文档介绍：国防科学技术大学
硕士学位论文
面向将来查询的分布式移动对象索引技术研究
姓名:叶伯松
申请学位级别:硕士
专业:管理科学与工程
指导教师:汤大权
2010-11
摘要
随着数据库技术、网络技术、无线通信技术以及联机分析处理技术的迅猛发
展,移动对象数据库技术在战场医疗、实时指挥控制、数字化战场、战场态势预
测等诸多领域展现出了广阔的应用前景。移动对象数据库(Moving Objects
Database,MOD)索引技术是移动对象数据库的关键技术,得到了国内外研究者的
广泛关注。
目前对移动对象数据库索引的研究主要考虑在集中式环境下,而现实应用中
海量的移动对象管理要求移动对象数据库由集中式处理模式向分布式处理模式发
展。对等(Peer-to-Peer,P2P)网络是近年来最重要的分布式处理技术之一,能提供丰
富的资源和强大的处理服务能力。由于其良好的可扩展性和健壮性,使得它可能
成为解决大规模分布式移动数据管理的一种有效途径。本文提出了一种分布式环
境下面向将来预测查询的移动对象索引:PeerFOX(Peer Future prediction moving
Object indeX)。论文的主要研究内容及创新点包括以下几个方面:
1. 通过对移动对象索引技术和 P2P 数据管理的研究现状及发展趋势进行分析
后,发现 P2P 环境下的移动对象数据库索引技术是有效解决分布式环境下海量移
动对象数据组织和管理的必然趋势。接下来分别按索引拓扑结构、支持查询的时
态以及移动对象数据表示的类型对目前移动对象索引技术进行分类综述。
2. 在MOST(Moving Objects Spatio-Temporal)模型的基础上进行假设和简化,
提出了一种分布式环境下的移动对象数据模型:MOST*模型,作为本文所研究分
布式环境下的移动对象的数据表示。结合本文的实际应用需求,选择基于空间划
分方法作为服务器对移动对象的分布式管理方法。采用了填充性能良好的Hilbert
曲线对子空间进行排序从而实现降维。
3. 提出了一种 P2P 环境下面向将来查询的双层索引结构 PeerFOX:上层为服
务器节点间网络的拓扑组织结构及其数据结构,下层为服务器节点内部的索引结
构。接下来介绍了 PeerFOX 索引结构的路由规则、查询算法及其建立和维护算法,
然后介绍了系统的负载均衡策略。
4. 通过实现 GSTD 时空数据生成器生成了不同类型的移动对象数据集,针对
这些数据集设计了仿真实验。
5. 研究了 P2P 环境下的移动对象数据库技术的应用。通过对战场环境的抽象
和模型的建立,讨论了战场环境下的分布式时空查询处理。
主题词:移动对象索引;P2P;时空查询;分布式索引;移动对象数据库
第 i 页
ABSTRACT
With the rapid development of database, network, munication and
online analytic processing techniques, moving objects database techniques have been
prospected to have wide applications on medication in battlefield, real-mand
and control, digital battlefield, battlefield state-prediction, and so forth. Moving objects
database indexing is a key technique to moving objects database, which has gained
extensive attentions of researchers both home and abroad.
Existing moving objects database indices mainly consider the centralized
environment, while, the management, in real applications, of huge volumn of moving
objects requires extending the centralized environment to distributed environement.
Peer-to-work is one the most important distributed proces