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基于道路网络的移动对象轨迹建模与索引研究的任务书
一、选题背景
随着移动设备的普及和物联网的发展，移动对象轨迹数据已经成为大数据时代的一个重要组成部分。移动对象轨迹数据以空间和时间为主要属性，是很多应用领域中重要的数据之一，如交通管理，城市规划，GPS导航，LBS等。通过对移动对象轨迹的分析和挖掘，可以获取关于移动对象行为、出行偏好、个人性格等信息，从而为人们提供更加便捷优质的出行服务及个性化的推荐服务。因此，建立一种有效地存储和维护移动对象轨迹数据的方法是非常必要的。道路网络作为城市交通中组成部分，其形态对交通管理及规划有着很大影响，同时移动对象的轨迹通常与道路网络有着密切联系。因此，基于道路网络的移动对象轨迹建模与索引研究已成为计算机科学和地理信息领域非常热门的研究方向。
二、研究内容
本文将主要关注基于道路网络的移动对象轨迹建模与索引研究，研究内容将围绕以下几个方面展开。
1.道路网络及属性的建模。
道路网络的建模是基于道路开展移动对象轨迹建模和索引研究的前提。本文将对城市中道路网络的不同层次进行分析，建立城市道路网络的高效存储结构和对其属性(如车速、通行时间等)的建模。
2.移动对象轨迹的建模。
移动对象轨迹的建模可以采用点和线两种形式进行建模。本文将分析和比较点和线两种建模方法的优缺点，并提出一种新的基于道路网络的移动对象轨迹建模方法。同时，要兼顾轨迹数据的精度和存储效率。
3.基于道路网络的移动对象轨迹索引算法。
在轨迹数据量较大的情况下，查询效率是关键问题。本文将探索和提出一系列基于道路网络的轨迹索引算法。比如采用树结构的索引方式来提高查询效率，或者采用k近邻算法进行相似性查询等。
三、研究意义
本文所研究的基于道路网络的移动对象轨迹建模与索引方法，将具有以下几个意义。
1.提高轨迹数据的查询效率。
基于道路网络的轨迹索引算法将能够大大提高大规模轨迹数据的查询效率，从而为一些基于轨迹数据的应用提供更加便捷优质的服务。
2.提高轨迹数据的存储效率。
基于道路网络的移动对象轨迹建模方法将能够有效地利用移动对象与道路网络的空间连接关系，从而降低存储数据的规模和存储成本。
3.丰富移动对象轨迹数据的应用领域。
基于道路网络的移动对象轨迹建模与索引方法将开拓一些新的应用领域，如城市交通管理、智能出行、城市规划等领域。
四、研究方法
1.文献调研法。
针对道路网络、移动对象轨迹及其索引等领域的研究文献和相关的技术报告进行综述和梳理，快速了解和把握当前领域的研究热点和趋势。借助其它作者的研究成果，构建自己的研究框架和思路。
2.算法设计与实现。
本课题将涉及到多种算法的设计和实现，如道路网络及其属性建模算法、基于道路网络的移动对象轨迹建模算法、基于道路网络的移动对象轨迹索引算法等。针对研究难点和重点，进行算法设计和实现，利用常见的数据结构和算法工具进行程序开发。
3.系统集成与演示。
针对实现的结果，进行系统集成调试和界面设计，并开展数据和算法的演示。根据不同的测试结果，优化提高所设计算法的性能和稳健性。
五、研究进度安排
1.前期准备(3周)：文献调研，确定课题研究框架、研究内容和研究方法。建立道路网络的初始数据集，并进行数据清洗和预处理。
2.模型建立与算法实现(12周)：完成城市道路网络的建模、点和线建模算法的设计和实现，基于道路网络的轨迹索引算法的设计和实现。
3.系统集成与测试(3周)：完成系统界面、数据集成和测试工作，对系统的性能和稳定性进行测试和评估，改进算法和系统优化。
4.论文撰写(4周)：整理过程和研究成果，完成论文的撰写。
六、预期结果
预期本研究结果的贡献如下：
1.提出一种基于道路网络的移动对象轨迹建模方法，对道路网络及其属性进行建模，同时实现对移动对象轨迹的精确建模和存储。
2.提出一种基于道路网络的移动对象轨迹索引算法，提高查询效率，实现移动对象轨迹数据的高效查询。
3.实现一个基于道路网络的移动对象轨迹管理系统，该系统能够实现对道路网络、移动对象轨迹及其属性的管理和查询功能。
4.对移动对象轨迹的应用领域进行深入探究和分析，拓展移动对象轨迹数据的应用领域。