一种面向大规模空间文本数据的空间结构匹配算法

摘要

为了支持各类基于位置的服务,人们提出了各种查询和搜索空间文本数据的方法和技术.传统的空间关键字查询和近期提出的空间模式匹配不支持用户定义查询关键字对象以及对象之间细致的空间结构关系,使得查询结果集庞大但无效结果偏多,不能满足用户高效且精确的查询需求.本文因此提出了一种新的查询模式——空间结构匹配查询(Spatial Structure Matching,SSM),允许用户定义一组查询关键字对象并指定任意两个对象之间的距离和方向约束.为了解决SSM查询问题,本文首先提出了一种基于多路连接的基准方法,将SSM查询问题分解为单个对象的关键字匹配,两个对象的边匹配和多个对象的聚合匹配.为了提高SSM查询效率,本文提出了基于扫描线算法的边匹配计算,利用对象的地理位置信息来降低边匹配计算开销.本文利用同时满足查询关键字,距离和方向约束的空间对象构造对象连接图,从而将SSM查询问题转换为在对象连接图上搜索与SSM查询结构同构的子图匹配问题,并且利用经典的子图同构匹配算法求解获得最终的查询结果.在四个大规模空间文本数据集上的实验结果表明,本文所提算法的查询效率远高于对比算法,返回的查询结果集精简有效且在查询时间上提升至少3倍.