林業(yè)位置服務平臺中基于道路網(wǎng)絡的KNN查詢研究.pdf

1、學位論文學校代碼：1 0 2 2 5學 號：B 1 4 0 3 0林業(yè)位置服務平臺中基于道路網(wǎng)絡的K N N 查詢研究指導教師姓名：申請學位級別：論文提交日期：授予學位單位：孫海龍王霓虹教授博士 學科專業(yè)： 森林工程2 0 1 4 年4 月 論文答辯日期： 2 0 1 4 年6 月1 6 日東北林業(yè)大學 授予學位日期：答辯委員會主席：論文評閱人：素夕厶符景大學摘要摘要林業(yè)信息化建設是推進由“數(shù)字林業(yè)”向“智慧林業(yè)”轉變的重要保障，迫切需

2、要將成熟的、先進的技術和創(chuàng)新的理念相結合以更好地服務于林業(yè)。基于位置服務是指采用無線定位、G I S 、I n t e r n e t 、無線通訊、數(shù)據(jù)庫等相關技術交叉融合的一種基于空間位置的移動信息服務，是通過獲取移動用戶的位黃信息為用戶提供包括路徑引導、位囂查詢、應急指揮、緊急呼叫等眾多服務的技術基礎，在緊急救援、個人定位、車輛導航、人員調度等方面得到廣泛的應用，具有良好的發(fā)展前景。將基于位置服務技術引入到林業(yè)中，對推動林業(yè)信息化建

3、設，加快“智慧林業(yè)”發(fā)展進程具有重要的支撐作用。本文針對林業(yè)部門在人員管理、應急指揮方面智能化管理的迫切需要，分析了構建林業(yè)位置服務平臺的關鍵技術，對位置服務中基于道路網(wǎng)絡的移動對象K 最近鄰查詢關鍵問題展開深入研究，并構建了林業(yè)位置服務監(jiān)測平臺，為人員管理和應急指揮提供人員定位、路徑規(guī)劃、指揮調度等提供支撐。論文主要研究工作和創(chuàng)新點有以下幾個方面：( 1 ) 闡述了基于位置服務的關鍵技術，分析各關鍵技術環(huán)節(jié)需要解決的問題，針對林區(qū)環(huán)境

4、特點，確定本文采用的研究方法和研究手段；( 2 ) 道路網(wǎng)模型是實現(xiàn)基于道路網(wǎng)絡K 最近鄰查詢的基礎，在分析已有道路網(wǎng)模型優(yōu)缺點的基礎上，基于林區(qū)道路網(wǎng)特點，提出基于路徑建模的道路網(wǎng)絡模型，能夠表示單、雙行路以及十字路口的轉向規(guī)則；( 3 ) 在基于道路網(wǎng)絡的移動對象索引中，道路網(wǎng)和移動對象并不是孤立存在的，因此，在索引結構中需要對道路網(wǎng)和移動對象同時索引，從索引結構查詢性能和更新性能兩方面綜合考慮，應將靜態(tài)的道路網(wǎng)和動態(tài)的移動對象分別

5、存儲，基于這一思想，本文提出具有三層結構的索引結構，利用R 樹對靜態(tài)的道路網(wǎng)絡進行索引，使用h a s h 表和鄰接列表對移動對象及道路邊連接關系進行索引；( 4 ) 基于已經建立的道路網(wǎng)模型和移動對象索引結構，研究基于道路網(wǎng)絡的K 最近鄰查詢問題，為了滿足位置服務平臺中對查詢請求的快速響應的要求，一方面利用預計算技術計算各道路邊節(jié)點之間的最短路徑：另一方面，考慮到查詢時通常將方向關系作為查詢約束條件，將方向關系約束條件引入到最近鄰查詢

6、問題中，提出基于方向關系約束的K 最近鄰查詢算法，進一步提高算法的查詢速度；通過實驗對比分析，提出的基于預計算技術的P C —K N N 算法和基于方向約束的C D R —C K N N 算法都表現(xiàn)出良好的查詢性能。( 5 ) 以“基于物聯(lián)網(wǎng)的監(jiān)測技術及在林業(yè)上的應用研究項目”為依托，基于林業(yè)部門現(xiàn)有的G P S 對講設備、項目搭建的無線傳感器設備、無線電臺等通信設備，基于位置服務技術研究思路，運用W e b G I S 技術、G P