面向对象的全时域移动对象数据模型.docx

面向对象的全时域移动对象数据模型0引言移动对象数据库[1]（MovingObjectsDatabaseMOD）是指对移动对象的位置及其他相关信息进行表示与管理的数据库。近年来人们对移动对象数据库的研究主要集中在：移动对象位置的表示与建模、移动对象索引和查询处理技术、移动对象不确定性处理、移动对象数据的隐私保护等方面[2]。其中数据库模型的建立是移动对象数据库的基础一直以来国内外许多学者对其做了大量的研究起初主要研究时空数据模型Hgerstrand[3]提出了时空立方体模型。Langran等[4]提出了一种最简单的时空数据模型时间片快照模型但该模型不适合描述随着时间的空间变化。Worboys等[5]提出了面向对象的时空数据模型其后又有许多学者对面向对象的时空数据模型进行了深入的研究[6-9]。Tryfona等[10-11]提出了时空实体关系模型（SpatioTemporalEntityRelationSTER）用一种扩展的实体关系模型来表示真实世界的现象。随后又有许多学者开始研究适合移动对象位置管理的时空数据库模型Wolfson等[12-13]提出了移动对象时空（MovingObjectSpatioTemporalMOST）模型该模型用一种动态属性值来表示空间随时间的变化。但是MOST模型不能描述移动对象完整的时空轨迹只能支持移动对象当前状态和短时段未来状态查询。Jin等[14]基于对象关系型数据模型建立了一种的时空数据模型STORM其核心技术是通过ADT（AbstractDataType）来扩展类型系统和操作对象关系数据模型。薛存金等[15]等提出了面向过程的时空数据模型以连续渐变地理实体的表达、组织和存储为研究对象。丁治明[16-17]提出了基于动态交通网络的移动对象模型（DynamicTransportationNetworkbasedMovingObjectsDatabaseDTNMOD）并给出了DTNMOD中基于移动对象时空轨迹的网络实时动态交通流分析方法。通过比较可以发现面向对象模型和移动对象模型在时空对象建模领域体现出了较强的表现能力[18]不管是在空间查询、时态查询和时空查询方面都以一定的优势。本文针对时空对象连续动作建模、多维表达和复杂时空查询的不足结合面向对象模型和移动对象模型在面向对象模型中加入对动态属性的支持建立了一种基于面向对象的支持全时域数据存储和查询的移动对象数据库模型初步解决了移动对象连续存储、多时间表达和复杂时空行为的查询。并研究了一种新的基于移动位置信息的动态阈值位置更新策略用于减少数据的传输与存储。1模型设计与分析移动对象运动和变化除了时间断隔以外是连续的。传统的移动对象数据存储方式多采用对象关系型数据库存储方式以一定的时间间隔来连续存储移动对象的信息这样不但增加了数据的存储量而且在移动对象的多历史和未来时空查询以及复杂时空行为查询上表现得无能为力。本文引入了MOST模型的动态属性的方法并把所有的移动对象的运动轨迹分离为许多小片段如图1所示。其中：mpti表示第ti时刻移动对象的位置信息pti表示第ti时刻移动对象的坐标信息将每个小的片段抽象为一定时间段P内动态变化的对象可以用一个四元组（APFS）表示。A表示移动对象的基本信息如移动对象的编号、位置、速度、方向、精度等信息；P表示移动对象的时间；F表示移动对象的运动函数；S表示移动对象在时间段P内的状态。所有的运动轨迹片段组成连续的移动对象运动轨迹这样不但可以减少数据的存储量还能在进行查询的时候就可以查找在任意时刻移动对象的位置。