论文摘要
随着移动计算、无线通信技术及GPS等技术的迅速发展,基于位置服务越来越受到重视,因此移动对象位置查询变得可行和必需。在交通网络中,移动对象将更新的位置信息提交给移动对象数据库,移动对象数据库对移动对象位置的信息进行存储和有效管理。为实现对移动对象高效的查询,移动对象索引技术应运而生,它能够有效地对移动对象的数据进行组织与管理,并提供准确的位置查询等,在移动数据库的研究中具有重要的研究价值和商业潜力。在介绍时空数据库技术和移动对象索引的基础上,着重分析了交通网络中移动对象的索引技术。首先对交通网络中的路网进行相应的建模,将现实中的道路抽象为二维空间图的形式；分析了常用的移动对象时空模型,通过对现有移动对象索引技术的分析与路网受限的移动对象应用需求的研究,提出了交通网络中移动对象过去、现在和未来的位置改进索引结构FNR*-Tree。FNR*-Tree由2DR-Tree、1DR-Tree和HASH表三层结构组成,其中2DR-Tree对路网空间进行索引,将整个索引空间划分成多级子索引空间,叶结点根据空间划分包含道路的路段,并分别对应一棵1DR-Tree,同时2DR-Tree将属于同一条道路的路段通过指针连接,实现基于道路的查询。1DR-Tree按照时间属性对经过某一路段的所有移动对象进行管理,随着移动对象不断离开路段,1DR-Tree中不断地插入移动对象运动信息。HASH结构由HASH表和单链表构成,其中HASH表中存储了移动对象的标识,每个对象指向一个动态链表,链表中存放着按照更新时间顺序存储的移动对象的运动等信息。在分析了交通网络中移动对象运动的规律基础上,结合FNR*-Tree索引结构,提出了郊区与市区中移动对象轨迹预测模型；该模型能够回答处于两次更新时刻之间或者最后一次更新之后的查询请求,实现了对移动对象全时态的索引。针对交通网络中的移动对象索引结构,分析了常用的更新策略,为降低更新代价,提出了适合FNR*-Tree索引结构的自底部向中间动态更新策略。操作中以结点存取次数为性能参考,对FNR*-Tree索引结构和FNR-Tree索引方法进行了性能比较。结果表明,交通网络中移动对象全时态索引结构在动态更新、窗口查询、点查询、特别是轨迹查询方面性能有提高,对移动对象轨迹的预测具有较高的精度。
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摘要Abstract第1章 绪论1.1 研究背景与意义1.2 国内外的研究现状1.2.1 移动对象时空数据模型研究现状1.2.2 移动对象索引研究现状1.2.3 交通网络中移动对象索引研究现状1.3 本文研究目标及主要内容1.4 论文组织结构第2章 路网模型与移动对象索引模型分析2.1 时空数据库2.1.1 概述2.1.2 时空数据的特点2.1.3 时空数据的查询2.2 移动对象数据库2.2.1 移动对象2.2.2 移动对象数据库2.3 交通网络分析2.4 路网模型构成2.5 数据模型的分类2.5.1 时空立方体模型2.5.2 序列快照模型与基态修正模型2.5.3 基于事件的时空数据模型及其扩展2.5.4 面向对象的时空数据模型2.6 移动对象数据的离散模型2.7 交通网络中移动对象索引模型分析2.7.1 MOST模型2.7.2 FNR-Tree2.8 交通网络中移动对象位置预测模型2.8.1 线性方程2.8.2 指数平滑法2.9 本章小结第3章 基于FNR-Tree移动对象索引与位置预测3.1 FNR-Tree索引结构的分析*-Tree移动对象索引结构'>3.2 FNR*-Tree移动对象索引结构3.3 移动对象位置全时态索引模型3.3.1 移动对象运动的相似性与协作性3.3.2 郊区中移动对象全时态位置预测模型3.3.3 市区中移动对象全时态位置预测模型3.4 本章小结*-Tree索引与位置预测的实现'>第4章 FNR*-Tree索引与位置预测的实现4.1 插入算法4.1.1 2DR-Tree的搜索算法4.1.2 1DR-Tree插入算法4.1.3 HASH结构插入算法*-Tree索引结构插入算法的执行过程'>4.1.4 FNR*-Tree索引结构插入算法的执行过程4.2 更新算法4.2.1 更新策略4.2.2 更新算法执行过程4.3 查询算法4.3.1 道路查询4.3.2 轨迹查询4.3.3 窗口查询4.3.4 点查询4.4 本章小结第5章 实验及性能分析5.1 实验环境及数据集5.1.1 实验环境5.1.2 数据集*-Tree性能分析'>5.2 FNR*-Tree性能分析5.2.1 更新性能分析5.2.2 查询性能分析5.3 位置预测性能分析5.3.1 有效性与可行性5.3.2 精确性5.4 本章小结第6章 结论及未来的工作6.1 结论6.2 未来的工作参考文献致谢攻读硕士学位期间发表的文章及参加的课题项目
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