移动对象数据库中时空索引技术的研究

提出了基于移动对象运动轨迹的时空立方体模型,在该模型中,移动对象的运动轨迹按一定时间间隔划分,每段运动轨迹对应一个最小外接时空长方体,它是存储,访问的一个基本单位.基于该模型设计了相应的时空索引和时空查询算法.验证表明,模型在减少数据冗余和时空查询性能方面有较大提高.     

时空数据库中时空查询语言的设计与实现

给出了时空数据查询的表示方法及时空数据查询的意义。在此基础上，提出了一种时空查询语言的设计及其在关系数据库中的实现方法。     

时空数据库中的时空拓扑查询

1 引言现代社会大量的科学应用,如航空系统的飞行器导航、森林火灾探测、乃至于人们生活中应用越来越广泛的移动通讯手机等等,这些都导致有必要研究一个能兼顾时空两属性的数据库管理系统。研制一个能有效表示和处理时空对象的DBMS,其中一项重要工作就是对时空对象进行空间分析操作。典型的时空对象的分析操作估计有近百个,大致划分为七类:a)时空对象间拓扑关系的操作,如求一个移动点是否在一个移动区域中:b)时空对象与空间对象间拓扑关系的操作,如求一个移动点是否在一个固定区域中;c)返回值为时空对象的操作,如求移动点的轨迹;d)返回值为空间对象的操作,如求一个移动点在某一个特定时刻的空间位置;e)返回值为单个数值的操作,如求一个移动点的速度;f)返回值为多个数值的操作,如求两个移动点间的距离;g)在时空对象集合上的操作,如在一些移动区域上进行FUSION操作。     

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。     

面向对象数据库中查询代价的估算

好的查询优化器都是基于代价的，因此查询代价的估算是数据库查询优化中一项不可缺少的工作。文中在联系代数的基础上，综合考虑了对象聚集，索引等因素，给出了面向对象数据库中查询代价的一种估算方法。     

估算查询结果大小的直方图方法之研究

直方图是许多商用数据库系统中最常用的一种估算查询结果大小的方法.从实用的观点来看，过去已提出的一些直方图方法有局限性，主要是它们不能保证估算值的准确程度.本文将提出两种新的直方图方法，它们不仅使用方便，而且可以保证所有的估算值均在给定的误差范围内.此外，本文还探讨了不同的数据分布对直方图的影响，通过运用一些重要的参数刻画数据分布，用以帮助生成效果较佳的直方图.     

一种新的用于估算查询结果大小的直方图方法

提出了一种新的用于估算查询结果大小的直方图方法。方法的基本思想与人类的思维机制是一致的,即在划分数据时,使所有直方开始于相对前一直方发生较大波动的项,并且结束于相对本直方发生较大波动的项之前。关于新的直方图方法,该文进行了大量的模拟实验。实验结果表明,该直方图方法估算精确,实现效率高,有较好的实用价值。     

一种基于P2P的移动对象查询框架

近年来,时空数据查询方法的研究成为人们普遍关注的研究热点.但大部分研究主要集中在集中式环境,在分布式环境下对海量时空数据进行高效的轨迹查询和窗口查询是一件十分有意义且具有挑战性的工作.设计了一种基于P2P的解决方案,提出了对移动对象运动空间进行双层划分的方法来同时支持两种查询.应用网格过滤技术有效地解决了数据频繁更新的问题.对运动空间进行高效的划分,具有比空间填充曲线方法更好的负载平衡性,同时设计了高效的Overlay--SmartChord来支持窗口查询.实验结果表明,和现有方案相比所提方案可以有效减少更新通信量,负载平衡性和路由效率有显著提高.     

移动对象数据库预测范围聚集查询技术研究

针对预测范围聚集查询处理技术,提出了一种面向移动对象的聚集TPR树索引。聚集TPR树索引在TPR树中间节点中加入移动对象聚集信息以减少预测范围聚集查询所需要的节点访问代价。并增加了一个建于移动对象标识上的哈希辅助索引结构以支持自底向上的删除搜索算法,具有很好的动态更新性能和并发性。提出了一种EPRA查询算法,采用更精确的剪枝搜索准则,大大减少了查询所需要访问的磁盘节点,具有良好的查询性能。     

时空数据库查询语言SQLST

提出了一种与SQL兼容的时空数据库语言SQLST,着重论述了SQLST的数据类型与操作扩展、时空查询以及关系完备性。SQLST是基于时空数据模型STORM的时空数据库查询语言,但它可以作为SQL语言的时空扩展参考。     

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。     

移动对象预测聚集范围查询方法

为了更好地实现预测范围聚集查询,提出了aTPRA-tree。TPR-tree随着时间的推移,性能不断恶化。aTPRA-tree是基于TPR-tree,它考虑了移动对象的方向角度进行构造,减小了结点面积和结点重叠面积,并且在索引结点中增加了聚集信息。实验结果表明,在更新和预测范围聚集查询性能方面,aTPRA-tree性能优于TPR-tree。     

Using compressed index structures for processing moving objects in large spatio-temporal databases

This paper develops a novel, compressed B⁺-tree based indexing scheme that supports the processing of moving objects in one-, two-, and multi- dimensional spaces. The past, current, and anticipated future trajectories of movements are fully indexed and well organized. No parameterized functions and geometric representations are introduced in our data model so that update operations are not required and the maintenance of index structures can be accomplished by basic insertion and deletion operations. The proposed method has two contributions. First, the spatial and temporal attributes of trajectories are accurately preserved and well organized into compact index structures with very efficient memory space utilization and storage requirement. Second, index maintenance overheads are more economical and query performance is more responsive than those of conventional methods. Both analytical and empirical studies show that our proposed indexing scheme outperforms the TPR-tree.     

Object-oriented query language access to relational databases: A semantic framework for query translation

This research investigates and approach to query processing in a multidatabase system that uses an objectoriented model to capture the semantics of other data models. The object-oriented model is used to construct a global schema, defining an integrated view of the different schemas in the environment. The model is also used as a self-describing model to build a meta-database for storing information about the global schema. A unique aspect of this work is that the object-oriented model is used to describe the different data models of the multidatabase environment, thereby extending the meta database with semantic information about the local schemas. With the global and local schemas all represented in an object-oriented form, structural mappings between the global schema and each local schema are then easily supported. An object algebra then provides a query language for expressing global queries, using the structural mappings to translate object algebra queries into SQL queries over local relational schema. The advantage of using an object algebra is that the object-oriented database can be viewed as a blackboard for temporary storage of local data and for establishing relationships between different databases. The object algebra can be used to directly retrieve temporarily-stored data from the object-oriented database or to transparently retrieve data from local sources using the translation process described in this paper.     

Nearest and reverse nearest neighbor queries for moving objects

With the continued proliferation of wireless communications and advances in positioning technologies, algorithms for efficiently answering queries about large populations of moving objects are gaining interest. This paper proposes algorithms for k nearest and reverse k nearest neighbor queries on the current and anticipated future positions of points moving continuously in the plane. The former type of query returns k objects nearest to a query object for each time point during a time interval, while the latter returns the objects that have a specified query object as one of their k closest neighbors, again for each time point during a time interval. In addition, algorithms for so-called persistent and continuous variants of these queries are provided. The algorithms are based on the indexing of object positions represented as linear functions of time. The results of empirical performance experiments are reported.     

一种有效的时空连接算法*

对空间数据库中静态数据集与动态数据集的连接问题进行了研究,提出了一种时空连接算法。该算法使用广度优先顺序对R-tree和TPR-tree进行同步遍历,在连接计算时,使用一种收紧MBR的剪枝策略对TPR-tree的节点进行剪枝,直到两棵树的叶子节点,最后计算R-tree每个叶子节点的最近邻。通过实验表明,算法有效解决了为静态数据集中的所有对象在动态数据集中查找到某个未来时间的最近邻的问题。     

本体驱动的时空数据查询方法研究

本体是由特定信息领域中的相关术语集合及这些术语之间的关联所组成的,是语义丰富的元数据,通过它可以获取关于底层数据库的相关信息。基于现有的地理数据库和已创建的地理信息领域本体,建立了适合于地理数据集的应用本体数据库;通过描述逻辑指定相应的规则知识,在空间数据库和本体数据库之间、本体库之间分别建立一定的关联关系,提出了本体驱动的时空数据查询方法。当需要对某个时空实体对象进行查询时,通过在本体数据库中进行的逻辑运算,从而得到查询结果,最后返回查询结果。并以数字烟草中烟草的种植查询为例,验证了该方法的可行性和有效性。     

战场环境中面向范围查询的分布式时空索引

对战场中时空信息进行合理组织可以高效完成时空查询,从而快速支持军事决策和行动的顺利完成。针对战场环境中时空数据的分布独立性,各节点的自治性、动态性及协作性,提出了时空索引结构P2PSTI,该索引基于DHT技术组织节点的拓扑结构,采用Hilbert曲线将时空对象映射到1维空间,并利用该曲线的局部保持特性设计了高效的查询算法,大大降低了路由消息数量,提高了时空查询性能。实验结果表明,P2PSTI查询性能好,索引维护代价低。     

移动对象数据库索引研究综述

对近年来移动对象索引技术的发展进行了总结。根据移动对象索引空间的不同,将移动对象索引分为无限制空间移动对象索引以及网络空间移动对象索引,分析了过去、现在、未来移动对象索引技术的发展情况,最后对移动对象索引未来发展方向进行了讨论。     

时空数据库变体最近邻查询问题探讨

最近邻查询在地理信息系统、智能交通系统、多媒体应用以及数据挖掘等领域有着广泛的应用,随着对最近邻查询问题研究的深入,其应用前景和发展空间将更为广阔。针对近几年时空数据库中提出的最近邻查询的多种变体查询问题进行了详细地介绍和分析,总结了解决这些变体最近邻查询问题的有效方法,最后对最近邻查询问题的发展方向进行了展望。