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面向时态查询的移动对象索引技术研究

作　者: 张林
导　师: 汤大权
学　校: 国防科学技术大学
专　业: 管理科学与工程
关键词: 移动对象索引移动对象数据库查询代价模型选择性估计
分类号: TP391.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 25次
引　用: 2次
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内容摘要

随着定位技术与无线通信技术的迅速发展,跟踪与定位移动对象成为可能,如何有效地对移动对象进行管理、查询及提供准确的基于位置的服务是移动对象数据库研究面临的挑战。移动对象信息管理在交通监测、舰船导航、移动计算、气象预测、电子战场等许多领域有着广泛的应用。移动对象索引技术具有重要的理论和实际意义。目前移动对象数据库的研究处于初步阶段,理论和实际应用上还不成熟,存在许多问题需要新技术来解决。移动对象索引技术得到了国内外研究者的广泛关注。对现有相关工作的分析与比较发现:越来越多的应用要求数据管理系统能够查询移动对象过去、现在和将来信息。为了满足统一查询的需求,提出了一种面向时态查询的索引结构FT树,支持全时态信息的查询,适应频繁更新的环境。本文首先综述了移动对象索引的演变与发展历史,全面地总结和对比分析了国内外移动对象索引的研究工作。然后提出了面向时态查询的索引结构FT树:将多版本思想引入TPR树中,对支持将来查询的TPR树进行了改进,有效地保存TPR树的各个版本,支持全时态查询;同时,引入重叠技术,避免了结点的复制,节省磁盘存储空间。为了适应频繁更新的环境,采用批量更新技术,有效地利用不同对象位置更新之间的空间相关性,降低了更新代价。引入一个二级索引结构,实现叶结点的直接存取。接着建立了代价模型和选择性估计的数学模型,从理论角度评价FT树的性能,模型的优点是只采用了树的基本属性和数据本身的特点,实验证实了模型有较高的准确率。最后采用实验方法评价FT树的性能,生成移动对象数据,以索引大小、查询性能及更新性能等指标与其它的索引结构进行比较。实验表明,FT树索引占用磁盘空间较小,磁盘利用率较高,时间片查询性能很好,时间段查询性能一般,更新性能有显著提高,在不同的数据集上表现稳定,从而验证了索引技术的有效性。

全文目录

摘要  9-10
ABSTRACT  10-11
第一章绪论  11-19
  1.1 研究背景  11-15
  1.2 国内外研究现状  15-17
  1.3 论文的主要研究内容  17-18
  1.4 论文的整体结构  18-19
第二章移动对象索引技术  19-39
  2.1 移动对象的基本概念与相关理论  19-24
    2.1.1 移动对象的定义  19
    2.1.2 移动对象的特点  19-20
    2.1.3 移动对象的表示  20
    2.1.4 移动对象的存储方法  20-21
    2.1.5 移动对象的查询技术  21-23
    2.1.6 移动对象索引的分类  23-24
  2.2 过去信息索引  24-28
    2.2.1 移动点的过去信息索引  24-26
    2.2.2 移动区域的过去信息索引  26-28
  2.3 现在信息索引  28-31
    2.3.1 移动点的现在信息索引  29
    2.3.2 移动区域的现在信息索引  29-31
  2.4 将来信息索引  31-35
    2.4.1 移动点的将来信息索引  32-33
    2.4.2 移动区域的将来信息索引  33-35
  2.5 全时态信息索引  35-37
  2.6 本章小结  37-39
第三章 FT 树：一种面向时态查询的移动对象索引  39-65
  3.1 相关索引技术：TPR 树  39-44
    3.1.1 TPR 树的基本概念  39-40
    3.1.2 TPR 树的结构  40-42
    3.1.3 TPR 树的操作算法  42-44
  3.2 FT 树结构概述  44-46
  3.3 FT 树的插入算法  46-57
    3.3.1 内部结点的插入  46-51
    3.3.2 叶结点的插入  51-57
  3.4 FT 树的删除算法  57-59
  3.5 FT 树的查询算法  59-60
  3.6 FT 树的批量更新算法  60-64
  3.7 本章小结  64-65
第四章 FT 树的性能分析与实验评估  65-84
  4.1 FT 树性能的理论分析  65-72
    4.1.1 代价模型  66-71
    4.1.2 选择性估计  71-72
  4.2 FT 树的实验评估  72-83
    4.2.1 实验环境  72
    4.2.2 实验数据与设置  72-75
    4.2.3 实验结果及分析  75-83
  4.3 本章小结  83-84
第五章结论  84-86
  5.1 主要工作与创新点  84-85
  5.2 进一步的研究工作  85-86
致谢  86-87
参考文献  87-94
作者在学期间取得的学术成果  94

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