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移动对象时空轨迹及社交关系一体化数据模型

发布时间:2016-08-15 18:12

  本文关键词:移动对象时空轨迹及社交关系一体化数据模型,由笔耕文化传播整理发布。



第3 9卷 第6期 2 0 1 4年6月

武 汉 大 学 学 报 · 信 息 科 学 版 G e o m a t i c s a n d I n f o r m a t i o n S c i e n c e o f Wu h a n U n i v e r s i t             y

V o l . 3 9N o . 6

J u n e 2 0 1 4  

: / . w h u i s 2 0 1 4 0 1 2 5 D O I 1 0. 1 3 2 0 3 j g

( ) 文章编号 : 1 6 7 1 8 8 6 0 2 0 1 4 0 6 0 7 1 1 0 8 - - -

移动对象时空轨迹及社交关系一体化数据模型
张恒才1  陆   锋1  陈   洁1
北京 , 1  中国科学院地理科学与资源研究所资源与环境信息系统国家重点实验室 , 1 0 0 1 0 1

摘 要: 泛地理信息时代来临及 S 如何高效管理移动对象位置数据 、 社交关系数据及 o L o M o 互联网模式盛行 , 地理空间数据成为 G I S 与移动对象数据库研究领域一项全新的 技 术 挑 战 。 首 先 基 于 图 模 型 提 出 了 移 动 对 象 时空轨迹及社交关系的一体化数据模型 G 实现了移 动 对 象 所 在 地 理 空 间 、 移 动 对 象 位 置 与 轨 迹、 移动对 S M, 象之间社交关系的时空一体化表达 , 并定义了该模型的四种基 础 操 作 算 子 ; 然后基于图数据库系统 N e o 4 J实 、 现了 G 最后利用真实的 B S M 模型 ; r i h t k i t e G o w a l l a位置社交网络数据验证了 G S M 模型 的 有 效 性 。 所 提 出 g 的G 具有良好的执 S M 模型能够有效避免关系数据库中表连接造成的移动对象管理与 查 询 效 率 低 下 的 问 题 , 可为基于位置的社交网络应用提供核心技术支持 。 行效率及稳定性 , 关键词 : 移动对象 ; 数据模型 ; 轨迹 ; 社交网络 中图法分类号 : P 2 0 8      文献标志码 : A

( 融合 S 与 N S s o c i a l n e t w o r k s s t e m)    近年来 ,     y ) 的S L B S( l o c a t i o n b a s e d s e r v i c e o L o M o地理信     息服务模式逐渐 引 起 了 人 们 的 关 注 , 也是新地理
1] 信息 时 代 [ 面 临 的 挑 战 。S o L o M o即社交( s o -

的基础 , 是有效管理 i n o b e c t s d a t a b a s e ,MO D)   g j   社交网络系统中用户线下位置活动信息的关
5] 。 目前 , 移动 对 象 位 置 数 据 模 型 主 要 的 研 究 键[ [] 成果包括自由空间下的 MO 移动对象 S T 模型 6 、 7] 、 离散 数 据 模 型 [ 离散时空轨迹 D S T TMO D模 8] 9] 、 型[ 抽象数据类型 [ 等; 路网空间下的基于路段 ] 1 0 1 3 - 、 的路网空间 移 动 对 象 模 型 [ 基于道路的路网 ] 1 4 1 5 - 、 空间移动对 象 模 型 [ 基于分区的路网空间移 ] 1 6 1 7 - 、 动对象模型 [ 时空一体化路网空间移动对象 1 8] 模型 [ 等。这 些 模 型 并 不 考 虑 移 动 对 象 之 间 复

) ) ) , 它是 P c i a l + 本地 化 ( l o c a l +移动( m o b i l e C、 移动设备和真实 社 会 关 系 的 外 延 , 代表着未来互 联网发 展 的 趋 势 。 具 有 S o L o M o模式特征的位 、 置 服 务 应 用 不 断 兴 起, 如 微 信、 T w i t t e r F a c e - 、B 、 F 、 b o o k、 L i v e J o u r n a l r i h t k i t e o u r s u a r e g q 分享信息的主要 G o w a l l a等 成 为 人 们 沟 通 交 流 、 、 、 渠 道 。S o L o M o强调 S o c i a l L o c a l M o b i l e的 无 其中 , 缝整合 , S o c i a l为线上 虚 拟 网 络 空 间 中 人 们 如关注 、 朋友 、 同事等 ; 之间广泛存在的社交关系 , L o c a l为线下真实地 理 空 间 中 用 户 位 置 或 活 动 信 如签到 、 消 费、 旅 游 等; 息, M o b i l e指 人 们 在 真 实
[ 2] 空间的移动 。 随着 “ 人人都是传感器 ” 愿景逐渐

杂 和 动 态 变 化 的 语 义 关 系, 因此也基本不支持 G e o S o c i a l的联合查询 。 对 于 社 交 网 络 的 研 究 虽 - 然很多 , 但大都集中在社交网络分析环节 , 如研究
] 1 9 2 2 - 、 人们面对面 交 流 模 式 与 社 交 网 络 的 关 系 [ 推 ] 2 3 2 5 - 、 断社交网络 联 系 类 型 [ 预测新的社交网络关 ] 2 6 2 8 2 9] - 、 网络舆情监测 [ 及利用社交网络定 系出现 [ 3 0] 量分析人 类 行 为 模 式 [ 等。 或 者 研 究 社 交 网 络

走向现实 , 互联网用户数目增长及 O 2 O( o n l i n e t o   ) 商业模式 逐 渐 成 熟 , o f f l i n e S o L o M o会产生海量 的移动对象线上社交关系数据与线下移动位置数 如何有效存储 、 管理与查询这些动态变化的数 据, 移动对象数据库等领域 据已成为地理信 息 系 统 、 的研究热点与难点问题
[ ] 3 4 -

关系与移动轨迹 之 间 的 交 互 影 响 , 如虚拟世界社
] 3 1 3 4 - , 交语义关系 与 真 实 世 界 移 动 轨 迹 相 互 影 响 [

虚拟社交关系会影响移动对象真实的轨迹行
] 3 5 3 6 - , 移动对象 的 运 行 轨 迹 也 会 影 响 虚 拟 社 交 为[ ] 3 7 3 8 - 关系的形成 [ 等 。 在地理社交数据建模研究方



移动对象数据模 型 是 移 动 对 象 数 据 库 ( m o v -
收稿日期 : 2 0 1 4 0 2 1 9 - -

] 面, 文献 [ 提出 了 一 种 分 层 用 户 轨 迹 数 据 建 模 3 9

) ; ) 。 项目来源 : 国家 8 国家自然科学基金资助项目 ( 6 3 计划资助项目 ( 2 0 1 2 AA 1 2 A 2 1 1, 2 0 1 3 AA 1 2 0 3 0 5 4 1 2 7 1 4 0 8, 4 1 1 0 1 1 4 9 : 第一作者 : 张恒才 , 博士 , 博士后 。 研究方向为互联网空间信息搜索轨迹数据管理与数据挖掘 。E-m a i l z h a n h c l r e i s . a c . c n @ g : 通讯作者 : 陆锋 , 博士 , 研究员 , 博士生导师 。E-m a i l l u f l r e i s . a c . c n @

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方法 , 支持用户的 相 似 性 计 算 及 经 典 旅 行 路 线 推 荐 。 但该模型没有考虑地理空间建模和移动对象 间的社交网络联系 。 本文尝试在移动对象建模过程中将移动对象 间的社交关系作 为 一 种 重 要 的 非 空 间 语 义 信 息 , 提出了一 种 移 动 对 象 时 空 及 社 交 关 系 表 达 模 型 ( ,G , 以 s o c i a l o v i n t r a e c t o r S M) e o s a t i a l - -m g j y g p   实现地理空间 、 移动对象轨迹及社交关系的一体 化表达 , 为基于位 置 的 社 交 网 络 应 用 提 供 核 心 技 术支持 。

。 移动对象轨迹图 ( r a h, m o v i n t r a e c t o r MG) g p g j y    

1 G S M 模型定义
1. 1  地理空间剖分 在移动对象数 据 模 型 中 , 如何控制地理空间 表达粒度是 一 个 重 要 问 题 。 如 果 粒 度 过 大 , 虽然 但是在 有助 于 降 低 移 动 对 象 位 置 更 新 代 价 , MO D 的实时查询或 位 置 服 务 应 用 中 难 以 准 确 描 述移 动 对 象 的 实 时 位 置 。 鉴 于 此 , 本文引入 V o r o n o i图对 移 动 对 象 活 动 的 地 理 空 间 进 行 剖 分 。V o r o n o i图定义如下 : 定义 1  地理空间图 ( 定义为 : G G) G G= ( GVe GE r t e x s, d e s) g 其中 , GVe O I空间分布生成的 V o r o n o i r t e x s为根据 P 多边形集合 ; GE d e s为节点边集合 。 g 定义 2  社交网络图 ( 定义为 : S G) S G= ( SVe SE r t e x s, d e s) g 其中 , SVe SE r t e x s为移动对 象 集 合 ; d e s为 移 动 对 象 间 g 社交网络关系集合 。 定义 3  移动对象轨迹图 ( 定义为 : MG) MG= ( MVe ME r t e x s, d e s) g 其中 , MVe o集合与地理空间 r t e x s为 移 动 对 象 m V o r o n o i剖分多边形 集 合 ; ME d e s为 移 动 对 象 运 动 g 。 轨迹 m o 2 e o e d e集合 g g 定义 4  移动对象定义为 : ) a r a m,m m o =( m o m o l o c p i d, n a m e, 其中 , m o m o i d为移 动 对 象 编 号 ; n a m e为 移 动 对 象 名 称; a r a m 为 该 移 动 对 象 的 其 他 属 性 参 数 集 合; p m l o c为该移动对象当前位置信息 。 定义 5  社交关系定义为 : ,m s o c i a l e d e =( s o c i a l e i d o m o g s, e, s e s o c i a l t e) y p t i m e, t i m e, 其中 , s o c i a l e i d 为 社 交 关 系 编 号; m o o s和 m e为 具 有社交关系的两个移动对象 ; s t i m e为该条社交关系
图 1  基于 P O I空间分布的 V o r o n o i空间剖分 F i . 1 V o r o n o i b a s e d G e o r a h i c a l S a c e P a r t i t i o n -       g g p p 图 2 G S M 模型系统架构 F i . 2 G S M  M o d e l A r c h i t e c t u r e   g

V( d( ={ p q∈ ? q ∈ p, q, p i) i) ≤ …, d( i ≠ j, 2, n} q, p p p j = 1, i, j), j ∈ P,
其中 , 为空间 点 p V( o r o n o i区 域 ; P 为空 p i) i的 V ; 如P 间点集 , O I n 为空间点集数量 ; q 为空间中的 任意一 点 ; d 为 空 间 距 离 函 数 。V o r o n o i图 是 一 可以将空间划分成不相交的 种基本的数据结 构 , 多边形 , 如 图 1 所 示 。V o r o n o i的 优 势 在 于 使 得 划分后的多 边 形 中 任 一 位 置 的 最 近 邻 P O I都 在 该多边形内 , 可以有效控制地理空间建模粒度 。

的建 立 时 间 ; e s o - t i m e为 该 社 交 关 系 的 结 束 时 间; c i a l t e为社交关 系 类 型 。 社 交 网 络 关 系 可 以 分 y p 为虚拟世界社交网络关系 ( 如关注关系 、 粉丝关系 等) 与真实物理世 界 社 交 网 络 关 系 ( 如 朋 友 关 系、 。 同学及同事关系等 ) 定义 6  签到位置 c k o s定义为 : p _ _ ) c k o s =( v o r o n i d, m o i d, x, t i m e o s o s p p p y,

1. 2 G S M 数据模型 该模型由三个子 G S M 模型结构如图 2 所示 , 、 图结构组成 : 地理空间图 ( e o s a t i a l r a h, G G)   g p g p 移动对象之间的社交联系图 ( 及 s o c i a l S G) r a h,   g p

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其中 , o s_ v o r o n i d为 V o r o n o i多 边 形 编 号 ; x和 p _ o s t i m e为 签 到 时 p y 为该移 动 对 象 的 签 到 位 置 ; 间。 定义 7  移 动 对 象 轨 迹 片 段 . 移动对象轨迹 片段 m o 2 r o a d e d e定义为 : g ( , ) ,( m o 2 e o e d e =( m o v o r o n o i s g g t i m e, …, ) ) e c k o s c k o s c k o s p p p t i m e,( 1, 2, r n) 其中 , m o 为移动对象 ; v o r o n o i为该移动对象所在 的V o r o n o i多 边 形 ; s t i m e为 该 轨 迹 片 段 的 开 始 时 间, 即进入该 V o r o n o i的 时 间 ; e t i m e为 该 轨 迹 片 段 的结束时 间 , 即离开该 V o r o n o i的 时 间 ; c k o s p 1, …, c k o s c k o s p p 2, r n 为签到位置序列 。 1. 3 G S M 模型操作 为了在 G 地理空间 S M 模型中实现移动对象 、 需要定义一些基本的 及位置轨迹数据的联合查询 , 模型操作符 , 包括截取操作 、 扩展操作及投影操作 。 ( 定义 8 S 截取操作定义为根据 e l e c t G, C) 指定查询条件 C 对 G S M 模型子图 G 进行截取操 , …, 作, 其中 G? ( G G, S G, MG) C? ( a t t r a t t r 1, 2, , a t t r a t t r m 为 节 点 属 性 个 数。 m) i 为 图 节 点 属 性, ( : 具体 包 括 : 对地理空间子图 e l e c t G G, C) ①S 返回满足条 G G 根据查询条 件 C 进 行 截 取 操 作 , 件的地理空间子图节点集 N 且N S S GVe s r t e x s; g g, g? ( : 对社交网络子图 S e l e c t S G, C) G 根据查询 ②S , 条件 C 进行截取操作 返回满足条件的社交网络 子图 节 点 集 N 且 N S S e l e c t ③ S s s V e r t e x s; g, g ?S ( , ) : 对位置轨 迹 子 图 根 据 查 询 条 件 MG C MG C 进行截取操作 , 返回满足条件的位置轨迹子图节 点集 N 且N S S m m e r t e x s。 g, g?M V 例如 , 查询子图为北京地理空间 , 查询条件为 , 中国科学院地理科学与资源研究所 ” 查 N a m e =“ 询语句如下 : ( S e l e c t G G N a m e =  N b e i i n j g, g g=S ) 中国科学院地理科学与资源研究所 ’  ‘ 该截取操作 将 会 返 回 名 称 为 “ 中国科学院地 理科学与资源研究 所 ” 所在的地理空间剖分多边 形集合 N S g g。 ( 定义 9 E 扩展操作定义为查 x a n d N S, d) p 询距离子图节点集 N S 中长度为 d 的所有节点集 。 合, 其中 d 为距离阈值 , N S? ( N S N S N S s m g, g) g g, 且N S N S N S e r t e x s, s V e r t e x s, m e r t e x s。 g g ?GV g ?S g ? MV ( : 具体包括 : 对地理空间子图 x a n d N S d) ①E p g g, 节点集 N S g g 根据查询距离阈值 d 进行扩展操作 , 返回 满 足 条 件 的 GVe x a n d( N S ② E p r t e x s集 合; s g, : 对社交网络子图节点集 N d) S s g 根据查 询 距 离 阈 返回满足条件的 SVe 值 d 进行扩展操作 , r t e x s集合 ;

( : 对位置轨迹子图节点集 x a n d N S d) ③E p m g, 返回满 N S m g根据查询距离阈值 d 进 行 扩 展 操 作 , 足条件的 MVe r t e x s集合 。 例如 , 查询节点集 N S 为社交网络图中 N a m e 查询距离阈值d 分别为1或 =m o 1的 移 动 对 象, 者 2, 查询语句如下 : ( ( ) , F=E x a n d S e l e c t S G,N a m e =‘ m o 1) p 1’ ( ( ) , F F=E x a n d S e l e c t S G,N a m e =‘ m o 2) p 1’ 当阈值 d=1 时 , 扩展操作返回移动对象 m o 1 的所有朋友集合 F; 当 阈 值 d=2 时 , 扩展操作返 回移动对象 m o F。 以图 2 为例 , 1 的朋友的朋友 F , 。 F= ( m o m o m o F F= ( m o m o m o 2, 4, 6) 5, 3, 7) 定义 1 0 C r o s s N S T P)投 影 操 作 定 义 G 1( G 2, 为将子图 G 2 节点集 N S 1 子图空 G 2 投影到其他 G 间, T P 为 时 间 参 数。 该 操 作 与 S e l e c t截 取 操 作 及E 是在两个子图空间之 x a n d 扩 展 操 作 不 同, p : 间进行映射 。 具体包括 : r o s s N S T P) ①C G G( S G, 对社交网 络 子 图 节 点 集 N S P S G根据时间参数 T 投影到地理 空 间 子 图 G 返回满足条件的地理 G, : 空间子图节点集 ; 对社交 r o s s N S T P) ②C MG ( S G, 网络子 图 节 点 集 N S P 投影到 S G根据时间参数 T 返回满足条件的位置轨迹子 位置轨迹子图 MG, : 图节点集 ; 对地理空间子 r o s s N S T P) ③C S G( G G, 图节点集 N S P投影到社交网 G G根据时间参数 T , 络子图 S G 返回满足条件的社交网络子图节点 : 集; 对地理空间子图节点 r o s s N S T P) ④C MG ( G G, 集N S P投影到位置轨迹子图 G G 根据时 间 参 数 T 返 回 满 足 条 件 的 位 置 轨 迹 子 图 节 点 集; MG, : 对位 置 轨 迹 子 图 节 点 集 r o s s N S T P) ⑤C S G( MG , N S P 投影到社交网络子图 MG 根 据 时 间 参 数 T 返 回 满 足 条 件 的 社 交 网 络 子 图 节 点 集; S G, : 对位置轨迹子图节点集 r o s s N S T P) ⑥C G G( MG , N S P 投影到地理空间子图 MG 根 据 时 间 参 数 T 返回满足条件的地理空间子图节点集 。 G G, 例如 , 查找 社 交 网 络 子 图 S G 中名称为 m o 2 的移动对象在 2 0 1 3年 1 0月1日2 2: 0 0至2 2: 3 0 所经过的地理空间及位置轨迹 , 查询语句如下 : ( ) , 1 =C r o s s S e l e c t S G, N a m e =‘ m o  R G G( 2’ : ’ , 2 0 1 3 1 0 0 1 2 2 0 0: 0 0  ST - -   i m e= ‘ : ’ ) 2 0 1 3 1 0 0 1 2 2 3 0: 0 0  ET - -   i m e= ‘ ( ) , 2 =C r o s s S e l e c t S G, N a m e =‘ m o  R MG ( 2’ : ’ , 2 0 1 3 1 0 0 1 2 2 0 0: 0 0  ST - -   i m e= ‘ : ’ ) 2 0 1 3 1 0 0 1 2 2 3 0: 0 0  ET - -   i m e= ‘ 当投影空间为 地 理 空 间 子 图 G 返回移 G 时, 动对象 m o 0m i n内所经过的地理区域 R 1; 2在 3 当投影空 间 为 MG 时 , 返回移动对象 m o 0 2在3

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m i n 内的位置轨迹 R 2。 定义 1 多 1  M u l t i C r o s s N S N S T P) G 1( G 2, G 3, 维投影操作定义为将子图 G 2 的节点集与子图 G 3 的节点集投 影 到 子 图 G 1, T P 为 时 间 参 数。 具 体 : 将社 包括 : u l t i C r o s s N S N S T P) ① M MG ( S G, G G, 交网络子图节 点 集 N S S G与地理空间子图节点集 N S P 投影到位置轨迹子图 G G根 据 时 间 参 数 T 返 回 满 足 条 件 的 位 置 轨 迹 子 图 节 点 集; MG, : 将位置轨迹 u l t i C r o s s N S N S T P) ② M S G( MG , G G, 子图节点集 N S S MG 与地理空间子图节点集 N G G根 据时间参数 T 返回满 P 投影到社交网络子图 S G, 足条件的社 交 网 络 子 图 节 点 集 ; u l t i C r o s s ③ M G G ( , , ) : 将 社 交 网 络 子 图 节 点 集 N S N S T P S G MG N S S S G 与位置轨迹子图 节 点 集 N MG 根 据 时 间 参 数 返回满足 条 件 的 地 T P 投影到地理空间子图 G G, 理空间子图节点集 。 例如 , 查询社交网络子图 S G 中名称为 m o 6的 : 移动对象在 2 0 1 3年1 0月1日1 2 0 0在地理空间 区域V6 内所运行的位置轨迹数据 , 查询语句为 : ( ( 1= M u l t i C r o s s S e l e c t S G,N a m e=   MR ‘ ) , ,T m o S e l e c t( G G,N a m e= ‘ V6 ’) i m e= 6’ ‘ : ’ ) 2 0 1 3 1 0 0 1 1 2 0 1: 1 0 - -   该多 维 投 影 操 作 返 回 m o 6运行在地理区域 。 V6 内的位置轨迹数据

并选取了不同的 L 包括不 型, B S N 实 验 数 据 集, 同的移动对象数 量 、 社交关系数量及签到位置数 量, 同时利用成熟的 R D BMS 平 台 P o s t r e S Q L g ( ) 实 现 了 移 动 对 象 管 理, 采用二维关系 V 8. 4. 1 8 进行实验对比 。 表存储移动对象轨迹 , 2. 1  实验环境 实验环境为 D e l l P o w e r E d e R 7 2 0, C P U为       g ( , 4核I n t e l R)X e o n( R)C P U E 5 5 2 0 2. 2 7 GH z     内存 4G, 运行环境为 6 4 位的 C e n t O S L i n u x 6. 4     操作系统 。 N e o 4 J以图数据结构作为数据库底层存储模 基 本 的 存 储 单 元 包 括 节 点、 关 系 及 属 性, 具有 型, 完 全 的 事 务 特 征 与 高 效 的 图 结 构 遍 历 算 法, 对 G S M 模型具有原生的支持功能 。 实验所采用的位置签到数据为开放的基于位 置的社交网络系 统 B r i h t k i t e与 G o w a l l a美 国 站 g 的数据 。 其中 G o w a l l a数据包含 1 9 6 5 9 1 个移动对   时间范围为 2 象和 6 4 4 2 8 9 0 个签到位置 , 0 0 9年2     月 4 日至 2 0 1 0年 1 0月2 3 日; B r i h t k i t e数据包含 g 时间 5 8 2 2 8 个移动对象和 4 4 9 1 1 4 3 个签到位置 ,       范围为2 地 0 0 8 年3 月2 1 日至2 0 1 0 年1 0 月1 8日; 理空间及 P O I数据来源于美国人口调查局所提供 的开放数据 。 实现区域选择位置签到数据较丰富 , 、 的华盛顿 州 ( 加利福尼亚 W a s h i n t o n S t a t e WC)   g , 、 纽约州( 州( C a l i f o r n i a S t a t e C A) N e w  Y o r k   , ) 、 ( , ) 。 德克萨斯州 图 S t a t e NY T e x a s S t a t eT X 3   为实验所用签到 位 置 数 据 的 空 间 分 布 图 , 红色点 为B 蓝色点为 G r i h t k i t e签 到 ; o w a l l a 签 到。 将 g 实现数 据 集 分 成 8 组 , 如 表 1 所 示。实 验 中 所 采 用的 G S M 模型操作如表 2 所示 。

2  模型实现与验证
为验证 G S M 模型和模型基本操作符的有效 性, 利用 N o S Q L 阵营中的图数据库系统 N e o 4 J ( ) 与J V 1. 9. 5 a v a语 言 实 现 了 所 提 出 的 G S M模

图 3  签到位置空间分布图 F i . 3 S a t i a l D i s t r i b u t i o n o f C h e c k i n D a t a       -   g p 表 1  实验数据集分组 T a b . 1 E x e r i m e n t a l D a t a   p
编号

V 数量

移动对象数量 5 0 5 8     7 9 7   1 6 6 8 4     2 4 5 0    

社交关系数量 1 6 3 6 2 2     5 9 1 9 4     5 1 3 4 0 6     1 4 2 1 3 6    

签到数量 1 9 9 4 6 9   9 3 8 1 6   7 3 9 6 8 7   2 9 3 5 4 2  

编号

V 数量

移动对象数量 1 2 3 8 8     1 7 8 9     1 7 9 9 6     1 3 2 8    

社交关系数量 3 9 1 1 4 4     1 0 8 6 7 8     5 2 4 3 5 2     9 9 5 2 8    

签到数量 3 6 4 9 4 0   1 5 7 0 2 0   9 8 4 4 9 3   1 1 1 2 4 7  

WC O 8 6 5 5 -G  1     WC K 8 6 5 5 -B  1     C A-G O 7 2 5 1  5     C A-B K 7 2 5 1  5    

NY-G O 1 6 5 7  2     NY-B K 1 6 5 7  2     T X-G O 0 1 7 8  4     T X-B K 0 1 7 8  4    

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表 2  实验中采用的 G S M 模型操作 T a b . 2 T e s t e d O e r a t i o n s f o r t h e G S M  M o d e l         p
G S M模 型操作 实验案例

操作 符 运 行 效 率 的 波 动 不 大 , 稳 定 性 较 高; 相比 较, P o s t r e S Q L实现方式的运行效率的波动较 g 大 。 实验 结 果 如 图 4 所 示 。 图 4( 中, b) P o s t - r e S Q L 实现方 式 中 的 E x a n d操作符的运行效 g p 实现过程中需要过多的 率出现波动的原 因 在 于 , 表连接操作 , 随着社交关系数量的增加 , 表连接查 询耗时增 加 较 快 ; 相 反, 在G S M 模 型 中, E x a n d p 扩展操作可以转化为 G S M 模型节点相连的边的 遍历操作 , 社交关系数量的增长只会导致 G S M , 模型 S o c i a l G r a h中边的数量增长 但基本不影 p 响遍历操作效率 , 体现了 G S M 模型的优势 。 图 4 ( ) 中的 C c r o s s操 作 是 在 两 个 子 图 之 间 进 行 投 影 操作 , 在传统的 P 表的联合 查 o s t r e S Q L 实现中 , g 询是不可避免的 , 但在 G 多个子图之 S M 模 型 中, 从而 间的联合投影同 样 可 以 避 免 表 的 连 接 操 作 , 提高模型操作符 的 执 行 效 率 。 图 4( 所展示的 d) G S M 模型 中 多 个 子 图 之 间 的 多 维 投 影 操 作 符 M u l t i C r o s s的执行效率随着签到位置数量的增长 出现了波动 , 其原因有两个 , 一方面是在地理空间 子图 G 缺少对 G 中仅构建了地理空间的 R 树索引 , 地理空间要素其他属性的索引 , 影响了多个子图间 另一方面是在 G 投影映射的效率 ; S M 模型实现过 程中没 有 采 用 N e o 4 J 的 缓 存 配 置 与 调 优 。N e o 4 J 、 的缓存策略在单子图的 S e l e c tE x a n d 操作与两子 p 读写缓存影响 图C r o s s操作中涉及的子图数量少 , 不明显 , 但是在 M u l t i C r o s s操作中涉及多个子图之 缓存配置优化的作用更加重要 , 造 间的频繁操作 , 成M u l t i C r o s s操作效率出现波动 。 在后续研究中 , 将进一步优化 G S M 模型的实现 。

( ) S G, N a m e =‘ m o S e l e c t e l e c t   S i’ ( ( ) , a n d S e l e c t S G,N a m e =‘ m o 2) E x a n d x p   E p i’ C r o s s ) ,ST C r o s s S e l e c t( S G, N a m e= ‘ m o MG ( i’ i m e= ‘ : , : 2 0 1 3 1 0 0 1 2 2 0 0: 0 0’ ET 2 0 1 3 1 0 0 1 2 2 - -   - -   i m e= ‘ ’ ) 3 0: 0 0

( ) , M u l t i C r o s s S e l e c t S G, N a m e =‘ m o S e l e c t MG ( i’ , : G G,N a m e =‘ Vj’) ST 2 0 1 3 1 0 0 1 1 2 0 0: M u l t i C r o s s( - -   i m e= ‘ ’ , : ’ ) 0 0 ET 2 0 1 3 1 0 0 1 1 2 3 0: 0 0 - -   i m e= ‘

2. 2  实验分析 表 3 为不同的实验数据集对 G S M 模型操作 执行效率性能的影响 。 其中运行时间是多次实验 的平均值 , 且不包含索引构建 、 系统初始化及预处 理时间 。 从表 3 可 以 看 出 , 总 体 上, G S M 模型操 作符运行效率优于 P o s t r e S Q L 实现方式 。 g
表 3 G S M 模型操作运行时间/ m s T a b . 3 O e r a t i o n a l T i m e f o r t h e O e r a t i o n s i n           p p / G S M  M o d e l m s t h e  
S e l e c t   E x a n d   p C r o s s   M u l t i C r o s s G S M  P S Q L G S M  P S Q L G S M  P S Q L G S M  P S Q L       C A-B K 2 8 6 9 8 7 1 2 0 5 5 5 4 0 1 5 0  1   2   2  4    1   4   2   4 C A-G O 4 1 5 2 7 1 6 2 4 7 1 6 8 3 5 3 2 3 8  1   3   6      1   5   5   5 NY-B K 3 7 6 6 7 1 1 9 5 4 0 4 5 8 3 3 5  1   2   2  3    1   3   4   3 O 2 8 2 4 3 4 4 5 9 3 4 3 4 9 9 9 6 5 2 NY-G  1   3   5      1   3   3   3 T X-B K 4 1 5 8 7 9 1 6 4 5 3 4 9 4 8 5 4  1   2   2  3    1   3   3   3 T X-G O 3 0 5 1 3 7 6 9 7 6 5 3 9 1 7 0 4 5 2  1   3   5      1   6   5   6 K 3 4 4 9 8 4 2 2 0 6 4 2 2 4 2 1 5 WC -B  1   2   2  2    1   3   2   4 WC O 4 5 7 7 6 1 4 5 4 4 3 1 0 3 1 0 5 -G  1   2   3  3    1   3   3   3

随着数据集规模变化( 如移动对象数    此外 ,, , 社交关系数 量 、 签到位 置 数 量 等) 量、 G S M 模型

图 4  实验结果 F i . 4 E x e r i m e n t a l R e s u l t s   g p

2. 3  讨   论 )本文所 采 用 的 地 理 空 间 分 割 方 法 为 基 于 1 该方法的优势在于移动对 P O I的 V o r o n o i划 分 , 能够很 象的位置签到数据与 P O I位 置 比 较 接 近 , 好地适应位置轨 迹 数 据 空 间 分 布 不 均 匀 的 情 况 ,

但劣势在于造成 剖 分 多 边 形 数 量 过 多 , 碎多边形 现象严重 。 由于 P 针对该 O I一 般 呈 现 聚 集 现 象 , 问题 , 在后续研究中将考虑先采用 P O I空 间 聚 然后再进行地理空间剖分的方式 。 类, )G 移动对象轨 2 S M 模型 支 持 对 地 理 空 间、

7 1 6

武汉大学学报·信息科学版

2 0 1 4年6月

迹及移动对象社交关系的一体化建模 , 易于扩展 , 可以有效附加其 他 背 景 语 义 信 息 , 包括移动对象 将 室内位置 表 达 。 但 在 G S M 模 型 实 现 过 程 中, 大量位置数据存 储 在 图 节 点 的 属 性 中 , 造成图节 会在一定程度上影响 G 点过 大 , S M 模型的查询 后续工作中一方面可以采用 效率 。 针对此问 题 , 轨迹压缩或二进 制 方 式 减 少 存 储 空 间 , 另一方面 将位置数据放在外部存储 。 可以采用指针 , )本文实现了 G 3 S M 模型常用的四种基础操 作: S e l e c t截 取 操 作 、 E x a n d 扩 展 操 作、 C r o s s投 p 影操作及 M u l t i C r o s s多 维 投 影 操 作。 后 续 研 究 、 中将 进 一 步 实 现 其 他 操 作 符 , 如 U n i o n I n t e r - 、 s e c t D i f f e r e n c e等 。 )本文实 验 所 采 用 的 位 置 签 到 数 据 时 间 间 4 隔较长 , 且签到时间间隔不规律 。 后续研究中 , 可 以尝试在 G S M 模型中 存 储 时 间 间 隔 在 分 钟 级 或 者秒级的轨迹数据 , 如浮动车轨迹数据 、 手机信令 并开展相关的查询实验 , 进一步验证与提 数据等 , 高G S M 模型的可靠性 。

参 考 文 献
[ ] ,S 1 i D e r e n h a o Z h e n f e n . T h e N e w E r a o f G e o  L             - g [ ] I n f o r m a t i o n J . S c i e n c e i n  C h i n a( S e r i e s F: r a h i c       g p , ( ) : ( 李德 I n o r m a t i o n S c i e n c e s) 2 0 0 9, 3 9 6 5 7 9 5 8 7   - f ] 仁 ,邵振峰 .论新地 理 信 息 时 代 [ 信 J .中 国 科 学 ( , ( ) : ) 息科学 ) 2 0 0 9, 3 9 6 5 7 9 5 8 7 - ] : [ 2 o o d c h i l d M  F.C i t i z e n s a s S e n s o r s t h e W o r l d o f  G           ] , V o l u n t e e r e d G e o r a h J .G e o J o u r n a l 2 0 0 7, 6 9   g p y[ ( ) : 4 2 1 1 2 2 1 - [ ] , ,D ,e 3 u F e n Z h e n N i a n b o u a n Y i n i n t a l .  L       g g g y g   :S T r a v e l I n f o r m a t i o n S e r v i c e s t a t e o f t h e A r t a n d             [ ] D i s c u s s i o n o n C r u c i a l T e c h n o l o i e s J . J o u r n a l o         g f ( ) : ( 陆 a n d  G r a h i c s, 2 0 0 9, 1 4 7 1 2 1 9 1 2 2 9 I m a e     -   p g 锋 ,郑年波 ,段滢滢 ,等 . 出行信息服务关键技术研 ] 究进展与问 题 探 讨 [ J .中 国 图 像 图 形 学 报 , 2 0 0 9, ( ) : ) 1 4 7 1 2 1 9 1 2 2 9   -   [ ] , 4 i Q i n u a n, Y a n B i s h e n Z h e n N i a n b o . A n I n  L     - g q g g g     t e r a t e d a t i o e m o r a l a t a o d e l o r I S  S -T  D  M  f  G - g p p ] T r a n s o r t a t i o n a n d R e l a t e d A l i c a t i o n s[ J .G e o-       p p p

m a t i c s a n d I n o r m a t i o n S c i e n c e o W u h a n  U n i v e r-         f f  , , ( ) : ( , , 李 清 泉 杨 必 胜 s i t 2 0 0 7 3 2 1 1 1 0 3 4 1 0 4 1   -  y
郑年波 .时 空 一 体 化 G I S -T 数 据 模 型 与 应 用 方 法 [ ] : J .武汉大学 学 报 · 信 息 科 学 版 , 2 0 0 7, 3 2( 1 1) ) 1 0 3 4 1 0 4 1   -   [ ] ,L ,C 5 h a n H e n c a i u F e n h e n J i e . A d v a n c e i n  Z       g g g   M o v i n O b e c t D a t a M o d e l i n U n d e r G e o r a h i c       g j g g p     [ ] E n v i r o n m e n t J . J o u r n a l o G e o I n o r- N e t w o r k     - f  f ( : ( 张 恒 才 ,陆 m a t i o n S c i e n c e, 2 0 1 3, 1 5 3) 3 2 8 3 3 7   - 锋 ,陈洁 .网 络 空 间 移 动 对 象 模 型 的 应 用 与 发 展 [ ] ( ) : ) J .地球信息科学学报 , 2 0 1 3, 1 5 3 3 2 8 3 3 7 - ] [ 6 o l f s o n O, X u B, C h a m b e r l a i n S.M o v i n O b e c t s  W       g j   : [ D a t a b a s e s I s s u e s a n d S o l u t i o n s C] .T h e 1 0 t h I n         - t e r n a t i o n a l C o n f e r e n c e o n S c i e n t i f i c a n d S t a t i s t i c a l           ,W D a t a b a s e M a n a e m e n t a s h i n t o n D C, U S A,       g g 1 9 9 8 [ ] 7 o r l i z z i L,G ü t i n R  H,N a r d e l l i E.A  D a t a M o d e l  F       g   a n d D a t a S t r u c t u r e s f o r M o v i n O b e c t s D a t a b a s e s           g j   [ , ,U C] .A CM S I GMO D, D a l l a s T e x a s S A, 2 0 0 0   [ ] 8 e n X, D i n Z. D S T TMO D: A F u t u r e T r a e c t o r  M     g g j y     ] M o v i n O b e c t s D a t a b a s e[ J .D a t a b a s e a n d B a s e d       g j  

3  结   语
随着位置服务 及 社 交 网 络 的 发 展 与 融 合 , 社 交关系表达逐渐成为移动对象建模中不可忽略的 因素 。 本文 针 对 S o L o M o地理信息服务模式所 亟需的移 动 对 象 轨 迹 与 社 交 关 系 高 效 管 理 的 需 求, 提出了一种移 动 对 象 轨 迹 及 其 社 交 关 系 的 时 并给出了 G 空一体化表达模 型 G S M, S M 模型常 弥补了移动 用的四种基本模 型 操 作 的 实 现 方 式 , 对象数据库系统中地理空间及社交网络数据管理 采 的缺 陷 。G S M 模型首先根据 P O I空 间 分 布 , 用V 以寻求移动对象空 o r o n o i图剖分 地 理 空 间 , 间查询负载均衡 和 地 理 围 栏 的 空 间 范 围 自 适 应 ; 然后将 剖 分 后 的 V o r o n o i多 边 形 抽 象 为 图 的 节 点, 移动对象的实 时 位 置 表 达 为 移 动 对 象 与 剖 分 多边形之间的实时映射关系 , 即动态边 , 移动对象 之间的社交网络关系表达为移动对象之间的动态 最后利用图结构实现了移动对象位置 、 轨迹及 边; 社交关系的时空一体化存储 。 该模型的优势在于 实现了移动对象 线 上 线 下 数 据 的 有 效 融 合 , 支持 可为基于位置的社交网络 G e o S o c i a l联合查 询 , - 应用提供核心技术 支 持 。 为 了 验 证 G S M 模型的 有效 性 , 本文采用图数据库系统 N e o 4 J实现了 且选择 成 熟 的 P G S M 模型 , o s t r e S Q L 开展对比 g 实验 , 验证了 G S M 模型的有效性 。

S s t e m s A l i c a t i o n s, 2 0 0 3, 2 7 3 6: 4 4 4 4 5 3 E x e r t       - y p p p
[ ] 9 ü t i n R  H.M o v i n O b e c t D a t a b a s e s[ M] .G e r  G   - g g j     :M , m e n o r a n K a u f m a n n P u b l i s h e r s 2 0 0 5: 1 0 1 6     - g [ ]V 1 0 a z i r i a n n i s o l f s o n O. A a t i o t e m o r a l  M, W    S g p p M o d e l a n d L a n u a e f o r M o v i n O b e c t s o n R o a d             g g g j   [ ] N e t w o r k s J .A d v a n c e s i n S a t i a l a n d  T e m o r a l       p p 2 0 0 1, 2 1 2 1: 2 0 3 5 D a t a b a s e s,   - [ ]D 1 1 i n Z,G ü t i n R.M o d e l i n T e m o r a l l V a r i a b l e g g g p y         [ ] N e t w o r k s J . D a t a b a s e S s t e m s o r T r a n s o r t a t i o n       p y f

9 卷第 6 期  第3

张恒才等 : 移动对象时空轨迹及社交关系一体化数据模型

7 1 7

A d v a n c e d  A l i c a t i o n s, 2 0 0 4, 2 9 7 3: 6 5 1 7 2 4   - p p
[ ]S 1 2 e i ˇ c v c s L, J e n s e n C S,K l i s A. C o m u t a t i o n a l         p y g y p M o d e l i n f o r N e t w o r k o n s t r a i n e d M o v i n D a t a     -C   g g   [ C] . T h e 1 1 t h A CM I n t e r n a t i o n a l S m o s i O b e c t s         - y p j u m o n A d v a n c e s i n G e o r a h i c I n f o r m a t i o n S s             - g p y ,N ,U t e m s e w  Y o r k S A, 2 0 0 3 [ ]C ,M 1 3 h e n J e n X, G u o Y, e t a l .M o d e l i n a n d P r e         - g g     d i c t i n F u t u r e T r a e c t o r i e s o f M o v i n O b e c t s i n a           g j g j     C o n s t r a i n e d N e t w o r k[ C] .T h e 7 t h I n t e r n a t i o n a l       ,W C o n f e r e n c e o n M o b i l e D a t a M a n a e m e n t a s h i n         - g g t o n D C,U S A, 2 0 0 6     [ ]G 1 4 u t i n R  H, D i n Z.M o d e l i n a n d Q u e r i n M o v   - g g g y g         [ ] i n O b e c t s i n N e t w o r k s J . T h e V L D B  J o u r n a l,       g j   ( ) : 2 0 0 6, 1 5 2 1 6 5 1 9 0 - [ ,G 1 5] X u J ü t i n R  H. M a n a e a n d Q u e r G e n e r i c       g g y     ] M o v i n O b e c t s i n S E C ON D O[ J . T h e V L D B  E n-       g j   ( ) : d o wm e n t, 2 0 1 2, 5 1 2 2 0 0 2 2 0 0 5   -   [ ]K ,H , 1 6 i m  D O, L e e K J o n D S e t a l . A n E f f i c i e n t I n               - g   d e x i n T e c h n i u e f o r L o c a t i o n P r e d i c t i o n o f M o v i n           g q g   [ ] O b e c t s J . K n o w l e d e B a s e d I n t e l l i e n t I n o r m a t i o n -     j g g f , E n i n e e r i n S s t e m s, 2 0 0 7 4 6 9 3: 1 9 a n d    - g g  y [ ] , 1 7 K o l a h d o u z a n M S h a h a b i C.V o r o n o i b a s e d k N e a     -     - r e s t N e i h b o r S e a r c h f o r S a t i a l N e t w o r k D a t a b a s e s             g p [ C] .T h e 3 0 t h I n t e r n a t i o n a l C o n f e r e n c e o n V e r           y , , , L a r e D a t a B a s e s T o r o n t o C a n a d a 2 0 0 4     g [ ]S , 1 8 a n d u P o a I Z e i t o u n i K.M o d e l i n a n d Q u e r i n         - p g y g   [ M o b i l e L o c a t i o n S e n s o r D a t a C] .T h e 4 t h I n t e r n a           - t i o n a l C o n f e r e n c e o n A d v a n c e d G e o r a h i c I n f o r m a           - g p ,A , , , t i o n S s t e m s l i c a t i o n s a n d S e r v i c e s V a l e n c i a     y p p , S a i n 2 0 1 2 p [ ]C 1 9 a t t u t o C, V a n d e n B r o e c k  W, B a r r a t A. D n a m i c s         y P e r s o n t o I n t e r a c t i o n s f r o m  D i s t r i b u t e d e r s o n o f   - -     p R F I D S e n s o r N e t w o r k s[ J] .P L o S  ONE , 2 0 1 0,5     ( ) : 7 e 1 1 5 9 6 [ ] ,B ’ ? 2 0 I s e l l a L, S t e h l éJ a r r a t A.Wh a t s i n a C r o w d           ] A n a l s i s o f F a c e t o a c e B e h a v i o r a l N e t w o r k s[ J .     - -F     y : J o u r n a l o T h e o r e t i c a l B i o l o 2 0 1 1,2 7 1( 1)     f  g y, 1 6 6 1 8 0 - [ ]A 2 1 t z m u e l l e r M,D o e r f e l S,H o t h o A.F a c e t o a c e       - -F : C , C o n t a c t s u r i n o n f e r e n c e o mm u n i t i e s  D  C g  a , [ R o l e s a n d K e P l a e r s C] .T h e 2 n d I n t e r n a t i o n a l       y y   W o r k s h o o n M i n i n U b i u i t o u s a n d S o c i a l E n v i         - p g q     ,A , , r o n m e n t s t h e n s G r e e c e 2 0 1 1 [ ]Z 2 2 h u a n H,C h i n A, Wu S. I n f e r r i n G e o r a h i c     g g g p     [ ] i n E h e m e r a l S o c i a l N e t w o r k s J . M a- C o i n c i d e n c e         p

[ ]T ,L 2 4 a n J o u T,K l e i n b e r J . I n f e r r i n S o c i a l T i e s     g g g       [ A c r o s s H e t e r o e n o u s N e t w o r k s C] .T h e 5 t h A CM         g C o n f e r e n c e o n  W e b S e a r c h a n d D a t a I n t e r n a t i o n a l           , ,W M i n i n S e a t t l e a s h i n t o n, 2 0 1 2 g g [ ]Z ,T 2 5 h u a n H, T a n J a n W.A c t i v e l L e a r n i n t o g g g  y g         [ ] S o c i a l T i e s J . D a t a  M i n i n a n d  K n o w l e d e I n f e r     g g   ( ) : D i s c o v e r 2 0 1 2, 2 5 2 1 2 8 - y, [ , 2 6] W a n D,P e d r e s c h i D, S o n C.H u m a n M o b i l i t     g g y     ,a S o c i a l T i e s n d L i n k P r e d i c t i o n[ C] .T h e 1 7 t h         A CM  S I G K D D I n t e r n a t i o n a l C o n f e r e n c e o n K n o w l         - ,S ,C e d e D i s c o v e r a n d D a t a M i n i n a n D i e o A,         g y g g   U S A, 2 0 1 1 [ 2 7] S a d i l e k A, K a u t z H,B i h a m J P.F i n d i n Y o u r         g g   [ F r i e n d s a n d F o l l o w i n T h e m t o W h e r e Y o u A r e C] .             g   5 t h A CM I n t e r n a t i o n a l C o n f e r e n c e o n  W e b S e a r c h T h e             , ,U a n d D a t a M i n i n N e w  Y o r k S A, 2 0 1 2     g [ ]C ,T , 2 8 r a n s h a w J o c h E,H o n J e t a l .B r i d i n t h e       g g g     B e t w e e n P h s i c a l L o c a t i o n a n d O n l i n e S o c i a l G a           y p   [ N e t w o r k s C] . T h e 1 2 t h A CM I n t e r n a t i o n a l C o n f e r         - ,S ,W e n c e o n U b i u i t o u s C o m u t i n e a t t l e a s h i n       - q p g g , t o n 2 0 1 0 [ ]L , 2 9 e e R,W a k a m i a S S u m i a K. D i s c o v e r o f U n u s u a l         y y y   S o c i a l A c t i v i t i e s U s i n G e o t a e d M i c r o b l o s R e i o n a l       -   g g g g g   [ ] , ( ) : J . W o r l d  W i d e  W e b, 2 0 1 1 1 4 4 3 2 1 3 4 9 - [ 3 0] C h o E, M e r s S A,L e s k o v e c J .F r i e n d s h i a n d         y p   :U s e r M o v e m e n t i n L o c a t i o n b a s e d S o c i a l M o b i l i t       -   y N e t w o r k s[ C] .T h e 1 7 t h A CM  S I G K D D I n t e r n a       - t i o n a l C o n f e r e n c e o n K n o w l e d e D i s c o v e r a n d D a t a           g y   , , M i n i n S a n D i e o C A,U S A, 2 0 1 1   g g [ ]E 3 1 a l e N, P e n t l a n d A, L a z e r D.M o b i l e P h o n e D a t a           g f o r I n f e r r i n S o c i a l N e t w o r k S t r u c t u r e[ M] .U S:       g   , S r i n e r 2 0 0 8: 7 9 8 8 - p g [ ]E 3 2 a l e N, P e n t l a n d A S, L a z e r D. I n f e r r i n F r i e n d         - g g   s h i N e t w o r k S t r u c t u r e b U s i n M o b i l e P h o n e D a         - p y g       [ ] t a J .T h e  N a t i o n a l A c a d e m o S c i e n c e s, 2 0 0 9,   y f    ( ) : 1 0 6 3 6 1 5 2 7 4 1 5 2 7 8   -   [ ]S 3 3 c e l l a t o S,M a s c o l o C,M u s o l e s i M. D i s t a n c e M a t         - : t e r s G e o s o c i a l M e t r i c s f o r O n l i n e S o c i a l N e t w o r k s -           [ C] .T h e 3 r d C o n f e r e n c e o n O n l i n e S o c i a l N e t             - , w o r k s C A,U S A, 2 0 1 0 [ 3 4]S c e l l a t o S,N o u l a s A,L a m b i o t t e R.S o c i o s a t i a l       - p P r o e r t i e s o f O n l i n e L o c a t i o n b a s e d S o c i a l N e t       -     - p [ ] w o r k s J . I CWSM , 2 0 1 1, 1 1: 3 2 9 3 3 6 - [ ]L 3 5 i N, C h e n G.A n a l s i s o f a L o c a t i o n b a s e d S o c i a l           -   y [ C] . I n t e r n a t i o n a l C o n f e r e n c e o n C o m u t a N e t w o r k       - p ,W t i o n a l S c i e n c e a n d E n i n e e r i n a s h i n t o n D C,           g g g U S A, 2 0 0 9 [ ]N ,M 3 6 o u l a s A, S c e l l a t o S a s c o l o C. A n E m i r i c a l S t u d           p y o f G e o r a h i c U s e r A c t i v i t P a t t e r n s i n F o u r s u a r e           g p y q   [ C] .T h e 5 t h I n t e r n a t i o n a l A A A I C o n f e r e n c e o n           , , , W e b l o s a n d S o c i a l M e d i a B a r c e l o n a S a i n 2 0 1 1       g p

c h i n e L e a r n i n a n d  K n o w l e d e  D i s c o v e r i n  D a t a-   g g y     b a s e s, 2 0 1 2, 7 5 2 4: 6 1 3 6 2 8   -
[ ]T 2 3 a n W, Z h u a n H, T a n J . L e a r n i n t o I n f e r S o     - g  g g g       [ ] c i a l T i e s i n L a r e N e t w o r k s J .M a c h i n e L e a r n i n           g g

a n d  K n o w l e d e  D i s c o v e r i n  D a t a b a s e s, 2 0 1 1, g y  
6 9 1 3: 3 8 1 3 9 7   -

7 1 8

武汉大学学报·信息科学版

2 0 1 4年6月

[ ]C , 3 7 r a n d a l l D J B a c k s t r o m L, C o s l e D. I n f e r r i n S o       - y g     c i a l T i e s f r o m  G e o r a h i c C o i n c i d e n c e s[ J] .T h e       g p : N a t i o n a l A c a d e m o S c i e n c e s, 2 0 1 0,1 0 7( 5 2)   y f    2 2 4 3 6 2 2 4 4 1   -   [ ]P 3 8 h a m  H,H u L, S h a h a b i C. G E O S O—A  G e o s o c i a l     - :F M o d e l r o m  R e a l o r l d C o o c c u r r e n c e s t o S o c i a l -w   -    

[ ] C o n n e c t i o n s J . D a t a b a s e s i n  N e t w o r k e d I n o r m a-     f

t i o n S s t e m s, 2 0 1 1, 7 1 0 8: 2 0 3 2 2 2     - y
[ ]Z 3 9 h e n Y, Z h a n L, X i e X. R e c o mm e n d i n F r i e n d s a n d     g g g       ] B a s e d o n I n d i v i d u a l L o c a t i o n H i s t o r J . L o c a t i o n s           y[ , ( ) : A CM   T r a n s a c t i o n o n t h e  W e b, 2 0 1 1 5 1 6 0 6 7     -

A n I n t e r a t e d D a t a M o d e l f o r S a t i a l T e m o r a l T r a e c t o r i e s a n d t h e           -       g p p j R e l a t i o n s h i s o f M o v i n O b e c t s S o c i a l       p g j  
1 1 1 ZHANG   H e n c a i U  F e n J i e  L g g  CHEN 

1 S t a t e K e L a b o r a t o r o f R e s o u r c e s a n d E n v i r o n m e n t a l I n f o r m a t i o n S s t e m, I n s t i t u t e o f G e o r a h i c S c i e n c e s                   y y y g p     , , a n d N a t u r a l R e s o u r c e s R e s e a r c h C h i n e s e A c a d e m o f S c i e n c e s B e i i n 1 0 0 1 0 1, C h i n a           y j g    

: , , A b s t r a c t I n t h e i n f o r m a t i o n a e w i t h t h e d e v e l o m e n t o f t h e S o L o M o( s o c i a l l o c a l a n e o r a h i c                     p g g p g p ) , m o b i l e m o d e s i n t h e m o b i l e i n t e r n e t i n d u s t r h o w t o e f f e c t i v e l m a n a e m a s s i v e l o c a t i o n b a s e d a n d                 - y y g    , d a t a s o c i a l n e t w o r k a n d d a t a h a s b e c o m e a m a o r c h a l l e n e i n t h e m o v i n o b e c t d a t a b a s e s e o s a t i a l                           j g g j g p   , f i e l d o f r e s e a r c h. I n t h i s a s a t i a l t e m o r a l i n t e r a t e d d a t a m o d e l f o r m o v i n o b e c t t r a e c t o r i e s a e r           -             p p g g j j p p   , , a n d s o c i a l r e l a t i o n s h i s c a l l e d t h e G e o S o c i a l o v i n G S M )m o d e l i s t o m a n a e b o t h r o o s e d         - -M         p g( g p p , m o v i n e o r a h i c a l o b e c t l o c a t i o n s t r a e c t o r i e s a n d s o c i a l r e l a t i o n s h i s i n a n i n t e r a t e d f r a m e w o r k.                   g g g p j j p g   , , d e f i n e a s e r i e s o f c o mm o n o e r a t i o n s i n c l u d i n i n t e r c e t i o n e x t e n s i o n a n d m u l t i d i r o e c t i o n W e                   - - p g p p j   , r o e c t i o n. T h e n r a h m e n s i o n a l t h e G S M  m o d e l i s i m l e m e n t e d b a s e d o n a d a t a b a s e s s t e m.W e                     p j g p p y c o n d u c t e d d e t a i l e d e x e r i m e n t s w i t h t w o f r e e l o c a t i o n b a s e d s o c i a l n e t w o r k d a t a s e t s f r o m B r i h t k i t e             -           p g G o w a l l a t o v e r i f i e d t h e e f f e c t i v e n e s s o f t h e G S M  m o d e l .R e s u l t s s h o w t h a t t h e G S M r o o s e d a n d                           p p m o d e l c a n a v o i d i n e f f i c i e n c c a u s e d b r e l a t i o n a l d a t a b a s e t a b l e w i t h t h e e f f i c i e n c a n d s t a u e r o i n s                       - y y y q y j         b i l i t t o s u o r t f o r l o c a t i o n b a s e d s o c i a l n e t w o r k a l i c a t i o n s . r o v i d e         -       y p p p p p   : ; ; ; K e w o r d s m o v i n o b e c t s d a t a m o d e lt r a e c t o r o c i a l n e t w o r k     g j j y s y    

: , : F i r s t a u t h o r Z HANG  H e n c a i P h D.H e f o c u s o n m o v i n o b e c t s d a t a b a s e a n d s a t i a l t e m o r a l d a t a m i n i n . E a i l z h a n h c l r e i s . a c . c n               -     -m @ g g j p p g g   : , , : C o r r e s o n d i n a u t h o r L U F e n P h D, r e s e a r c h e r P h D s u e r v i s o r . E-m a i l l u f l r e i s . a c . c n     @ g p p g   : ( , F o u n d a t i o n s u o r t T h e N a t i o n a l H i h T e c h n o l o R e s e a r c h a n d D e v e l o m e n t P r o r a m o f C h i n a 8 6 3P r o r a m) N o s . 2 0 1 2 AA 1 2 A 2 1 1,                   g g y p g g p p   , 2 0 1 3 AA 1 2 0 3 0 5; t h e N a t i o n a l N a t u r a l S c i e n c e F o u n d a t i o n o f C h i n a N o s . 4 1 2 7 1 4 0 8, 4 1 1 0 1 1 4 9.            

檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪 ( 上接第 7 1 0 页) , , e o r a h i c n e i t a n d t h e s a t i a l i n t e r a c t i o n s a m o n c i t i e s a h b r i d b a c k b o n e e x t r a c t i o n a r o a c h i s                     y p g y g g p p p   r o o s e d w h i c h i s d r a w n f r o m t h e r a v i t m o d e l a n d i n f o r m a t i o n e n t r o t h e o r i e s .T h i s r e s e a r c h c a n                       p p g y p y     , , i n c r e a s e u n d e r s t a n d i n o f t h e s t r u c t u r e o f u r b a n s s t e m s r a d i a n t a b i l i t a t t r a c t i v e n e s s a n d o e n n e s s                   g y y p   o f c i t i e s i n t h e v i r t u a l w e b s o c i e t .             y : ; ; ; K e w o r d s s o c i a l n e t w o r k; s a t i a l s t r u c t u r e e o r a h i c b a c k b o n e S h a n n o n e n t r o r a v i t m o d e l         g g p g y p p y y    

: , , , , F i r s t a u t h o r CHANG X i a o m e n P h D c a n d i d a t e s e c i a l i z e s i n e o r a h i c s o c i a l n e t w o r k s a t i o t e m o r a l d a t a v i s u a l a n a l s i s a n d I T S.               -         g p g g p p p y : m a i l . c o m a i l c h a n x i a o m e n E-m @g g g : , : C o r r e s o n d i n a u t h o r L I Q i n u a n P h D, r o f e s s o r . E-m a i l l i z u. e d u. c n   @s g q p q q p g   : ,N F o u n d a t i o n s u o r t T h e N a t i o n a l N a t u r a l S c i e n c e F o u n d a t i o n o f C h i n a o . 4 1 3 7 1 3 7 7; S h e n z h e n S c i e n t i f i c R e s e a r c h a n d D e v e l o m e n t                       p p p F u n d i n P r o r a m,N o . Z D S Y 2 0 1 2 1 0 1 9 1 1 1 1 4 6 4 9 9; S h e n z h e n D e d i c a t e d F u n d i n o f S t r a t e i c E m e r i n I n d u s t r D e v e l o m e n t P r o r a m,           g g g g g g y p g         N o . J C Y J 2 0 1 2 1 0 1 9 1 1 1 1 2 8 7 6 5; C C F e n c e n t A R G 2 0 1 3 0 1 1 5. -T



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