抽稀算法在工程机械定位监测数据处理中的应用研究.pdf

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1、第4O卷第1期全球定位系统Vol_4O，No．1GNSSWor!dofChinaFebruary，20152015年2月抽稀算法在工程机械定位监测数据处理中的应用研究张斌，刘洋，朱建涛(桂林电子科技大学计算机科学与工程学院，广西桂林541004)摘要：以物联网技术实施对工程机械的远程监控，需通过车载端智能控制器周期性采集GPS定位数据及其它参数信息，并通过GPRS无线网络发送到监控中心服务器。但由于车辆众多，周期性采集会使数据量迅速增加，占用大量数据库存储空间，同时在GoogleMaps上显示车辆历史轨迹时，造成路径生成速度缓慢。针对这一问题提出如下

2、解决方案：控制器仍以较小时间间隔发送数据，但在服务器端通过使用曲线抽稀算法，去除冗余数据，保留关键点，这样既能获得精确的历史轨迹曲线，又能节约数据库存储空间、加快系统处理速度，同时数据库系统里仍保留了关键数据以供其它应用。最后，给出了一个具体实现，对比说明了改进后的系统处理速度加快，轨迹曲线显示简洁、准确。关键词：抽稀算法；GoogleMaps；远程监控；历史轨迹中图分类号：P228．4文献标志码：A文章编号：1008-9268(2015)01—0057—05台和地图数据，费用开销很大，Google提供了免费0引言的数据和平台，并发布了开源的Goog

3、leMap随着经济高速发展，我国已迅速发展成为工程API_2。因此，当前相关监控系统的研究多是基于机械生产大国。然而，由于工程机械的结构复杂，GoogleMaps的，例如文献E33～Es]所研究的监控施工载荷不稳定，工作环境恶劣及销售与售后管理系统。但是这些监控系统还存在进一步完善的地等多方面原因，国内外制造企业、用户单位对机械方，本文正是在此基础上进行了关于车辆历史轨迹设备的状态、位置监测及故障诊断越来越重视。融查询功能的优化，并实际应用在工程机械监控系统合了GPS全球卫星定位技术、GIS地理信息技术设计当中，优化了存储空间、提高了服务质量。和GP

4、RS无线网络通信技术于一体的远程工程机历史轨迹信息查询是工程机械监控的一项基械监控系统已经成为解决上述问题的有效手段。本功能。要想获得以上信息，服务器端就必须获取其中关于远程定位监测服务，其工作原理是车载控移动车辆每隔一定时间的定位信息，然后利用制器周期性地采集GPS定位信息及其他信息，并GoogleMapAPI提供的Polyline()函数和上述所通过GPRS无线通信网络将信息发送给监控中提供的数据信息就可以方便地绘制出机械车辆的心；监控中心在后台将信息解析、提取并存人数据历史轨迹信息。但是上述方法中存在如下问题：如库；当用户请求查询时，服务器读取

5、数据库并在电果将间隔时间设置的过大，获取的轨迹曲线就不够子地图上显示出车辆的位置、行驶轨迹及车辆运行精确；如果将间隔时间设置的过小，冗余信息过多，参数n]。定位监测服务是基于GIS的，然而以传影响服务质量。为此本文针对上述问题提供了如统方式开发相关模块，需要花钱购买GIS开发平下的解决方案：为了获取精确的历史轨迹曲线，车收稿日期：2014-10—28资助项目：广西科学研究与技术开发计划项目(编号：桂科攻1348014—6)；广西2014年工业创新发展项目(编号：2014—276)联系人：刘洋E-mail：827294841@qq．com58全球定位系

6、统第4O卷辆仍选择以较小的时间间隔发送定位信息给监控垂矩限值法在抽稀结果的精度方面可以取得服务器，然后在服务器端通过曲线抽稀算法对接收与Doug1as—Poiker法一样的效果，并且因其简单的到的定位信息进行抽稀处理，去除冗余信息，提高循环算法而易于编程和计算机处理。因此本文采服务质量。用垂距限值法。由以上对矢量曲线抽稀算法的描述易知，抽稀1抽稀算法算法的实现须在二维坐标系下进行数据计算处理，曲线抽稀是指在保证曲线形状变化不大的情但是服务器获得的GPS定位信息是以三维坐标表况下，最大限度减少曲线点的数量。曲线抽稀的关示的，即(地球半径，经度，纬度)表

7、示一个定位坐键是定义抽稀因子，抽稀因子的不同决定了抽稀算标。通过分析GoogleMaps数学模型，使用墨卡法的多样性，常见的曲线抽稀算法有步长法、线段托投影将三维定位坐标转换成二维坐标。过滤法、圆柱法、道格拉斯一普克法、垂矩限值法等2GoogleMap数学模型等]。本文重点介绍道格拉斯一普克法和垂矩限值法。2．1地球椭球体数学模型1．1道格拉斯一普克法地图投影就是指在平面上建立与地球曲面上Douglas—Poiker法是矢量曲线数据压缩中的相对应的经纬网。地图投影的拟定和计算一般均成熟算法，它是从整体的角度来考虑一条完整的曲假定地球表面为旋转椭球面，

8、并称其为地球椭球面线，选取曲线的两端点，计算线段内各点到连接两或参考椭球面，如图2所示，地球椭球体的形状和端