论文部分内容阅读
随着移动定位技术和无线通讯技术发展,移动对象数据的应用领域越来越广阔,应用需求越来越迫切。移动对象数据具有时空双重属性、结构复杂性和规模海量性等特点,传统数据库管理系统难以满足实际应用需求,移动对象数据库(Moving Object Databases,MOD)技术应运而生。传统的数据索引主要基于单维数据设计,难以高效管理关系多样且结构复杂的多维数据,因此研发适用于MOD的高效数据索引已成为迫切的需求。 在许多现实应用中,移动对象大多被限定在特定的或者具有一定规律的网络中,因此路网移动对象索引成为时空数据索引研究的一个重要应用分支。本文在经典路网数据模型基础上提出了一种基于时空相点分析的移动对象数据索引PM-tree(Phase-point Moving Object Tree)。 PM-tree是一个两层混合索引结构:上层由一个索引道路网络信息的2DR*-tree和一个链接上下层结构的哈希映射组成;下层由一个索引移动对象运动信息的pm-tree森林和一个记录移动对象最新近运动轨迹线段的哈希映射组成。本文首先将路网中移动对象的运动轨迹建模为时空数据矩形集合,结合时空矩形的特点,运用映射函数把二维时空矩形投影成带参数的一维“时空相点”,进而利用时空相点集合来表示移动对象的运动轨迹。其次,讨论了相平面上时空相点之间偏序关系,建立了基于相点序划分的相点序分枝结构,以此为基础,提出了时空相点移动对象数据索引PM-tree。再次,在研究时空数据矩形与时空相点之间的基本关系的基础上,讨论了索引的数据查询和更新算法,实现了PM-tree的“一次一集合”查询模式和增量式动态更新管理。最后,为了验证PM-tree的可行性与有效性,本文从索引构建、查询以及更新三个方面设计了大量的仿真实验。通过与经典索引MON-tree的对比分析,结果表明PM-tree不但能有效提高储存空间的利用率还具有优越的查询性能。