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《东北大学》 2010年
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基于区域覆盖的分组移动对象的区域偏离监视算法的研究与实现

李佳佳  
【摘要】:随着无线通讯技术和全球定位技术的快速发展,基于位置信息的服务(Location Based Service, LBS)受到广泛关注。它在民用和军用方面等诸多领域展现了广泛的应用前景。而支持LBS设备(如PDA,手机)的普及促使人们对于LBS的需求更加公众化、多样化,对分组移动对象的区域偏离监视服务就是其中之一。用户可以借助此项服务随时了解每组中的移动对象是否离该组中心对象过远,即超出了以该组中心对象为中心、指定距离为半径的圆的区域,例如,某景区的大量旅游团,可以借助此项服务来监视旅游团内是否有游客离导游过远,幼儿园的老师带领学生出外郊游时可以通过它来判断是否有学生离老师过远等。尽管LBS的研究工作已经有很多成果,但大多数的研究集中在查询点和被查询点中至少有一个是静止的情况,同时与大规模移动对象监视直接相关的研究成果很少。分组移动对象区域偏离监视是查询点和被查询点都处于运动之中的应用,现有的研究成果无法被直接利用。这就需要考虑新的索引结构与算法,本文中对这方面问题进行了深入研究。 本文首先根据分组移动对象的分布及运动特点,设计了基于区域覆盖的带有分组信息的虚拟网络四分树(Groupcd Virtual Grid Quadtrcc,GVGO)索引结构来管理带有分组信息的移动对象,GVGQ通过索引移动对象所在的区域而非移动对象本身来减少由于移动对象位置改变而引起的索引结构的频繁更新,并且在索引结构中存储移动对象的分组信息以更方便地支持对指定组的移动对象进行相关查询等操作。其次,基于GVGQ索引结构,本文提出了两种算法来对分组移动对象提供区域偏离监视服务,算法RQMonitor利用GVGQ在每组移动对象的近似安全区域外围做范围查询来主动查找该组偏离的对象,通过索引树结点中的组信息以及结点与查询范围的包含关系来快速地找到可能包含偏离对象的结点,提高区域偏离监视速度。进一步的,算法DPMonitor同样采用在安全区域外围查找偏离对象的思路,所不同的是,它利用索引中的结点到中心对象的最大距离和最小距离来对不可能包含偏离对象的结点进行剪枝,充分利用了结点自身的信息,在提高监视精度的基础上,进一步的降低了监视算法的响应时间。 为了分析本文所设计的索引结构以及所提监视算法的性能,本文在最后做了仿真实验,实验结果表明,本文提出的索引结构和监视算法具有良好的伸缩性和扩展性,适合处理大规模数据,在10万-30万的移动对象环境下,比朴素算法在响应时间上提高了一个数量级。
【学位授予单位】:东北大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TP391.3

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