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《河南大学》 2011年
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基于改进聚类的Hilbert R树空间索引算法研究

王宝祥  
【摘要】:随着信息社会的快速发展,地理信息系统(GIS)和空间数据库被广泛应用于水利、环境、测量、交通、海洋、土地、区域规划等领域。空间索引技术作为GIS和空间数据库的关键性技术,现已成为当前相关领域中极为重要的研究课题。针对空间数据的日益海量化及其自身复杂性等特点,进行合理的数据组织并建立与之相适应的高效的空间索引,已成为满足人们不断提高数据检索和查询要求的重要途径和方法。 首先,本文在研究空间数据库和空间索引技术相关理论的基础上,对当前在空间索引技术中被广泛应用的经典算法进行了分析和对比,研究其优势和不足,并探讨空间索引技术的优化和改进方向。 其次,为在聚类分析的基础上建立高效的空间索引,鉴于传统k均值聚类算法在某些领域应用中所显现出来的局限和性能的不足,在传统算法的基础上提出一种改进的k均值聚类算法。该算法具有自适应地确定聚类数量和聚类中心的特点,它采用最大距离法选取合理的聚类中心,依据有效的评估准则来确定较理想的聚类个数,使得聚类数k的值选定更合理、聚类结果更加稳定,特别适用于对空间数据的聚类。 最后,鉴于大多数实际问题中空间对象通常分布不均匀的客观现实,若直接建立Hilbert R树索引,部分叶结点面积较大,易产生大量重叠,导致多路查询而影响检索效率。为了在对该类对象的处理中取得更好的实际效果,本文尝试将前述改进的k均值聚类算法与Hilbert R树算法相融合,在Hilbert R树索引的建立过程中引入改进的k均值算法的理念,提出了基于改进k均值聚类的Hilbert R树索引算法。算法的改进思路是建树前先对分布不均的空间对象进行有效聚类,并在聚类基础上对数据进行合理组织,根据相关规则生成叶结点和中间结点,继而建立高效的Hilbert R树。该算法实现了对分布稠密和稀疏空间对象的分置处理,使得叶结点面积更小、分配更合理,有效解决相邻数据的聚类存放,较大程度上减少了中间结点之间的重叠,最终提高了索引的性能。
【学位授予单位】:河南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TP391.3

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 余冬梅;;基于K-Means聚类的R-树空间索引方法研究与分析[J];科技导报;2012年11期
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王锡钢;任伟;李青元;朱翊;孙立坚;;基于K-means聚类距离准则的R树结点分配算法研究[J];测绘科学;2006年05期
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10 罗琪,李军,陈荦;基于GIS平台的R树索引模型研究与实现[J];计算机工程与科学;2003年06期
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
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6 徐红波;基于空间填充曲线高维空间查询算法研究[D];哈尔滨理工大学;2010年
7 刘润涛;基于序的空间数据索引及查询算法研究[D];哈尔滨理工大学;2009年
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9 童滋雨;城市绿地配置的量化方法研究[D];南京大学;2011年
10 李彤岩;基于数据挖掘的通信网告警相关性分析研究[D];电子科技大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 鞠登磊;城镇地籍数据库的建立及其管理系统的开发[D];华中农业大学;2010年
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3 宋东峰;基于WebGIS的矿井瓦斯地质信息网络管理技术与应用[D];河南理工大学;2010年
4 王变利;GIS在物流配送系统中的应用研究[D];河南理工大学;2010年
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7 冯幼贵;基于GIS的矿山开采地表移动与变形预计[D];山东科技大学;2010年
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10 张成雷;地层三维建模空间数据组织与查询优化[D];山东科技大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前6条
1 王锡钢;任伟;李青元;朱翊;孙立坚;;基于K-means聚类距离准则的R树结点分配算法研究[J];测绘科学;2006年05期
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3 赵伟;张姝;李文辉;;基于K-means算法的高性能空间索引方法[J];计算机工程;2008年20期
4 何小苑;闵华清;;基于聚类的Hilbert R-树空间索引算法[J];计算机工程;2009年09期
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中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 杨悦;面向空间数据复杂性特征的聚类分析方法研究[D];哈尔滨工程大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 韩秋英;基于混合聚类的空间索引算法研究及应用[D];河南大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国硕士学位论文全文数据库 前1条
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中国重要报纸全文数据库 前9条
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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3 吴元洪;空间索引技术及其应用研究[D];重庆大学;2003年
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6 李建;基于智能手机的移动GIS空间索引研究与实现[D];河南理工大学;2011年
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10 欧阳;空间数据的分布式管理[D];解放军信息工程大学;2004年
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