基于路網的大規(guī)模移動對象K近鄰快速查詢技術研究與實現(xiàn).pdf

1、基于路網的大規(guī)模移動對象K近鄰查詢技術已經在各種基于位置的服務中得到廣泛的應用。但是，現(xiàn)有的相關研究主要存在三方面的問題：1、預計算道路頂點與對象間路網距離的方式無法適應移動對象頻繁的位置變動；2、采用 R-tree及其衍生索引對移動對象進行索引時更新效率不高；3、沒有充分考慮移動對象數(shù)據分布不均對 K近鄰查詢算法效率的影響。
　　針對上述問題，本文在充分分析現(xiàn)有基于路網的移動對象K近鄰查詢相關研究的基礎上，提出新的索引方案和相應

2、的K鄰近算法，并實現(xiàn)一個完整的基于路網的K近鄰查詢系統(tǒng)。本文的主要研究內容包括：
　?。?）考慮路網結構的相對不變性，結合移動對象位置頻繁變更和現(xiàn)實情況中分布不均的特點，采用R-tree和層次網格索引作為算法底層索引結構。利用平衡多叉樹R-tree查詢效率高的特點，對路網這類靜態(tài)數(shù)據進行索引。利用層次網格索引維護簡單的特性，對移動對象進行索引。同時，利用層次網格索引網格分布反映數(shù)據疏密分布的特點，在KNN算法中獲取合適大小的KNN

3、查詢范圍。
　?。?）為了實現(xiàn)KNN查詢范圍的快速外擴，每個網格需要實時知道其鄰近網格信息，針對層次網格索引中網格大小不一的特點，設計并實現(xiàn)了層次網格索引的網格通信機制。當網格發(fā)生分裂或合并時，網格的局部分布發(fā)生變化，受影響網格之間進行通信。網格分裂或合并時，新網格利用原網格的鄰近信息結合相應算法獲取其鄰近信息。同時，考慮網格大小對網格相對位置帶來的影響，執(zhí)行消息過濾算法和消息合成算法實現(xiàn)原網格的鄰近網格的信息更新。
　　（

4、3）在層次網格索引的網格通信機制基礎上，利用查詢范圍外擴前后的鄰近信息相近的特點，設計增量式的KNN查詢范圍外擴算法?；诋斍安樵兎秶泥徑W格信息，減去外擴后被包含網格，增加被包含網格的外邊界鄰近網格，實現(xiàn)增量式新查詢范圍鄰近網格的獲取，進而達到合適 KNN查詢范圍快速外擴的效果。最后將上述所有研究內容整合到現(xiàn)有的基于R-tree和網格類索引的KNN算法框架中。
　?。?）論文設計了實驗，從索引構建成本、KNN查詢效率兩個維度對

5、本文算法進行全面分析。索引構建成本維度的相關實驗表明，層次網格索引的網格通信機制的引入，帶來的額外更新操作時間是很小的，足以應對移動對象頻繁的位置變更。KNN查詢效率維度的相關實驗表明：從整體上看，基于本文算法的KNN查詢所需時間比對比算法少得多；根據 KNN查詢算法各階段任務對應的效率指標，可以發(fā)現(xiàn)基于本文的算法能夠獲取更為合適的查詢范圍，減少了不必要的計算。
　?。?）設計和實現(xiàn)了基于路網的大規(guī)模移動對象KNN查詢原型系統(tǒng)。系