標軌跡；從目標軌跡中提取缺失的軌跡點信息，并基于缺失的軌跡點信息對待補全軌跡進行補全。

3、本實施例提供的軌跡補全方法，通過使用h3索引，能夠高效地組織和檢索地理空間數(shù)據(jù)，尤其是在處理大規(guī)模軌跡數(shù)據(jù)時，能夠顯著提高查詢和匹配的效率。利用預先訓練的軌跡補全模型，可以基于候選軌跡集合中的信息，預測出待補全軌跡中缺失的軌跡點信息，能夠綜合考慮多種因素(如時間、速度、方向等)，從而提高補全軌跡的準確性和可靠性。

4、在一個可選的實施方式中，基于歷史軌跡信息，確定h3索引集合，包括：對歷史軌跡信息進行轉換處理，確定歷史軌跡中每個軌跡點對應的第一h3索引及每個軌跡點的數(shù)據(jù)信息；其中，數(shù)據(jù)信息至少包括：軌跡id、識別碼、時刻、經(jīng)度、維度、速度和里程，第一h3索引對應多個軌跡點；以第一h3索引為主鍵，構建倒排索引；基于倒排索引，確定第一h3索引相鄰的第二h3索引，并基于第一h3索引和第二h3索引構建h3索引集合。

5、本實施例提供的軌跡補全方法，通過將歷史軌跡中的每個軌跡點轉換為對應的h3索引，實現(xiàn)了地理空間數(shù)據(jù)的結構化和標準化。h3索引作為一種多層次的六邊形網(wǎng)格系統(tǒng)，能夠高效地表示和存儲地理空間信息，在轉換過程中，除了獲取軌跡點的h3索引外，還保留了軌跡點的其他重要數(shù)據(jù)信息，如軌跡id、識別碼、時刻、經(jīng)度、緯度、速度和里程等。這些信息為后續(xù)的軌跡分析和處理提供了豐富的數(shù)據(jù)基礎。此外，通過查找與待補全軌跡中h3索引相鄰的h3索引，可以快速構建出候選軌跡集合。這些候選軌跡很可能包含待補全軌跡中缺失的部分信息，為后續(xù)的軌跡補全提供了可能。

6、在一個可選的實施方式中，對歷史軌跡信息進行轉換處理，確定歷史軌跡中每個軌跡點對應的第一h3索引及每個軌跡點的數(shù)據(jù)信息，包括：根據(jù)歷史軌跡靜態(tài)中的坐標系，通過坐標系轉換函數(shù)，將歷史軌跡信息轉化為wgs84坐標系；使用h3庫提供的api，將每個軌跡點的經(jīng)緯度轉換為第一h3索引，并確定每個軌跡點的數(shù)據(jù)信息。

7、本實施例提供的軌跡補全方法，使用h3庫提供的api將每個軌跡點的經(jīng)緯度轉換為h3索引，可以快速地實現(xiàn)地理空間數(shù)據(jù)的索引化和結構化，便于后續(xù)的查詢和分析。并且，通過h3索引，可以快速地定位到某個區(qū)域內(nèi)的所有軌跡點，而無需遍歷整個數(shù)據(jù)集。這種高效的索引機制可以顯著提高數(shù)據(jù)處理和查詢的效率，降低計算成本。

8、在一個可選的實施方式中，構建預先訓練的軌跡補全模型的過程，包括：獲取待補全行程樣本；其中，待補全行程樣本包括多個行程，各個行程至少包括三個軌跡點和軌跡點對應的h3索引；基于軌跡點對應的h3索引，從歷史軌跡數(shù)據(jù)庫中確定目標行程，以行程候選軌跡集合；基于待補全行程樣本中各個行程和行程候選軌跡集合中的目標行程，確定特征數(shù)據(jù)，以確定特征數(shù)據(jù)對應的目標行程樣本；利用目標行程樣本對第一模型進行訓練，得到預先訓練的軌跡補全模型。

9、本實施例提供的軌跡補全方法，基于h3索引匹配的目標行程，可以提取出豐富的特征數(shù)據(jù)，如軌跡長度、速度變化、停留點分布等。這些特征數(shù)據(jù)能夠全面地反映用戶的出行習慣和行為模式，為模型訓練提供有力的支持。并且，利用目標行程樣本對模型進行訓練時，可以根據(jù)實際需求調(diào)整模型的參數(shù)和結構，以達到最佳的補全效果。此外，還可以利用不同的算法和框架來訓練模型，以滿足不同的應用場景和需求。

10、在一個可選的實施方式中，各個行程包括的三個軌跡點分別為開始軌跡點、中間軌跡點和結束軌跡點，基于待補全行程樣本中各個行程和行程候選軌跡集合中的目標行程，確定特征數(shù)據(jù)，包括：確定第一差值和第二差值之間的第一目標里程差值；其中，第一差值是指待補全行程樣本內(nèi)中間點和開始點之間的里程差值、第二差值是指候選軌跡集合中的目標行程內(nèi)中間點和開始點之間的里程差值；確定第三差值和第四差值之間的第二目標里程差值；其中，第三差值是指待補全行程樣本內(nèi)中間點和結束點之間的里程差值、第二差值是指候選軌跡集合中的目標行程內(nèi)中間點和結束點之間的里程差值；確定第五差值和第六差值之間的第一目標時長差值；其中，第五差值是指待補全行程樣本內(nèi)中間點和開始點之間的時長差值、第六差值是指候選軌跡集合中的目標行程內(nèi)中間點和開始點之間的時長差值；確定第七差值和第八差值之間的第二目標時長差值；其中，第七差值是指待補全行程樣本內(nèi)中間點和結束點之間的時長差值、第八差值是指候選軌跡集合中的目標行程內(nèi)中間點和結束點之間的時長差值；確定第九差值和第十差值之間的第一目標能耗差值；其中，第九差值是指待補全行程樣本內(nèi)中間點和開始點之間的能耗差值、第十差值是指候選軌跡集合中的目標行程內(nèi)中間點和開始點之間的能耗差值；確定第十一差值和第十二差值之間的第二目標能耗差值；其中，第十一差值是指待補全行程樣本內(nèi)中間點和結束點之間的能耗差值、第十二差值是指候選軌跡集合中的目標行程內(nèi)中間點和結束點之間的能耗差值；基于第一目標里程差值、第二目標里程差值、第一目標時長差值、第二目標時長差值、第一目標能耗差值和第二目標能耗差值，確定特征數(shù)據(jù)。

11、本實施例提供的軌跡補全方法，通過比較待補全行程樣本與候選軌跡集合中目標行程在多個關鍵點(中間點、開始點、結束點)之間的里程、時長和能耗差值，可以更精確地捕捉到兩者之間的相似性和差異性。這種細粒度的比較有助于篩選出與待補全行程最為匹配的候選軌跡，從而提高數(shù)據(jù)補全的準確性。

12、此外，考慮到不同行程在里程、時長和能耗等方面的多樣性，通過計算多個差值并作為特征數(shù)據(jù)，可以使模型學習到更多關于行程特性的信息。這樣，當模型面對新的、未見過的行程數(shù)據(jù)時，能夠基于這些特征數(shù)據(jù)做出更合理的預測和推斷，從而增強模型的泛化能力。

13、在一個可選的實施方式中，方法還包括：獲取測試數(shù)據(jù)集；將測試數(shù)據(jù)集輸入預先訓練的軌跡補全模型，得到測試結果；檢測測試結果是否滿足預設條件；若測試結果滿足預設條件，則判定預先訓練的軌跡補全模型合格；若測試結果不滿足預設條件，則判定預先訓練的軌跡補全模型不合格。

14、本實施例提供的軌跡補全方法，通過使用測試數(shù)據(jù)集，以一種客觀、可重復的方式來評估模型的性能。測試數(shù)據(jù)集通常包含未用于模型訓練的樣本，因此能夠更真實地反映模型在未知數(shù)據(jù)上的表現(xiàn)。這種評估方式比主觀判斷或僅依賴少量樣本的測試更加準確。

15、第二方面，本發(fā)明提供了一種軌跡補全裝置，該裝置包括：第一獲取模塊，用于獲取待補全軌跡和歷史軌跡信息；其中，待補全軌跡至少包括：三個軌跡點分別對應的h3索引；第一確定模塊，用于基于歷史軌跡信息，確定h3索引集合；第二確定模塊，用于從h3索引集合中確定包括三個h3索引的候選軌跡集合；處理模塊，用于基于候選軌跡集合，利用預先訓練的軌跡補全模型進行處理，得到目標軌跡；補全模塊，用于從目標軌跡中提取缺失的軌跡點信息，并基于缺失的軌跡點信息對待補全軌跡進行補全。

16、第三方面，本發(fā)明提供了一種計算機設備，包括：存儲器和處理器，存儲器和處理器之間互相通信連接，存儲器中存儲有計算機指令，處理器通過執(zhí)行計算機指令，從而執(zhí)行上述第一方面或其對應的任一實施方式的軌跡補全方法。

17、第四方面，本發(fā)明提供了一種計算機可讀存儲介質(zhì)，該計算機可讀存儲介質(zhì)上存儲有計算機指令，計算機指令用于使計算機執(zhí)行上述第一方面或其對應的任一實施方式的軌跡補全方法。

18、第五方面，本發(fā)明提供了一種計算機程序產(chǎn)品，包括計算機指令，計算機指令用于使計算機執(zhí)行上述第一方面或其對應的任一實施方式的軌跡補全方法。