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基于改进Harsdorf距离的Matlab DBSCAN船舶航迹聚类方法

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简介:
本文提出一种基于改进Harsdorf距离的Matlab DBSCAN算法,专门用于优化船舶航迹数据的聚类分析,提高海洋交通管理效率。 复现了论文《基于轨迹聚类的船舶异常行为识别研究》的相关内容,实现了航迹数据的提取、聚类、提取聚类中心、基于豪斯多夫距离的航迹预测以及航迹预测阈值的寻优等多项功能。代码完整且可以直接运行。完整的项目包括模型文件和航迹数据,具体包含DBSCAN代码、H距离计算代码、航迹提取代码、基于H距离的阈值分类代码及阈值寻优代码等。 此案例可以作为学习DBSCAN算法与豪斯多夫距离计算方法的应用实例,并掌握了航迹分类的大致流程。通过该研究取得了较好的聚类效果,同时也能进行基于航迹聚类的偏离预测,经检测准确率较高。对于需要学习DBSCAN的朋友来说,这是一个实用的学习案例;而对于从事船舶航迹研究方向的研究者而言,则可以通过替换数据和相关模块来拓展并实现自己的模型。

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客服
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  • HarsdorfMatlab DBSCAN
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    本文提出一种基于改进Harsdorf距离的Matlab DBSCAN算法,专门用于优化船舶航迹数据的聚类分析,提高海洋交通管理效率。 复现了论文《基于轨迹聚类的船舶异常行为识别研究》的相关内容,实现了航迹数据的提取、聚类、提取聚类中心、基于豪斯多夫距离的航迹预测以及航迹预测阈值的寻优等多项功能。代码完整且可以直接运行。完整的项目包括模型文件和航迹数据,具体包含DBSCAN代码、H距离计算代码、航迹提取代码、基于H距离的阈值分类代码及阈值寻优代码等。 此案例可以作为学习DBSCAN算法与豪斯多夫距离计算方法的应用实例,并掌握了航迹分类的大致流程。通过该研究取得了较好的聚类效果,同时也能进行基于航迹聚类的偏离预测,经检测准确率较高。对于需要学习DBSCAN的朋友来说,这是一个实用的学习案例;而对于从事船舶航迹研究方向的研究者而言,则可以通过替换数据和相关模块来拓展并实现自己的模型。
  • 利用良HausdorffDBSCAN
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    本文提出了一种基于改进Hausdorff距离的DBSCAN算法,用于优化船舶轨迹数据的聚类分析,提高相似路径识别的准确性和效率。 在本项目中,我们使用Python编程语言实现了一种基于改进Hausdorff距离的DBSCAN算法,用于船舶航迹数据聚类分析。DBSCAN是一种无监督学习方法,能够自动识别数据密度分布,并且对异常值具有较强的容忍性。原始的Hausdorff距离用来衡量两个点集之间的最大距离;而改进后的版本在原有基础上加入了权重因素以适应不同场景需求,例如船舶轨迹中的航向、速度等因素。 DBSCAN算法的核心在于通过寻找“核心对象”(即周围有足够的邻近点)来形成簇。如果一个点的邻居数量达到设定的最小样本数(minPts),并且这些邻居区域密度足够高(由参数ε定义),那么这个点就是核心对象,然后将这些核心对象连成片以生成簇,并排除噪声和其他非核心对象。 在项目中,“船舶轨迹聚类.ipynb”文件包含了以下步骤: 1. 数据预处理:读取“data”文件夹中的船舶航迹数据(包括经纬度、时间戳等信息),并进行清洗和格式转换。 2. 特征工程:根据需求计算航迹之间的特征,如航向、速度及持续时间。这些特征对于改进的Hausdorff距离计算至关重要。 3. 定义距离度量:实现改进后的Hausdorff距离函数,并考虑使用地球表面的距离公式以及结合船舶的速度和方向信息来评估两点间的相似性。 4. DBSCAN聚类:利用Python中的scikit-learn库或自定义实现DBSCAN算法,设置合适的minPts和ε参数值。计算出的改进后的Hausdorff距离将作为度量标准。 5. 结果可视化:使用matplotlib等库展示不同颜色表示船轨迹及其每个簇的关键统计信息。 6. 性能评估:通过轮廓系数、Calinski-Harabasz指数等评价指标来衡量聚类效果,可能还需要进行参数调优。 该项目为理解和应用改进的Hausdorff距离提供了一个实例。对于处理复杂和噪声数据的问题(如海洋交通分析或飞行轨迹分析)具有广泛的应用价值,并展示了Python在数据科学领域的强大能力。
  • trackkeeping.rar_欠驱动_控制_MATLAB跟踪
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    本资源为一款针对欠驱动船舶设计的航迹控制系统,采用MATLAB进行开发与仿真。系统旨在实现复杂海况下的精确路径追踪,适用于学术研究和工程应用。 船舶航迹控制属于典型的欠驱动控制问题,在这一领域内,“轨迹跟踪”是一个关键的研究方向。
  • 一种DBSCAN
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    本文提出了一种对经典DBSCAN聚类算法进行优化的方法,旨在提高其在复杂数据集上的性能和准确性。通过改善密度计算与噪声点处理机制,增强了算法的鲁棒性和实用性,适用于大规模数据挖掘任务。 对DBSCAN算法进行了以下改进:(1)对于核心对象,不再对其邻域进行进一步考查,而是直接将其归为某个簇。该簇可能是核心对象所在的一个已有的簇,也可能是与其他簇合并后的结果。(2)对于边界对象,则需要进一步检查其邻域中是否存在核心对象。如果存在核心对象,则将此边界对象划分为该核心对象所属的簇;反之,若不存在这样的核心对象,则将其标记为噪声。改进后算法运行时间有所提高,但在处理高维数据时效果不佳。
  • 密度DBSCANMatlab实现)
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    本项目实现了基于密度的DBSCAN算法在Matlab中的应用,适用于发现任意形状和大小的数据集簇。 基于密度的聚类算法DBSCAN的Matlab官方程序欢迎下载。
  • 余弦OPTICS
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    本研究提出了一种基于余弦距离改进的OPTICS算法,有效提升了高维稀疏数据集上的聚类质量与效率。 改进后的OPTICS聚类算法的MATLAB代码将原来的欧氏距离改为余弦距离的倒数,适用于文本聚类。
  • DBSCAN
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    DBSCAN(Density-Based Spatial Clustering of Applications with Noise)是一种基于密度的空间聚类算法,适用于发现任意形状的簇,并能识别离群点。 采用经典的基于密度的聚类算法对四线激光雷达采集的数据进行处理,并剔除干扰点。
  • DBSCAN
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    简介:DBSCAN(Density-Based Spatial Clustering of Applications with Noise)是一种基于密度的空间聚类算法,能够识别任意形状的簇,并将孤立点标识为噪声。 基于密度的聚类算法的主要目标是识别被低密度区域隔开的高密度区域。与基于距离的聚类方法不同,后者生成的是球形簇,前者能够发现任意形状的数据聚集区,这对于处理包含噪音点的数据尤为重要。
  • 控制跟踪-MATLAB程序
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    本项目通过MATLAB编写算法,实现对船舶航行路径的有效规划与精确跟踪。代码模拟了多种海况下航迹调整策略,为海上导航提供技术支持。 本段落使用MATLAB-Simulink进行仿真,并采用了两种简单的控制算法。仿真过程中加入了不确定干扰因素,研究的是典型的欠驱动控制系统问题。
  • AIS_DBSCAN算应用_dbscan在matlab实现_运动分析_matlab数据处理
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    本项目利用DBSCAN算法进行AIS数据聚类分析,并在MATLAB环境中实现了dbscan算法,旨在通过船舶轨迹数据深入解析和预测海上船只动态。 实验目的: 1. 对AIS数据进行分类,分为上行和下行船舶轨迹点。 2. 掌握基于密度聚类方法的原理(以DBSCAN为例)。 3. 熟悉处理AIS数据的基本方法。 4. 了解并掌握船舶运动模式辨识的基本原理和方法。 实验环境:Matlab