基于VAR树的反向最近邻查询技术的研究

在空间数据库中,反向最近邻查询技术是最重要的查询技术之一,它是在最近邻查询技术的基础上提出的,如何有效地实现反向最近邻查询一直是人们研究的热点.以往都是基于类似R树索引结构的查询,在高维的情况下,使查询的速度急剧下降,形成"维数灾难".因此引用了一种新的索引结构--VAR树,并对VAR树进行了改进,引进了性能优越的SR树,并给出了基于这种索引结构的最近邻和反最近邻查询的算法.经实验验证基于VAR树的反向最近邻查询算法,在高维空间中的查询效率有了较大的提高.     

MapReduce框架下基于R-树的k-近邻连接算法

针对大规模空间数据的高性能k-近邻连接查询处理,研究了MapReduce框架下基于R-树索引的k-近邻连接查询处理。首先利用无依赖并行和串行同步计算的形式化定义抽象了MapReduce并行编程模型,基于此并行计算模型抽象,分别提出了 R-树索引快速构建算法和基于 R-树的并行 k-近邻连接算法。在索引构建过程中,提出一种采样算法以快速确立空间划分函数,使得索引构建符合无依赖并行和串行同步计算抽象,在MapReduce框架下非常容易进行表达。在k-近邻连接查询过程中,基于构建的分布式R-树索引,引入k-近邻扩展框限定查询范围并进行数据划分,然后利用 R-树索引进行 k-近邻连接查询,提高了查询效率。从理论上分析了所提出算法的通信和计算代价。实验与分析结果表明,该算法在真实数据集的查询上具有良好的效率和可扩展性能,可以很好地支持大规模空间数据的k-近邻连接查询处理,具有良好的实用价值。     

基于双索引的近似子图匹配

越来越多的大型复杂网络使得图结构的研究变得日益重要,其中近似子图查询备受关注。为了提高查询效率,利用顶点的邻接关系特征为每个顶点建立索引,减少了匹配顶点的数量;并基于结构和标签对大型数据图进行划分,缩小了匹配时的搜索空间。利用离线时建立的双索引,查询时首先利用顶点间的近邻关系判定公式过滤掉大量不满足匹配关系的候选顶点,然后在一定的划分空间中进行边的匹配。真实数据集中的实验表明,与单纯的划分方法或近邻关系索引相比较,双索引机制对于查询的效率和准确率方面均有明显改善。     

MOQ-QR:基于QR-树的连续K近邻查询算法研究*

综合分析了R-树和四叉树在处理移动对象的连续K近邻（简称CKNN）查询算法中的不足,提出了一种基于R树和四叉树索引结构,去解决移动对象连续K近邻查询算法。该算法通过对移动对象分配静态空间,并在研究区域内利用QR-树和hash表作为索引去存储移动对象以此计算查询点与移动对象之间的空间距离。实验证明,该算法与现有算法相比,不仅提高了数据的查询效率,而且降低了系统资源的消耗。     

RTC树的构建与不确定近邻关系查询方法

空间索引结构和查询技术在空间数据库中具有重要的作用,针对已有的方法在复杂空间数据对象的近似和组织方面的局限性,提出了一种基于最小外接矩形(MBR)、梯形和圆的新的索引结构(RTC树).为了有效处理复杂空间数据对象的最近邻(NN)关系查询问题,提出了基于RTC树的最近邻查询(NNRTC)算法,NNRTC算法利用剪枝规则可减少节点遍历和距离计算.针对障碍物对数据集中最近邻的影响问题,提出了障碍物环境下的基于RTC树的最近邻查询(BNNRTC)算法,BNNRTC算法先在理想空间进行查询,再对查询结果进行判断.为了有效处理动态单纯型连续近邻链查询问题,进一步给出了基于RTC树的动态单纯型连续近邻链查询(SCNNCRTC)算法.实验结果表明,相对基于R树的查询方法,所提的方法在处理数据量较大的复杂空间对象的数据集时可提高60%~80%的效率.     

道路网络环境下的近似反k最近邻查询算法

针对欧式空间中基于R树索引结构的反最近邻查询技术不适用于道路网环境,利用任意度量空间中的M树索引结构代替R树索引结构,进行道路网络中的反最近邻查询处理.然而,由于网络距离的计算代价高的问题,使得基于M树索引的反k最近邻查询效率很低.因此,采用道路网络嵌入技术,映射道路网络到高维向量空间,简单的L∞距离准确近似计算网络距离.在此基础上,提出道路网中近似反k最近邻查询的ARkNN算法,并对本文L∞距离近似网络距离的质量、k-中心聚类算法选取参考点的有效性和ARkNN算法的查询效率进行了实验验证.     

一种基于受限网络的移动对象索引结构

为了提高受限网络中移动对象索引效率和满足近邻查询需求,基于FNR-Tree索引结构和Geohash编码算法,提出一种能够满足近邻查询的移动对象索引结构RNR(restricted network R-Tree).通过添加哈希表、链表等辅助索引结构来提升索引结构操作效率,融合Geohash编码和相关算法来使得索引结构能高效满足近邻查询的需求.通过将指定区域按一定规则划分,可使得索引结构具备在不规则范围查询的能力.使用旧金山市地理数据和移动对象数据对索引结构性能进行了测试,结果表明RNR具有较高索引结构操作效率,并且能够高效地提供窗口查询和近邻查询的功能.     

HBase中基于时空特征的监测视频大数据关联查询研究

针对传统的时空索引构建、维护困难且实时查询效率低等问题,首先提出基于HBase的时空索引构造方法。该方法采用HBase作为监测视频大数据时空特征索引结构,通过Z填充曲线对空间特征进行降维存储,并利用时间、空间和属性特征之间的关联及依赖规则来安排rowkey索引键,可有效解决传统的时空索引构建、维护困难的缺陷。此外,针对传统的时空索引实时查询效率低的问题,进一步提出了基于Z曲线的时空关联查询算法,该算法对查询空间计算Z值范围和建立空间划分子集,利用划分后的时空特征进行列索引查询得到候选数据集并反查HBase索引表完成关联查询。实验结果表明,与传统的R树索引算法相比,提出的基于HBase的时空索引构造方法索引插入效率更高,提出的基于Z曲线的时空关联查询算法能够快速高效地处理时空关联查询。     

不确定性对象的反向最近邻查询

多数不确定性对象的反向近邻查询不能明确回答某个不确定性对象是否为查询对象的反向最近邻,针对该问题,提出概率反向最近邻查询的概念,设计不确定性对象的概率反向最近邻查询的索引结构,给出一种基于该结构的不确定性对象的反向最近邻查询算法。     

基于本地化差分隐私的空间数据近似k-近邻查询

针对现有本地编码机制与本地扰动机制在收集空间数据时不具有保距性的问题,提出了基于局部敏感Hash结构(locality-sensitive hashing, LSH)的近似k-近邻(k nearest neighbor,kNN)查询算法PELSH与PULSH.这2种算法利用具有多Hash函数的多Hash表对所有用户位置数据进行索引,结合多Hash表结构响应近似kNN查询.每个用户结合收集者所共享的多Hash表副本,将自身位置数据以汉明空间嵌入方式编码成0/1串.借助LSH结构对0/1串进行Hash压缩,并利用GRR机制与按位扰动机制对压缩后的0/1串进行本地处理.收集者利用每个用户的报告值重构多Hash表索引结构,遍历多Hash表响应空间近似kNN查询.为了有效地利用LSH索引结构的特点,PELSH和PULSH算法结合隐私预算分割与用户分组策略来重构多Hash表结构,基于这2种策略设计了4种本地扰动算法PELSHB,PELSHG,PULSHB和PULSHG.PELSH和PULSH算法与现有的近似kNN查询算法在真实的大规模空间数据集上的实验结果表明,所设计的近似空间kNN查询效果优于同...     

面向移动对象的高效组最近邻居查询方法

组最近邻居查询是移动对象数据库重要的查询类型之一。本文提出了一种基于网格索引结构的剪枝搜索策略,将空间区域划分为网格,通过对象点的网格单元标识减少组最近邻居查询所需要的节点访问代价。用步长迭代法得到查询对象集的质心,提出了一种移动对象组最近邻居查询MOGNN算法,采用更精确的裁剪搜索空间准则,减少了查询所需要访问的节点数目。实验结果与分析表明,基于网格索引的MOGNN查询算法具有良好的查询性能。     

基于平面线段的反向最近邻查询

反向最近邻查询是空间数据库空间查询的研究热点。目前反向最近邻查询的查询粒度都是基于一维的点．在一些空间物体不能抽象为点的情况下将其抽象为点进行反向最近邻查询,查询结果不能达到一定的精度。该文在分析基于平面线段的最近邻查询和R树结构的基础上提出了一种改进的R树－Rcd树,并给出了基于Rcd树的平面线段反向最近邻查询算法．该方法能实现平面线段的反向最近邻查询。     

基于平面线段的反向最近邻查询

反向最近邻查询是空间数据库空间查询的研究热点。目前反向最近邻查询的查询粒度都是基于一维的点,在一些空间物体不能抽象为点的情况下将其抽象为点进行反向最近邻查询,查询结果不能达到一定的精度。该文在分析基于平面线段的最近邻查询和R树结构的基础上提出了一种改进的R树—Rcd树,并给出了基于Rcd树的平面线段反向最近邻查询算法,该方法能实现平面线段的反向最近邻查询。     

基于Voronoi图及其对偶图的反最近邻查询

最近邻查询是地理信息系统领域经常遇到的问题,而反最近邻查询是在最近邻查询的基础上提出的一种新的查询类型。在分析利用Voronoi图进行最近邻查询的基础上,提出了基于Voronoi图及其对偶图Delaunay图的反最近邻查询,大大缩小了在海量空间数据库中进行反最近邻查询的查询范围。     

球面上的最近邻查询方法研究

球面上的最近邻查询在空间数据库最近邻查询领域具有重要的意义。为了处理球面上的最近邻查询问题,针对球面上数据对象点的特征和近邻查询的需要,给出了处理球面上最近邻查询的3种方法：利用球面voronoi图计算最近邻方法（VNS）;利用欧氏空间内的空间数据索引结构方法（SPINS）和降维方法（APNS）。进一步,在动态的密集数据集和动态的稀松数据集两种典型的组合情况下分别着重对3 种方法处理最近邻查询的性能进行了实验比较。理论分析和实验结果表明,给出的3种方法可较好地处理球面上具有不同性质特征的空间数据对象点的近邻查询问题。     

基于查询集空间分布的聚合最近邻查询算法

聚合最近邻查询涉及到多个查询对象,因此比传统最近邻查询更复杂,而且其查询集空间分布特征暗含了查询集聚合最近邻的区域分布信息。充分考虑查询集分布特征,给出了利用分布特征指导聚合最近邻搜索的方法,并以此提出了一种新的聚合最近邻查询算法——AM算法。AM算法能动态地捕捉并利用查询集空间分布特征,使得对数据点的搜索按正确的次序进行,避免对不必要数据点的搜索。最后通过实验验证了AM算法的高效性。     

路网上的单色和双色反k最远邻查询

传统的路网上的反最远邻查询是直接找出查询点的反最远邻,这种方法不但效率不高,而且需要大量内存资源进行预计算。为了更有效地解决基于路网的单色和双色反k最远邻查询问题,提高反k最远邻查询的效率,提出了从反最近邻的角度来分析反最远邻查询问题,把反最远邻查询转化为反最近邻问题。根据这一理论,提出了一种有效的基于路网的单色和双色的反k最远邻查询算法。通过实验与实验分析表明,该方法具有良好的实用价值。     

空间数据库平面线段近邻查询问题研究

空间数据库的近邻查询近几年受到人们越来越多的关注.近邻查询根据程度不同可分为点与点的近邻查询、点与线段、线段与线段的近邻查询.目前,前两者研究的较多,后者没有查到相关文献.提出平面线段与线段的近邻查询问题.有针对性地解决一些空间物体无法抽象为点的情况.平面线段的近邻查询在现实中有着广泛的应用价值.根据平面线段与线段是否相交分为两类;不相交的平面线段再根据位置关系分成9种情况.分别对上述各种情况进行讨论研究.给出了线段近邻查询的筛选规则、定理和查询算法,进行了实验分析和比较,新方法实现了平面线段与线段的近邻查询,具有较高的查询效率.     

基于抗体选择策略的克隆挖掘算法

针对如何有效地利用大量的原始数据分析现状来预测未来的问题,基于抗体选择策略提出一种克隆选择挖掘算法。通过评估抗体的支持度、可信度和亲和度,求得有效的关联规则。实验结果表明,该算法能较快地获得可理解的规则,并且具有较高的准确率。