基于位置的路网Skyline查询处理研究

基于位置的路网Skyline查询可根据用户的需求及用户所处的位置,从大量数据中快速返回给用户期望的数据,但已有的道路网络技术需要计算大量的路网距离及数据点间支配关系的运算,导致查询效率较低。提出一种基于路网数据点的倒排索引查询算法DSR。通过计算少量数据点的路网距离求得最终结果,减小路网距离计算的代价,从而加快数据点间支配关系的判定,提升查询效率。在此基础上,在数据点更新情况下给出算法的动态维护,仅通过维护少量数据,DSR即可以快速地计算出Skyline集合。实验结果表明,与SSI、BSS等算法相比,该算法具有较高的查询效率,且时间性能明显提升。     

道路网环境下K-支配空间Skyline查询方法

已有的天际线（Skyline）查询主要聚焦于单用户场景,并基于单用户模型进行Skyline计算,而较少考虑道路网环境下多用户情况. 为了弥补已有方法无法解决道路网络环境下多用户偏好和权重Top-k Skyline查询问题的不足,提出了一种基于道路网环境下多用户偏好Top-k Skyline（multi-user preference Top-k Skyline,MUP-TKS）查询方法. 在道路网环境下考虑多用户的不同偏好和权重进行Skyline查询,可以快速得到符合查询用户群偏好和权重的结果集,提供用户群更好的决策支持.MUP-TKS首先通过所提的G_DBC算法,利用道路网中数据点与查询点之间的位置关系和新的索引结构Vor-R^*-DHash剪枝、过滤数据点,从而得到距离较优集;再利用静态Skyline集不变的性质,预先计算、保存该集合;然后通过所提的新支配关系对距离较优集与静态Skyline集取并集后的集合S进行放松支配;最后利用所提TK_DC算法对经过放松支配后的候选结果集打分,依据数据点得分情况,排序输出Top-k个结果集返回用户群. 理论研究与实验表明,所提方法具有较好的效率与可靠性.

     

结合非空间属性的通用Skyline查询处理技术

Skyline查询作为多目标决策的重要手段之一,近年来在各个领域得到广泛的应用。提出了结合非空间属性的通用Skyline查询处理技术,采用R树对设施集及数据集建立索引,并提出了两种方法来计算Skyline。第一种是基于全最近邻算法的扩展,通过计算静态Skyline结果来裁剪部分数据集。另一种是基于渐进最近邻的算法,采用查询点导向的搜索方法,利用静态Skyline结果计算与每一类设施最远的距离,将其作为边界阈值对数据点集进行裁剪,采用数据点导向的搜索方法,为裁剪后的每一个数据点计算距其最近的设施,并将数据点与设施的距离映射到多维距离空间中,结合非空间属性进行Skyline计算。实验结果表明,第二种方法减少了I/O次数,降低了CPU执行时间,提高了计算效率。     

道路网环境下K-支配空间Skyline查询方法

为了弥补已有的研究成果无法直接处理道路网环境下K-支配空间Skyline查询问题的不足,提出了基于网络Voronoi图的道路网环境下K-支配空间Skyline查询方法.该方法将K-支配应用到道路网Skyline查询中以处理多属性数据对象,在实际应用中可以用来解决道路网环境下多目标查询和决策问题.方法主要包括道路网中约减数据集过程和K-支配检查过程.首先基于空间数据点构建网络Voronoi图,并对查询点建立查询凸包,通过网络Voronoi图的性质与查询区域的位置关系对数据集约减,从而优化数据集并且有效地减少查询点重复搜索的现象;然后对候选集的非空间属性进行K-支配检查得到道路网精炼集合;最后对精炼集合进行支配检查得到最终的空间Skyline集合.理论研究和实验表明所提出的方法具有较高的效率,可较好地处理道路网环境下K-支配空间Skyline查询问题.     

基于位置范围的道路网skyline查询

随着无线通信和定位技术的发展,道路网skyline查询在基于位置的服务等方面越来越重要。考虑到现今道路网中位置隐私保护和定位设备的精度问题,用户在道路网上的位置通常用一个范围来表示。但是,已有的道路网skyline研究都是基于单一查询点。针对这一问题,研究了一种新的查询——基于位置范围的道路网skyline查询(RNS),提出了一种基于边界点替换的有效查询处理算法。另外,针对已有的道路网skyline查询中复杂的道路网距离计算对查询效率的影响问题,通过计算兴趣点在道路网上的有效skyline路段,将其与道路网信息融合,建立了道路网skyline模型。基于该模型设计了一种能有效支持RNS查询的道路网skyline索引SSR-tree,提出了基于索引的RNS查询处理算法。通过大量实验验证了所提方法的有效性,并比较了基于索引的算法在查询效率和精度上的提高。     

RDF数据的Skyline优化查询

为解决海量RDF数据的Skyline查询问题,通过分析现有Skyline查询算法的优缺点,提出一种针对海量RDF数据的查询机制。对RDF数据的存储结构进行分析,根据RDF数据垂直存储结构,设计一种候选Skyline点筛选策略,提前修剪部分非Skyline元组,减少Skyline支配点计算的数据量;在筛选的基础上,给出基于MapReduce的Skyline并行化查询算法。实验结果表明,提前筛选能有效减小查询的数据集,并行化算法能够有效提高查询的效率。     

面向时间依赖路网的空间索引方法

在兴趣点(POI)呈稀疏分布时,现有时间依赖路网中的k近邻查询方法效率较低,且无法高效支持多类型的POI查询。为此,建立基于POI分布的空间索引结构TDG。根据路径权值上、下界对预计算路径进行剪枝优化,在此基础上,提出一种索引更新策略与基于TDG的k近邻查询算法。实验结果表明,与启发式查询算法相比,该算法的扩展节点数量平均减少87.5%,查询响应时间平均缩短33%～66%。     

基于MapReduce的预处理高效Skyline算法

现有基于MapReduce的算法不能高效地解决大数据的Skyline查询问题。针对这种情况,提出一种高效的预处理Skyline查询算法MRFS(MapReduce based Filter Skyline),对大数据集进行预处理,提取支配能力较强的小点集组成比较点集,在算法开始前用比较点集对原始数据集进行过滤,排除掉一大部分不能成为Skyline结果集的数据对象;再对过滤后的数据集在Map阶段并行计算出局部Skyline集;最后合并到一个Reduce任务,得到最终的Skyline结果集。在不同数据分布下对该算法进行系统实验,结果表明算法比现有的算法在时间效率上提高了20%~30%。     

组合Skyline的求解与更新算法

针对现有组合Skyline查询算法剪枝效率低、对低维数据集计算速度不理想的问题,提出一种快速求解与更新组合Skyline的算法。定义支配区的相关概念,给出相应剪枝规则裁剪无用的数据组合。对于数据集添加数据点和删除数据点的情况,在原有查询结果的基础上根据数据点所在分区实施不同的操作,从而实现查询结果的快速更新。实验结果表明,该算法可有效提高剪枝效率,加快运算速度。     

一种使用简化预排序的k-支配Skyline查询算法

近年来,Skyline查询在多目标决策、数据挖掘、数据库可视化等方面得到广泛应用.然而在高维空间环境下,skyline查询因为返回的结果集过大而不能提供有用的信息.因此,学术界提出了七-支配skyline查询的概念.它通过弱化数据点之间的支配关系,使数据点间更容易产生支配关系,从而使结果集的大小保持在一个合适的范围内.现有七-支配skyline查询算法分为建立索引和不建立索引两种类型.其中不建立索引的算法在高维空间,反相关数据和渐近输出等方面表现比较差,而基于索引的算法花费大量时间去建立索引,整体性能都不高.本文提出一种基于简化预排序的七-支配skyline查询算法(SPA),实现用O(n)的时间复杂度对数据进行简化预排序.理论论证和实验数据都显示了SPA算法远比国内外现有的最好算法更加高效.     

k-dominant Skyline query algorithm for dynamic datasets

At present,most k-dominant Skyline query algorithms are oriented to static datasets,this paper proposes a k-dominant Skyline query algorithm for dynamic datasets.The algorithm is recursive circularly.First,we compute the dominant ability of each object and sort objects in descending order by dominant ability.Then,we maintain an inverted index of the dominant index by k-dominant Skyline point calculation algorithm.When the data changes,it is judged whether the update point will afect the k dominant Skyline point set.So the k-dominant Skyline point of the new data set is obtained by inserting and deleting algorithm.The proposed algorithm resolves maintenance isue of a frequently updated database by dynamically updating the data sets.The experimental results show that the query algorithm can efectively improve query eficiency.     

Optimized skyline queries on road networks using nearest neighbors

Skyline queries are used with data extensive applications, such as mobile location-based services, to support multi-criteria decision-making and to prune the data space by returning the most “interesting” data points. Most interesting data points are the points, which are not dominated by any other point. Spatial network skyline query is a subset of the skyline query problem where data points are nodes in a road network and the attributes of the data points are network distance relative to a set of query points. Spatial network skyline query’s problem is the need to calculate the attributes with an expensive distance calculation operation. Previous works (Deng et al. Proceedings of the 23th international conference on data engineering, 796–805, 2007), Sharifzadeh et al. Proceedings of the 32nd international conference on very large databases, 751–762, 2009) that addressed this problem involved extensive network distance calculation between the query points and data points. A new algorithm that requires a remarkably less number of network distance calculations is proposed in this work. Our approach uses a progressive nearest neighbor algorithm to minimize the set of candidates then evaluates those candidates by only comparing them to a subset of discovered skyline points. Experiments showed the effectiveness of our algorithm compared to previous works.     

Skyline代表点的选择*

Skyline查询在多维决策和数据挖掘等方面发挥重要作用,然而随着数据属性维度的增大, Skyline集变得非常庞大.为克服该不足,提出Skyline代表点查询.文中提出新的评价函数改进Skyline点的得分计算方法以选择k个具有代表性的Skyline点.在二维空间提出动态规划算法(DPBA),利用覆盖圆的性质确定非代表点与代表点间的覆盖距离,迭代计算评价函数值,从而得到k个代表点;在高维空间针对NP-hard问题提出一个基于aR-tree结构的近似解决方法,遍历索引结构中的节点,通过与候选Skyline集比较判断是否被支配进行剪枝,降低计算开销.大量基于合成数据与真实数据的实验证明该算法的有效性.     

曼哈顿路网中移动数据点的连续概率Skyline查询

Skyline queries are widely used in location-based service systems. In recent years, various application queries in Manhattan road network have received considerable attention. Considering the uncertain continuous movement of objects in road networks, we mainly research the problem of continuous probabilistic Skyline queries for uncertain moving data points in Manhattan road networks. In such queries, the query point is considered to be stationary, and the objects in road network are treated as moving data points, which are described by the probability density function. First, we acquire the initial Skyline result set according to the initial location and static attributes of the data points, then, calculate the events that could cause the Skyline result set to change by the domination relations among those moving data points, and at last, update the probability Skyline result set according to the calculated events order so as to achieve continuous probability Skyline query. Experimental results show the efficiency and effectiveness of our proposed methods.     

路网中位置不确定的二元反kNN查询

针对路网限制和物体位置的不确定性,提出了路网中位置不确定的二元反kNN查询（PBRkNN）,旨在查找一组位置不确定的点,使得每个不确定点的kNN包含给定查询点的概率大于一个阈值。为了解决该问题,首先提出一种基于Dijkstra进行剪枝处理的基本算法,即PE算法;接着在PE算法的基础上通过预处理计算出每个点的kNN从而加快查询速度,即PPE算法;而为了进一步减小PPE算法中范围查询的开销,提出PPEE算法,利用网格索引来索引范围查询中要查询的不确定空间点,从而提升算法的效率。最后,在北京和加州路网数据集上进行了大量实验,结果表明通过一些预处理的策略确实可以有效地处理路网中位置不确定的二元反kNN查询。     

时间依赖路网上的移动对象K近邻查询算法

随着基于位置服务的广泛应用,时间依赖路网上的对象查询逐渐成为研究热点。以往研究大多只针对时间依赖路网上的静态对象(如加油站、餐厅等),未考虑到移动对象(如出租车)的情况,而移动对象的查询在日常生活中有着非常广泛的应用场景。因此,文中提出了一种针对时间依赖路网上的移动对象K近邻查询算法TD-MOKNN,该算法分为预处理阶段和查询阶段。在预处理阶段,通过建立路网和网格索引,提出了一种新的移动对象到路网的映射方法,解除了以往研究假设移动对象恰好在路网顶点上的限制;在查询阶段,采用启发式搜索,借助倒排网格索引计算了一种新的高效启发值,通过预处理信息和启发值设计了高效K近邻查询算法,并给出了算法的正确性证明和时间复杂度分析。实验验证了所提算法的有效性,相比现有算法,TD-MOKNN算法在遍历顶点数和响应时间上分别减少了55.91%和54.57%,查询效率平均提升了55.2%。     

基于贪心策略的最近邻Top-k偏好查询方法

传统Top-[k]空间关键字查询忽略了兴趣对象周围的基础设施属性对于用户偏好的影响,针对该问题,研究了基于影响区域约束关系的Top-[k]空间关键字偏好查询问题,设计了一种基于贪心策略的最近邻算法GS-NNA（Greedy Strategy based Nearest Neighbor Algorithm）。该算法采用R*-tree和倒排文件两种索引结构,结合贪心思想和最近邻算法,每次选择分值最高的兴趣对象作为候选结果集,并利用阈值判定条件对R*-tree进行剪枝。实验结果表明,GS-NNA算法与现有相关算法相比,有效提高了查询效率。