基于轨迹段聚类的DBSCAN 算法python代码

时间: 2023-06-08 07:09:17 浏览: 418
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轨迹聚类-trajectory-clustering

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以下是基于轨迹段聚类的DBSCAN算法的Python代码: ``` import numpy as np from sklearn.metrics.pairwise import haversine_distances def dbscan_trajectory_clustering(X, epsilon, min_samples, metric='haversine'): """ Perform DBSCAN clustering on a set of trajectory segments. Parameters ---------- X : array-like, shape (n_samples, n_features) The input data representing the trajectory segments. Each row corresponds to a single trajectory segment and should contain at least two columns representing latitude and longitude. epsilon : float The maximum distance between two trajectory segments for them to be considered as belonging to the same cluster. min_samples : int The minimum number of trajectory segments required for a cluster to be considered valid. metric : string, optional (default='haversine') The distance metric to use. Should be one of ['haversine', 'euclidean']. Returns ------- labels : array-like, shape (n_samples,) A label array where each element indicates the cluster number of the corresponding trajectory segment. -1 indicates an outlier. """ # Compute pairwise distances between trajectory segments if metric == 'haversine': X_rad = np.radians(X[:, :2]) dist_matrix = haversine_distances(X_rad, X_rad) * 6371 * 1000 # Earth radius in meters elif metric == 'euclidean': dist_matrix = np.sqrt(np.sum((X[:, :2] - X[:, :2][:, np.newaxis]) ** 2, axis=2)) else: raise ValueError(f"Unsupported metric: {metric}") # Perform DBSCAN clustering labels = np.zeros(X.shape[0], dtype=int) visited = np.zeros(X.shape[0], dtype=bool) current_cluster = -1 for i in range(X.shape[0]): if visited[i]: continue visited[i] = True neighbor_indices = np.where(dist_matrix[i] < epsilon)[0] if len(neighbor_indices) < min_samples: labels[i] = -1 # Mark as outlier else: current_cluster += 1 labels[i] = current_cluster j = 0 while j < len(neighbor_indices): neighbor_index = neighbor_indices[j] if not visited[neighbor_index]: visited[neighbor_index] = True new_neighbor_indices = np.where(dist_matrix[neighbor_index] < epsilon)[0] if len(new_neighbor_indices) >= min_samples: neighbor_indices = np.union1d(neighbor_indices, new_neighbor_indices) if labels[neighbor_index] == 0: labels[neighbor_index] = current_cluster j += 1 return labels ``` 此代码实现了基于轨迹段聚类的DBSCAN算法,其中输入数据为表示轨迹段的(lat, lon)对,输出一个标签数组表示每个轨迹段所属的簇。该算法可用于抽取轨迹中的行程信息,例如起点、终点、路线等。
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