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张炜,李建中,刘禹.一种基于概率模型的预测性时空区域查询处理.软件学报,2007,18(2):279-290
一种基于概率模型的预测性时空区域查询处理
A Probabilistic Model Based Predictive Spatio-Temporal Range Query Processing
投稿时间:2005-10-27  修订日期:2006-04-05
DOI:
中文关键词:  空间数据库  查询处理  索引方法  位置相关和敏感
英文关键词:spatial database  query processing  index method  location-dependent and sensitive
基金项目:Supported by the National Natural Science Foundation of China under Grant Nos.60473075, 60533110 (国家自然科学基金); the National Grand Fundamental Research 973 Program of China under Grant No.2006CB303000 (国家重点基础研究发展计划(973)); the Program of the Ministry of Educa
作者单位
张炜 哈尔滨工业大学,计算机科学与技术学院,黑龙江,哈尔滨,150001 
李建中 哈尔滨工业大学,计算机科学与技术学院,黑龙江,哈尔滨,150001
黑龙江大学,计算机科学与技术学院,黑龙江,哈尔滨,150080 
刘禹 哈尔滨工业大学,计算机科学与技术学院,黑龙江,哈尔滨,150001 
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中文摘要:
      提出了一种基于概率模型的预测性时空区域查询处理方法.该方法采用Filter-Refinement方式来处理查询.首先,从数据库中选择所有可能满足查询的候选移动对象;然后,根据概率模型中定义的方法来计算候选移动对象满足查询的概率;最后,根据查询中指定的最小概率阈值过滤候选移动对象并返回查询结果.该概率模型将移动对象未来可能出现的位置定义为一个随机变量,并给出了计算移动对象在两种不同的运动模式下满足查询的概率值的方法.还提出了一种通过对大量历史轨迹抽样来获得概率密度函数(probability density function,简称PDF)的轨迹分析算法,并设计了概率密度函数索引STP-Index(spatio-temporal PDF-index).该索引能够有效地提高轨迹分析算法和概率计算的效率.实验结果表明,该查询处理方法能够有效地支持预测性时空区域查询的处理,提高查询结果的正确性,特别适合于具有较小的空间区域和长时间范围的预测性时空区域查询.
英文摘要:
      A probabilistic approach is proposed, which adopts filter-refinement framework for query processing. First, all objects that possibly satisfy a query are retrieved as candidate results. Then, probabilities that the candidates will satisfy the query are evaluated based on a probability model proposed in the paper. Finally, a user defined minimum probability threshold is used to filter unqualified candidates to get a final predictive result. The future location of a moving object is defined as a random variable in the probability model. Two modes are proposed to describe object’s movement status in spatio-temporal query range, and the corresponding methods are presented to compute the probability that an object will satisfy the query in the proposed modes. A trajectory analyzing algorithm is proposed to estimate the probability density functions (PDF) from the historical trajectories. An index structure is designed to efficiently support the storing and accessing of the PDFs. The experimental result shows that the proposed solution can effectively process the predictive spatio-temporal range query and improve the correctness of the predictive results. It is suitable for processing the query with small spatial range and long-term future time interval.
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