时空数据库中的移动对象索引技术研究

摘要

时空数据库可以处理传统关系数据库难以处理的带有空间和时间的数据，它相对传统关系数据库的一个突出特点就是数据量大，数据更新频繁。在这种情况下，建立一个对时空数据有效的索引机制就显得格外重要，因为在时空数据库中如果没有一个有效而且高效的索引结构，查询将是一件非常耗时耗力的工作。对于时空数据库的查询，有它自己特殊的查询形式，而且要满足各种不同的查询也是设计时空数据库索引需要主要考虑的问题。现阶段对时空数据库的索引技术的研究有较多问题，诸如移动对象索引占用磁盘空间过大、索引更新频繁、索引结构过于复杂、索引结构查询花销大等等。这个领域近20年来有各种不同的索引结构被提出，其中对移动对象的索引技术主要是基于R树和Quad树，在这个树型索引的基础上发展了很多的变种，它们改进了原来的算法并修改了一部分索引结构。 在本文中回顾了近年来在这个领域的主要研究成果，并对它们进行了详细的归纳介绍。针对现有的索引结构索引移动对象出现的问题，本文提出了可以索引移动对象过去、现在和未来位置的QTPR-STB索引，它基于TPR*树和TB树的结构，并对它们原来的结构进行了改进，其中在TPR*树上加了一层Quad索引，在TB树中加入了轨迹共享机制，同时在历史索引结构中加入了3DR树辅助结构用于时间段索引。STB树结构用于查询移动对象过去位置，考虑到了大量的移动对象基于道路轨迹有较多的重复，在索引中采用共享轨迹的办法来减少索引占用磁盘空间的大小；在QTPR树中使用了四叉树结构，先划分空间为小部分来建立二级索引来减少索引的复杂度。通过理论分析和实验的测试，本文提出的方法减少了历史数据索引占用的磁盘空间，减少了树的层数，减少了动态索引的复杂度，能够查询移动对象过去、现在和未来的位置。

目录

文摘

英文文摘

独创性声明及学位论文版权使用授权书

第一章绪论

第二章空间索引技术概述

第三章时空数据库的移动对象索引技术概述

第四章移动对象索引QTPR-STB结构

第五章性能分析与实验结果

第六章结论和未来工作的展望

致谢

攻读学位期间发表的论文和参加的主要科研工作

参考文献