空间移动对象的轨迹和查询研究

论文摘要

空间移动对象的轨迹和查询是移动对象数据库中的关键技术,成为当前数据库领域研究的热点问题。本文重点研究了非约束环境和网络环境中移动对象轨迹的查询问题。在建立移动轨迹索引结构之前,首先应该对移动对象的轨迹进行建模。本文研究了移动对象轨迹问题,介绍了在移动对象数据库中轨迹模型表达的两种方法:线性插值模型和曲线函数模型。由于数据库中表达的轨迹与真实轨迹有一些偏差,所以本文阐述了轨迹时空上的不确定性及轨迹不确定查询,对各种移动对象轨迹的更新策略进行了分析比较。在非约束环境中,移动对象的轨迹涉及过去、现在和将来查询。在进行过去轨迹查询时,分析已有的历史轨迹索引结构STR树的不足之处,及改进的索引结构TB树和TB*树,改进后的索引结构具有更好的保留轨迹的优点。在进行将来查询时,分析了TPR树、条带索引和FT四叉树。目前,能够同时支持过去、现在和将来的移动对象轨迹查询的索引结构还比较少,源自Q+R树的启发,提出一个基于TB树和FT四叉树的混合树索引结构RT+QT树,提出一个基于TB*树和FT四叉树的RT*+QT树。在实际应用中,移动对象一般在网络环境中移动。本文详细论述了网络中移动对象轨迹的索引和查询方法。由于网络移动空间和无约束移动空间的不同,对网络及网络中的对象轨迹进行了新的建模。针对已有索引结构的不足之处,在原索引结构基础上,提出了基于固定网格的移动对象运动轨迹索引模型MON*-树,此结构能够实现对移动对象当前实时位置信息的索引,保证了在有效查询对象完整的历史网络轨迹的同时,增强了系统的更新的能力。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 本课题在国内外的研究现状
• 1.3 本课题研究拟采取的方法
• 1.4 本课题的难点
• 1.5 本文概要
• 第2章 移动对象的轨迹模型
• 2.1 移动对象的轨迹模型
• 2.1.1 线性插值模型
• 2.1.2 曲线函数模型
• 2.2 不确定轨迹
• 2.2.1 时间不确定性
• 2.2.2 空间不确定性
• 2.2.3 轨迹的不确定查询
• 2.3 移动对象轨迹的更新策略
• 2.4 本章小结
• 第3章 移动对象轨迹查询的研究
• 3.1 轨迹索引方法简介
• 3.2 查询移动对象过去轨迹
• 3.2.1 移动对象轨迹建模
• 3.2.2 R 树索引轨迹存在的问题
• 3.2.3 STR 树索引过去轨迹
• 3.2.4 性能分析与试验比较
• 3.3 查询移动对象将来轨迹
• 3.3.1 移动对象将来轨迹的建模
• 3.3.2 条带索引的提出
• 3.3.3 移动对象的对偶转换
• 3.3.4 条带索引结构
• 3.3.5 条带索引查询
• 3.4 基于RT+QT 树的查询
• 3.4.1 基于FT 四叉树的索引结构
• 3.4.2 RT+QT 树索引结构
• *+QT 树索引结构'>3.4.3 RT^*+QT 树索引结构
• 3.4.4 性能分析
• 3.5 本章小结
• 第4章 道路网络中移动对象查询的研究
• 4.1 道路网络模型
• 4.2 道路网络中移动对象索引结构
• *-树的查询方法'>4.3 基于MON^*-树的查询方法
• *-树索引结构'>4.3.1 MON^*-树索引结构
• *-树的插入方法'>4.3.2 MON^*-树的插入方法
• *-树的更新方法'>4.3.3 MON^*-树的更新方法
• *-树的查询方法'>4.3.4 MON^*-树的查询方法
• 4.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文
• 致谢