面向Web大规模移动对象轨迹数据管理与聚集技术研究

发布时间：2017-10-27 22:14

  本文关键词：面向Web大规模移动对象轨迹数据管理与聚集技术研究

  更多相关文章： 移动对象 全轨迹 预处理 停留点检测 分布式数据库 时空立方体 数据聚合 动态地图

【摘要】：大数据时代位置服务深化发展,社会公众对空间信息知识化服务的需求越来越大。来自于导航定位系统的海量移动对象数据,来自于地理社交网络的海量位置签到数据等时空数据正在被用来辅助或指导人们决策。与此同时,新型硬件架构的复杂地理信息系统(GIS,Geographic Information System)在海量数据管理、快速分析计算和实时可视化等方面表现出了强劲的生命力。在传统GIS无法应对海量移动对象数据的当下,开发与扩展高性能GIS面向移动对象的管理能力,研究面向Web移动对象轨迹数据管理与聚集技术变得愈发重要。论文结合高性能GIS硬件架构与相关技术,从移动对象轨迹数据预处理、存储以及动态地图可视化三个方面展开研究。1、移动对象原始轨迹记录中常见的异常数据可分为冗余数据、飘散数据、偏移数据、缺失数据等几类,在清理时会与正常数据发生判别混淆。设计了一套预处理流程来进行系统性清理,在判别移动对象行驶状态的基础上,针对不同异常数据采取不同处理技术,实验证实达到处理效果。2、针对传统图层管理不适用于面向web的移动对象大数据关联分析的问题,设计移动对象全轨迹模型,并在此基础上设计存储模型。针对集中式存储无法满足查询与更新性能的问题,采用分布式数据库进行存储。实验验证了存储模型的合理性,并验证了分布式数据库在移动对象查询与更新性能上的提升。3、分析现有移动对象可视化技术中的性能瓶颈,改善海量移动对象轨迹动态地图的绘制性能,设计了一种时空立方体模型,提出一种面向瓦片的时空立方体数据聚合算法。实验证实算法使客户端绘制数据量压缩了75%以上,得出在同一瓦片层级,移动对象数据量越大,压缩率效果越好的结论。4、设计并实现了面向新型硬件架构的复杂地理信息平台HiGIS的移动对象管理原型系统,将本文提出的方法应用于系统,并通过演示验证了其可用性与正确性。
【关键词】：移动对象 全轨迹 预处理 停留点检测 分布式数据库 时空立方体 数据聚合 动态地图
【学位授予单位】：国防科学技术大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：P208
【目录】：

• 摘要10-11
• ABSTRACT11-12
• 第一章 绪论12-20
• 1.1 本文的选题背景和研究意义12-13
• 1.2 国内外研究现状13-18
• 1.2.1 面向Web的高性能GIS13-15
• 1.2.2 移动对象轨迹数据处理技术15-17
• 1.2.3 已有研究存在的问题17-18
• 1.3 本文的研究内容和组织结构18-20
• 1.3.1 本文的研究内容18
• 1.3.2 本文的组织结构18-20
• 第二章 移动对象轨迹数据预处理20-30
• 2.1 移动对象异常数据分析20-21
• 2.2 轨迹数据预处理流程21-22
• 2.3 基于状态聚集的分段点检测22-24
• 2.3.1 飘散点检测22-23
• 2.3.2 停留点检测23-24
• 2.4 基于高斯滤波的行驶段平滑24-25
• 2.5 实验分析25-29
• 2.5.1 实验数据25
• 2.5.2 实验步骤25-26
• 2.5.3 实验结果及分析26-29
• 2.6 本章小结29-30
• 第三章 面向web的大规模移动对象轨迹数据存储与管理30-40
• 3.1 移动对象的全轨迹建模30-34
• 3.1.1 时空数据模型30-32
• 3.1.2 存储组织模型32-34
• 3.2 分布式数据库存储34-37
• 3.2.1 分布式数据库基本架构34-35
• 3.2.2 数据存储策略35-37
• 3.3 实验与分析37-39
• 3.3.1 实验环境37
• 3.3.2 实验方法37-38
• 3.3.3 实验结果与分析38-39
• 3.4 本章小结39-40
• 第四章 基于时空立方体聚合的移动对象动态地图40-51
• 4.1 问题描述与相关工作40-42
• 4.2 时空立方体模型42-44
• 4.2.1 时空立方体模型定义42-43
• 4.2.2 移动对象的时空立方体表示43-44
• 4.3 基于时空立方体模型聚合算法44-47
• 4.3.1 瓦片地图金字塔模型44-45
• 4.3.2 面向瓦片的时空立方体聚合45-47
• 4.4 算法实验47-50
• 4.4.1 实验环境47
• 4.4.2 实验方法与结果分析47-50
• 4.5 本章小结50-51
• 第五章 系统架构与系统演示51-59
• 5.1 HiGIS平台的总体结构51-53
• 5.1.1 HiGIS平台的硬件架构51-53
• 5.1.2 HiGIS平台的软件架构53
• 5.2 移动对象检索服务原型系统架构53-55
• 5.2.1 存储管理模块54
• 5.2.2 时空检索与ST-Cube生成模块54
• 5.2.3 基于服务的交互可视化模块54-55
• 5.3 系统演示55-58
• 5.3.1 系统演示环境55
• 5.3.2 演示流程55-58
• 5.4 本章小结58-59
• 第六章 总结与展望59-62
• 6.1 本文主要研究成果59-60
• 6.2 研究中存在的不足60
• 6.3 下一步工作展望60-62
• 致谢62-63
• 参考文献63-66
• 作者在学期间取得的学术成果66-67
• 作者在学期间参加的与本课题相关的科研项目67

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 乔少杰;;动态环境感知的移动对象不确定性轨迹预测关键技术研究[J];学术动态;2012年04期

2 张恒才;陆锋;陈洁;;移动对象时空轨迹及社交关系一体化数据模型[J];武汉大学学报(信息科学版);2014年06期

3 陈碧宇;陈晓玲;陈慧萍;王长海;;网络中移动对象的2维时空数据模型[J];测绘学报;2007年03期

4 张延玲;李琪;姜保庆;;移动对象轨迹索引技术研究[J];地理空间信息;2009年01期

5 许林;李清泉;杨必胜;;一种基于道路网的移动对象的位置索引与邻近查询方法[J];测绘学报;2010年03期

6 潘海珠;;空间网络移动对象范围监视查询算法研究[J];科技通报;2012年05期

7 费蓉;胡博;;一种时变的随机马氏移动对象行为仿真模型[J];系统仿真学报;2012年09期

8 苗蕾;;移动对象时空数据建模的研究[J];测绘通报;2008年07期

9 陈浩然;龚育昌;岳丽华;金培权;;面向移动对象范围的混合索引结构[J];中国科学技术大学学报;2010年02期

10 费蓉;崔杜武;;马尔可夫随机过程中移动对象的空间特征分析及近似逼近研究[J];物理学报;2009年08期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 翁敬农;;移动对象及其时空模型的研究[A];中国地理信息系统协会第九届年会论文集[C];2005年

2 张伟;皮德常;;挖掘移动对象的频繁运动模式[A];2009年中国智能自动化会议论文集（第三分册）[C];2009年

3 曹会萍;丁治明;王珊;孟小峰;;移动对象管理的自适应索引方法[A];第十八届全国数据库学术会议论文集（研究报告篇）[C];2001年

4 胡志智;孟小峰;郭研妍;李本钊;陈继东;;基于模拟预测的移动对象位置主动更新策略[A];第二十一届中国数据库学术会议论文集（研究报告篇）[C];2004年

5 陈滨;丁治明;纪鹏程;;基于动态交通网络的移动对象的索引[A];第二十三届中国数据库学术会议论文集（技术报告篇）[C];2006年

6 王波涛;陈贺;马俊;喜连川优;王国仁;;基于区域覆盖的移动对象索引的设计与实现[A];第26届中国数据库学术会议论文集（A辑）[C];2009年

7 涂丹丹;向琳;左德承;杨孝宗;;移动对象数据库管理技术[A];黑龙江省计算机学会2007年学术交流年会论文集[C];2007年

8 白芸;孟小峰;丁锐;杨楠;胡志智;;基于移动对象流的道路索引[A];第二十届全国数据库学术会议论文集（研究报告篇）[C];2003年

9 刘小峰;陈传波;刘云生;;移动对象全局K最接近邻居查询研究[A];2007年全国开放式分布与并行计算机学术会议论文集(上册)[C];2007年

10 赵亮;陈荦;景宁;钟志农;;一种高效的移动对象连续多范围查询处理框架[A];第26届中国数据库学术会议论文集（B辑）[C];2009年

中国重要报纸全文数据库 前4条

1 中国人民大学信息学院 孟小峰 丁治明;让数据跟随你移动[N];计算机世界;2001年

2 中国人民大学信息学院 郝兴;移动数据管理待补课[N];中国计算机报;2008年

3 ;Word中的“微调”技术[N];中国计算机报;2005年

4 四川 余文勇;课件特殊效果巧实现[N];中国电脑教育报;2001年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 吴佩莉;移动对象轨迹数据管理关键技术研究[D];北京理工大学;2015年

2 杨彬;室内移动对象的数据管理[D];复旦大学;2010年

3 叶李;移动对象数据库查询及处理技术研究[D];电子科技大学;2011年

4 张恒飞;空间数据库中移动对象位置管理技术研究[D];华中科技大学;2012年

5 方颖;移动对象数据库中移动对象索引方法研究[D];武汉大学;2010年

6 廖巍;面向位置服务的移动对象索引与查询处理技术研究[D];国防科学技术大学;2007年

7 陈楠;时空数据库中移动对象的索引和查询技术研究[D];浙江大学;2010年

8 赵亮;面向位置服务的移动对象并发查询处理技术[D];国防科学技术大学;2010年

9 张凤荔;移动对象数据智能处理模型研究[D];电子科技大学;2007年

10 袁冠;移动对象轨迹数据挖掘方法研究[D];中国矿业大学;2012年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 黄川林;室内移动对象轨迹分析研究[D];中国科学技术大学;2014年

2 王梦冉;蜂窝网中基于频繁轨迹的越区切换算法研究[D];西南交通大学;2015年

3 金琨;不确定环境下移动对象轨迹模式挖掘及路径规划研究[D];西南交通大学;2015年

4 王丽;室内移动对象空间查询技术研究[D];南京航空航天大学;2015年

5 施常月;道路网skyline查询处理技术研究[D];南京航空航天大学;2015年

6 贲婷婷;室内移动对象索引技术研究[D];南京航空航天大学;2015年

7 翟婷;基于路网感知的时空轨迹聚类算法研究[D];中北大学;2016年

8 杨化伟;移动对象数据库技术在矿下人员精确定位中的应用研究[D];东北大学;2014年

9 乔伟;面向路网的移动对象间的连续状态查询算法的研究与实现[D];东北大学;2014年

10 王晓腾;移动对象不确定性轨迹预测模型研究[D];西南交通大学;2016年

，

本文编号：1105421