收藏本站
《上海交通大学》 2015年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

空间受限移动对象的概率查询处理技术研究与可达区域分析

王志杰  
【摘要】:随着无线网络、计算机存储等技术的高速发展,移动对象数据库作为空间数据库的一个分支正被越来越多的学者所关注。查询处理是移动数据库中一个极为常用的的操作,并且查询移动对象的方式、方法各式各样,从而关于移动对象查询处理技术的研究近年来一直是一个十分活跃的主题。最近,研究者注意到了移动对象位置数据蕴含着不确定性,为了捕获不确定性,许多有代表性的模型相继被提出,并且针对移动对象的概率查询处理也得到了大量的关注,例如概率范围查询、概率最近邻查询、概率地平线查询等等。纵观移动对象概率查询处理技术的发展历程,我们发现存在的工作大致可以归为两大类:一类是假定对象没有任何限制的自由运动在二维空间;另外一类是假定对象按照预设定的路径运动在道路网络中。这两类工作已经有大量的研究结果被报道,然而,关于空间受限移动对象的概率查询处理,很少有相关的报道。鉴于这一原因,本文以空间受限移动对象作为研究客体,考虑如何有效地回答概率查询,并探讨其他相关的问题。本文的创造性研究成果主要有:(1)提出了面向空间受限不确定移动对象的概率范围查询,分析了该问题的特性,证明了简单地适应存在的方法是不可行的,并发展了有效的解,其关键思想是使用一种称之为前置逼近的策略。此外,基于两个重要的洞悉,进一步优化了我们的方法。实验结果说明了提出方法的优越性,同时报告了一个额外的发现,即基于预计算的方法消耗较长的预计算时间。这一额外的发现为将来的研究提供了重要的指示信号。(2)提出了显式和隐式的约束空间概率阈值范围查询,阐明了传统的概率阈值范围查询技术不适用于我们的情形。为此,发展了一套新的技术回答显式的查询,其关键的思想是交换几何操作的顺序、以及采用多步方式计算呈现的概率。随后,扩展这些技术回答隐式查询,其中增强的多步机制被提出。进一步地,基于新的洞悉”不同的候选移动对象可能共享相同的候选局限区域”,继续优化了提出的方法。此外,对提出的算法给出了严格的理论分析,并展示了这些技术易于扩展到处理其他概率阈值查询。最后,通过大量的实验验证了提出方法的效率和有效性,且进一步说明了显式和隐式查询的区别。(3)提出了移动对象可达区域计算问题,证明了所谓的大致解是不正确的。首先发展了一个简单版本的算法,其基本思想是将该问题归约为计算一系列环可视区域的布尔并集,该算法复杂度为O(n3)。通过分析其主导性的步骤,我们整合了最短路径图技术突破其瓶颈,获得了一个O(n2 log n)算法。最后,对最短路径图的特性给出了一些新的洞悉,并利用这些特性构造了最终的算法,该算法获得了O(n log n)最坏情形下的上边界。(4)指出了圆弧多边形是二次曲线多边形的一种特殊情形,并阐述了圆弧多边形的布尔操作也有许多的应用。随后,设计了一个精简的、易于操作的数据结构,并基于该数据结构发展了一个针对性的算法来处理圆弧多边形的布尔操作。理论分析和大量的实验验证了提出方法的优越性。
【学位授予单位】:上海交通大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TP311.13

 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026