Hispanopedia Wiki
La correspondencia de mapas consiste en relacionar las coordenadas geográficas registradas con un modelo lógico del mundo real, generalmente mediante un Sistema de Información Geográfica (SIG ) . El método más común consiste en tomar puntos de ubicación registrados de forma secuencial (por ejemplo, mediante GPS ) y relacionarlos con las aristas de una red vial existente , normalmente en una lista ordenada que representa el recorrido de un usuario o vehículo. Esta correspondencia de observaciones con un modelo lógico tiene aplicaciones en la navegación por satélite , el seguimiento GPS de mercancías y la ingeniería del transporte .
Los algoritmos de correspondencia de mapas se pueden dividir en algoritmos en tiempo real y algoritmos fuera de línea. Los algoritmos en tiempo real asocian la posición durante el proceso de grabación a la red vial. Los algoritmos fuera de línea se utilizan después de que se registran los datos y luego se comparan con la red vial. [ 1 ] Las aplicaciones en tiempo real solo pueden calcular basándose en los puntos anteriores a un momento dado (a diferencia de los de un viaje completo), pero están diseñadas para usarse en entornos "en vivo". Esto implica un compromiso entre rendimiento y precisión. Las aplicaciones fuera de línea pueden considerar todos los puntos y, por lo tanto, pueden tolerar un rendimiento más lento en favor de la precisión. Sin embargo, los defectos de baja precisión se pueden reducir debido a la integración de la proximidad espacio-temporal y algoritmos de círculo ponderado mejorados. [ 2 ]
Ejemplos y casos de uso
Los usos de los algoritmos de comparación de mapas abarcan desde lo inmediato y práctico, como las aplicaciones diseñadas para guiar a los viajeros, hasta lo analítico, como la generación de datos de entrada detallados para modelos de análisis de tráfico y similares.
Probablemente, el uso más común de la correspondencia de mapas se da cuando un viajero dispone de un dispositivo móvil que le proporciona indicaciones para orientarse en una red de calles. Para ofrecer indicaciones precisas, el dispositivo debe conocer con exactitud la ubicación del usuario dentro de dicha red. Sin embargo, la ubicación GPS tiene un margen de error, por lo que seleccionar el segmento de calle más cercano y calcular la ruta a partir de ahí probablemente no funcione. En cambio, el historial de ubicaciones registradas por el GPS puede utilizarse para estimar una ruta plausible e inferir la ubicación actual con mayor precisión.
Otros usos, de carácter más analítico, incluyen:
- Extracción de información sobre el flujo de tráfico a partir de las trayectorias GPS de los vehículos.
- asociar atributos reportados por el usuario con una calle
- Inferir automáticamente las restricciones de giro basándose en un análisis de múltiples rutas GPS.
Hay otros ejemplos [ 3 ] y este tema aún está en fase de investigación y desarrollo activos. [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ]
Aproches
Enfoque geométrico
Los primeros enfoques para resolver el problema de la correspondencia de mapas se basaron en la similitud entre la curva de los puntos y la curva de la carretera. [ 8 ]
Enfoque topológico
La correspondencia topológica de mapas alinea los puntos GPS con una red vial, teniendo en cuenta la conectividad y las relaciones entre los segmentos de carretera. Considera la estructura de la red, las restricciones de ruta y la secuencia de puntos GPS para proporcionar una correspondencia de ruta precisa y realista, especialmente en entornos complejos.
Enfoque avanzado
Los algoritmos avanzados de correspondencia de mapas, incluidos los basados en lógica difusa, modelos ocultos de Markov (HMM) y filtros de Kalman, mejoran significativamente la precisión de la estimación de la ubicación de puntos GPS. Sin embargo, lograr este nivel de precisión a menudo requiere un tiempo de procesamiento considerable. [ 9 ]
Modelos ocultos de Markov
La correspondencia de mapas se describe como un modelo oculto de Markov donde la probabilidad de emisión es la confianza de que un punto pertenezca a un segmento único, y la probabilidad de transición se presenta como la posibilidad de que un punto se mueva de un segmento a otro dentro de un tiempo determinado. [ 10 ] [ 11 ]
Implementación
La correspondencia de mapas se implementa en una variedad de programas, [ 12 ] incluyendo los motores de enrutamiento de código abierto GraphHopper y Open Source Routing Machine . [ 13 ] También se incluye en una variedad de programas propietarios y aplicaciones de mapeo/enrutamiento.
Referencias
- ↑ Pereira, Francisco Cámara; Costa, Hugo; Pereira, Nuno Martinho (11 de septiembre de 2009). "Un algoritmo de coincidencia de mapas fuera de línea para bases de datos de mapas incompletos" . Revista europea de investigaciones sobre el transporte . 1 (3): 107– 124. Bibcode : 2009ETRR....1..107P . doi : 10.1007/s12544-009-0013-6 . hdl : 10316/102766 . S2CID 56046090 . Consultado el 23 de noviembre de 2014 .
- ↑ Teng, Wenxin; Wang, Yanhui (8 de julio de 2019). "Coincidencia de mapas en tiempo real: un nuevo algoritmo que integra la proximidad espacio-temporal y un círculo ponderado mejorado" . Open Geosciences . 11 (1): 288–297 . Bibcode : 2019OGeo...11...23T . doi : 10.1515/geo-2019-0023 .
- ↑ Brakatsoulas, Sotiris; Pfoser, Dieter; Wenk, Carola y Salas, Randall (2 de septiembre de 2005). "Sobre la correspondencia de mapas con datos de seguimiento de vehículos" (PowerPoint) . Actas de la conferencia VLDB 2005.
- ↑ Yin Lou; Chengyang Zhang; Yu Zheng; Xing Xie ; Wei Wang y Yan Huang (4 de noviembre de 2009). "Coincidencia de mapas para trayectorias GPS de baja tasa de muestreo" . Investigación de Microsoft .
- ↑ Marchal; Hackney; Axhausen (julio de 2004). "Coincidencia eficiente de mapas de grandes conjuntos de datos GPS: pruebas en un experimento de monitorización de velocidad en Zúrich" (PDF) .
- ↑ Schuessler; Axhausen (octubre de 2009). "Mapeo de trazas GPS en redes de navegación de alta resolución utilizando la técnica de hipótesis múltiples (MHT)" (PDF) .
- ↑ Willard (octubre de 2013). "Seguimiento GPS en tiempo real dentro y fuera de la carretera". arXiv : 1303.1883 [ stat.AP ].
- ↑ Bernstein, David; Kornhauser, Alain (1996-08-01). Instituto Tecnológico de Nueva Jersey (ed.). "Una introducción a la correspondencia de mapas para asistentes de navegación personal" .
{{cite journal}}: Para citar una revista se requiere|journal=( ayuda ) - ↑ Jafarlou, Minoo; Naderi, Hassan (2022). "Mejora del método de coincidencia de mapas basado en lógica difusa con detección de puntos de permanencia en la trayectoria". arXiv : 2208.02881 [ cs.LG ].
- ↑ Newson, Paul; Krumm, John (noviembre de 2009). "Coincidencia de mapas de Markov ocultos a través del ruido y la escasez" . 17.ª Conferencia Internacional ACM SIGSPATIAL sobre Avances en Sistemas de Información Geográfica (ACM SIGSPATIAL GIS 2009) .
- ↑ Luo, An; Chen, Shenghua; Xv, Bin (noviembre de 2017). "Algoritmo mejorado de coincidencia de mapas con un modelo oculto de Markov para el posicionamiento de teléfonos móviles" . ISPRS International Journal of Geo-Information . 6 (11): 327. Bibcode : 2017IJGI....6..327L . doi : 10.3390/ijgi6110327 . ISSN 2220-9964 .
- ↑ "open-tracking-tools" . GitHub . 16 de marzo de 2020.
- ↑ "Implementación de coincidencia de mapas en Java" . GitHub . 30 de abril de 2020.
- Terminología informática
- sistemas de información geográfica