面向移动对象的高效组最近邻居查询方法

组最近邻居查询是移动对象数据库重要的查询类型之一。本文提出了一种基于网格索引结构的剪枝搜索策略,将空间区域划分为网格,通过对象点的网格单元标识减少组最近邻居查询所需要的节点访问代价。用步长迭代法得到查询对象集的质心,提出了一种移动对象组最近邻居查询MOGNN算法,采用更精确的裁剪搜索空间准则,减少了查询所需要访问的节点数目。实验结果与分析表明,基于网格索引的MOGNN查询算法具有良好的查询性能。     

移动点对象HR索引及反向最近邻查询

在此提出了一种基于速度分布的HR树索引结构,首先在速度域中对移动对象集进行规则划分,根据速度标量大小将移动对象划分到不同的速度树中,每棵速度树中移动对象具有相近的速度;对每棵速度树中的移动对象,则利用时间间隔进行划分。HR树索引增加了两个分别建于叶节点和根节点之上的Hash辅助索引结构,并基于HR树提出了反向最近邻查询算法,具有很好的动态更新性能和并发性。实验结果与分析表明,基于HR树索引的反向最近邻查询算法具有良好的更新及查询性能,优于通用的TPR树索引。     

移动点对象HR索引及反向最近邻查询

在此提出了一种基于速度分布的HR树索引结构,首先在速度域中对移动对象集进行规则划分,根据速度标量大小将移动对象划分到不同的速度树中,每棵速度树中移动对象具有相近的速度;对每棵速度树中的移动对象,则利用时间间隔进行划分。HR树索引增加了两个分别建于叶节点和根节点之上的Hash辅助索引结构,并基于HR树提出了反向最近邻查询算法,具有很好的动态更新性能和并发性。实验结果与分析表明,基于HR树索引的反向最近邻查询算法具有良好的更新及查询性能,优于通用的TPR树索引。     

不确定性对象的反向最近邻查询

多数不确定性对象的反向近邻查询不能明确回答某个不确定性对象是否为查询对象的反向最近邻,针对该问题,提出概率反向最近邻查询的概念,设计不确定性对象的概率反向最近邻查询的索引结构,给出一种基于该结构的不确定性对象的反向最近邻查询算法。     

一种基于移动对象的动态反向最近邻的算法

随着无线通讯技术的发展,移动对象的查询有广阔的应用空间.针对现有反向最近邻算法很多都是基于静态对象的情况,提出了一种新的基于移动对象的反向最近邻的算法--以TPR-tree为索引结构,对原有的半平面修剪策略进行了改进,使其性能优化,并采用过滤验证这两个处理步骤来获取移动查询点的反向最近邻,实现了移动对象的动态反向最近邻的查询.     

移动对象的动态反向k最近邻研究

反向最近邻查询是空间数据库中最重要的算法之一。传统的反向最近邻查询方法主要是针对静态对象的查询,随着无线通讯和定位技术的快速发展,移动对象发出的查询请求成为新的研究热点。该文将TPR-tree作为算法的索引结构,并提出了基于矩形框的对角线的修剪策略,将半平面修剪策略进行改进,给出了移动对象的动态反向k最近邻的查询方案。     

基于概念划分的连续最近邻查询研究

CPM(conceptual partitioning monitoring)是一种较为高效的概念划分网格的思想,用以解决二维空间下的连续最近邻查询问题.在此思想的基础上提出一种采用树形结构来索引概念划分网格的连续最近邻查询算法T-CPM,通过一系列改进步骤,提升了这一算法的查询效率.实验证明,相比经典的算法,T-CPM优化了网格的检索顺序并节省了计算代价.此外,验证了将这一新的方法延伸到基于不确定空间对象的连续最近邻查询问题中,以此给出了一种针对动态不确定空间数据最近邻查询问题的思路和方法.     

空间数据库中全局最近邻查询处理方法

空间数据库中基于层次化索引结构的全局最近邻(all-nearest-neighbor,All-NN)计算采用单节点展开策略的嵌套循环技术来降低计算开销.在同一数据集合的全局最近邻计算中,基于索引结构带来的对象空间位置临近性特点,抛弃传统理论距离裁剪规则和嵌套循环技术来减少计算和索引节点访问开销.提出了采用局部计算和完备计算两阶段的计算模型来获得全局最近邻结果.首先以叶节点为单位,采用扫描线算法获得节点内部所有对象的局部最近邻结果,然后根据计算结果得到启发式裁剪距离.在第2阶段采用层次化过滤的范围查询算法来获取外部的(可能的)最近邻对象.实验与分析表明该方法可以很好地支持不同种类、大小、分布的数据集合All-NN查询处理,具有良好的实用价值.     

移动对象的动态反向最近邻查询技术

为了处理移动对象的动态反向最近邻,对时空动态反向最近邻查询问题进行形式化的定义,利用时空距离函数及限界区域等概念给出计算移动对象的动态反向最近邻的定理与算法,提出移动查询点的动态最近邻的全域查询及局域查询的方法,利用动态检测圆及时空距离函数进行动态反向最近邻的查询判断,其计算量可减少40%~60%。构建新的时空索引结构——TPRDNN树,给出操作TPRDNN树的查询算法。     

基于VAR树的反向最近邻查询技术的研究

在空间数据库中,反向最近邻查询技术是最重要的查询技术之一,它是在最近邻查询技术的基础上提出的,如何有效地实现反向最近邻查询一直是人们研究的热点.以往都是基于类似R树索引结构的查询,在高维的情况下,使查询的速度急剧下降,形成"维数灾难".因此引用了一种新的索引结构--VAR树,并对VAR树进行了改进,引进了性能优越的SR树,并给出了基于这种索引结构的最近邻和反最近邻查询的算法.经实验验证基于VAR树的反向最近邻查询算法,在高维空间中的查询效率有了较大的提高.     

RTC树的构建与不确定近邻关系查询方法

空间索引结构和查询技术在空间数据库中具有重要的作用,针对已有的方法在复杂空间数据对象的近似和组织方面的局限性,提出了一种基于最小外接矩形(MBR)、梯形和圆的新的索引结构(RTC树).为了有效处理复杂空间数据对象的最近邻(NN)关系查询问题,提出了基于RTC树的最近邻查询(NNRTC)算法,NNRTC算法利用剪枝规则可减少节点遍历和距离计算.针对障碍物对数据集中最近邻的影响问题,提出了障碍物环境下的基于RTC树的最近邻查询(BNNRTC)算法,BNNRTC算法先在理想空间进行查询,再对查询结果进行判断.为了有效处理动态单纯型连续近邻链查询问题,进一步给出了基于RTC树的动态单纯型连续近邻链查询(SCNNCRTC)算法.实验结果表明,相对基于R树的查询方法,所提的方法在处理数据量较大的复杂空间对象的数据集时可提高60%~80%的效率.     

基于抗体选择策略的克隆挖掘算法

针对如何有效地利用大量的原始数据分析现状来预测未来的问题,基于抗体选择策略提出一种克隆选择挖掘算法。通过评估抗体的支持度、可信度和亲和度,求得有效的关联规则。实验结果表明,该算法能较快地获得可理解的规则,并且具有较高的准确率。     

可伸缩的增量连续k近邻查询处理

针对基于TPR树(time-parameterized R-tree)索引的大量并发CKNN(continuous k-nearest neighbor)查询处理,提出了一种可伸缩的增量连续k近邻查询处理(scalable processing of incremental continuous k-nearest neighbor queries,简称SI-CNN)框架,通过引入搜索区域进行预裁剪以减少查询更新所需要的TPR树节点访问代价,并引入了增量结果表以保存候选对象,批量地更新查询结果集,具有良好的可伸缩性.基于SI-CNN框架提出了一种增量更新的SI-CNN查询处理算法,能够基于上次查询结果增量的更新查询,支持查询集合中加入或删除查询和移动对象数据集的插入、删除等动态更新操作.实验结果与分析表明,基于SI-CNN框架的SI-CNN算法可以很好地支持大量并发的CKNN查询处理,具有良好的实用价值.     

基于对象集合的空间关键词查询

在进行空间关键词查询时,有时需要查找一组既紧凑且离查询点最近、又覆盖查询关键词且对象个数很少的对象,而现有的查询方法通常只能返回包含所有查询关键词的单个空间对象。为此,提出了解决此类查询问题的近似查询算法和精确查询算法。首先给出了这类查询问题的形式化定义,以及描述对象集合质量的代价函数,并对代价函数进行了归一化处理;然后在近似查询算法中采用基于IR-tree的最佳优先搜索策略进行剪枝,有效缩减了查询候选空间;在精确查询算法中采用基于IR-tree的广度优先搜索策略查找包含查询关键词的对象,以达到降低查询处理代价的目的。实验结果表明,近似算法的查询效率明显优于精确算法,且能获得非常精确的查询结果。     

基于范围查询的移动对象快照KNN查询算法

提出一种基于范围查询的移动对象快照K最近邻(KNN)查询算法——SKNN。预估包含结果集的子空间,使用该子空间作为范围,计算查询点的KNN兴趣点,以降低I/O成本。引入移动数据库中的缓存技术,缩短查询的平均响应时间。实验结果表明,当移动对象的规模较大时,SKNN算法的性能较优。     

时空数据库中多个最近邻对象的查询算法

在时空数据库中，最近邻查询用于对某个查询对象，在被查询对象中找出离它最近的一个或多个对象。该文在TPR树这一时空索引的基础上，提出了一种高效的最近邻查询算法，能够支持移动对象的多个最近邻对象的查询，并在性能上也有所提高。     

面向移动对象连续k近邻查询的双层索引结构

移动对象连续k近邻（CKNN）查询是指给定一个连续移动的对象集合,对于任意一个k近邻查询q,实时计算查询q的k近邻并在查询有效时间内对查询结果进行实时更新.现实生活中,交通出行、社交网络、电子商务等领域许多基于位置的应用服务都涉及移动对象连续k近邻查询这一基础问题.已有研究工作解决连续k近邻查询问题时,大多需要通过多次迭代确定一个包含k近邻的查询范围,而每次迭代需要根据移动对象的位置计算当前查询范围内移动对象的数量,整个迭代过程的计算代价占查询代价的很大部分.为此,提出了一种基于网络索引和混合高斯函数移动对象分布密度的双重索引结构（grid GMM index,GGI）,并设计了移动对象连续k近邻增量查询算法（incremental search for continuous k nearest neighbors,IS-CKNN）.GGI索引结构的底层采用网格索引对海量移动对象进行维护,上层构建混合高斯模型模拟移动对象在二维空间中的分布.对于给定的k近邻查询q,IS-CKNN算法能够基于混合高斯模型直接确定一个包含q的k近邻的查询区域,减少了已有算法求解该区域的多次迭代过程;当移动对象和查询q位置发生变化时,进一步提出一种高效的增量查询策略,能够最大限度地利用已有查询结果减少当前查询的计算量.最后,在滴滴成都网约车数据集以及两个模拟数据集上进行大量实验,充分验证了算法的性能.     

道路网中的移动对象连续范围查询

研究了采用网络距离的道路网上移动对象连续多范围查询处理技术。设计了道路网、移动对象和查询数据在内存中存储的数据模型。基于该数据模型提出了两种道路网上的移动对象连续多范围查询处理算法。其中,增量式范围查询算法(incremental range query algorithm,IRQA)通过使用扩张树和影响列表结构减少查询的重新计算;组范围查询算法(group range query algorithm,GRQA)利用同一路径上多查询的结果具有相关性这一特点减少查询的重新计算。实验结果表明GRQA算法在查询分布比较集中时性能较优,IRQA算法在查询均匀分布时性能较优,此外,两种算法均优于重新计算所有查询结果的原始算法。     

面向2D对象形状识别的空间模糊查询研究

基于空间形状的查询与认知主体的空间推理密切相关。从空间认知的角度,通常希望查询结果是一类形状结构相似的对象集合。以形状的不确定性表达和模糊查询为研究内容,提出一种面向2D对象形状识别的空间查询方法--向心包络算法。算法将对象划分为以最大内径中心为公共点的三角形集合,在此基础上建立相应的形状度量方法,通过提取所有顶点关于对象整体结构的形状影响因子求得对象之间的形状相似度,并建立与模糊形状谓词的匹配关系。实验表明,该方法可以实现2D对象的空间模糊查询,且查询结果与模糊形状谓词基本一致。