論文移動(dòng)對(duì)象及其時(shí)空模型的研究

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1、移動(dòng)對(duì)象及其時(shí)空模型的研究翁敬農(nóng)北京航空航天大學(xué)軟件學(xué)院北京市100083Email:wengjingnong@hotmail.com摘要：移動(dòng)對(duì)象時(shí)空模型的建立是移動(dòng)對(duì)象管理和信息服務(wù)的基礎(chǔ)。本文從分析國(guó)內(nèi)外研究移動(dòng)對(duì)象相關(guān)研究成果的基礎(chǔ)上，從移動(dòng)對(duì)象的基本性質(zhì)出發(fā)，提出了一個(gè)移動(dòng)對(duì)象的概念模型，該模型主要包括點(diǎn)、軌跡、空間區(qū)劃、事件、立方體單元，分析了其特點(diǎn)以及相互關(guān)系，最后，討論了移動(dòng)對(duì)象的類(lèi)和實(shí)例關(guān)系，移動(dòng)對(duì)象數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)方法。關(guān)鍵詞：移動(dòng)對(duì)象軌跡時(shí)空立方體時(shí)空模型Abstract:TheestablishmentofMovingObjectsModelisthef

2、oundationofMovingObjectsManagementandMovingObjectsInformationService.BasedontheresearchinMovingObjectsanditsdevelopment,theconceptandpropertiesofmovingobjectdiscussedsystemically.Amovingobjectconceptualmodelcalledspace-timecubemodelispresented.?Themodelconsistsoffivemajorcomponents,i.e.,m

3、ovingpoints,movingtrajectory,spacegrid,movingevents,cubecell.?Themodel’sfeaturesandtherelationshipsbetweenmovingobjectsaredescribedindetail.Theclassandinstanceofmovingobjectandhowtostorethelocationinformationofmovingobjectincomputerarealsodiscussed.1.引言所謂“移動(dòng)對(duì)象”是指位置隨著時(shí)間連續(xù)變化的空間對(duì)象。移動(dòng)對(duì)象可以分為兩大

4、類(lèi)，移動(dòng)點(diǎn)對(duì)象和移動(dòng)區(qū)域?qū)ο?。移?dòng)點(diǎn)對(duì)象，如各種行駛的汽車(chē)，飛機(jī)，輪船，各種鳥(niǎo)類(lèi)，大熊貓，北極熊等；手機(jī)，掌上電腦，具有無(wú)線通訊功能的筆記本電腦，移動(dòng)區(qū)域?qū)ο?，如移?dòng)的云層、遷徙的種群，風(fēng)暴，沙漠和植被區(qū)域，流行疾病傳播的區(qū)域等等。隨著網(wǎng)絡(luò)，無(wú)線通訊、全球定位技術(shù)、地理信息技術(shù)等的快速發(fā)展和普及，移動(dòng)對(duì)象管理和服務(wù)的各類(lèi)應(yīng)用發(fā)展迅速，并廣泛應(yīng)用于交通運(yùn)輸、航空航天、軍事作戰(zhàn)、通訊服務(wù)、物流快遞、公安消防、環(huán)境保護(hù)、氣象監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域。考察下面的查詢：“查詢當(dāng)前賓館A附近2公里的左右空載的出租車(chē)”或“查詢3分鐘內(nèi)能到達(dá)賓館A的所有出租車(chē)”等等。類(lèi)似的需求多涉及移動(dòng)對(duì)象動(dòng)態(tài)位置數(shù)

5、據(jù)的采集、處理和信息服務(wù)等。一些有代表性的研究和系統(tǒng)開(kāi)發(fā)工作主要有：美國(guó)Illinois大學(xué)OuriWolfson[1]等教授開(kāi)發(fā)的DOMINO（DatabasefOrMovINgObjects）系統(tǒng)；德國(guó)PraktischeInformatikIVR.H.Guting[2]等教授研究的DatabaseforMovingObjects項(xiàng)目；希臘Aalborg大學(xué)ChristianS.Jensen[3，9，10]等教授領(lǐng)導(dǎo)的TheTimeCenter在移動(dòng)對(duì)象形式化表示、索引、查詢管理等方面的研究工作；法國(guó)Paris-SudOrsay大學(xué)PhillippeRigaux[4]

6、教授提出的WebArchitecture682forScalableMovingObjectsServers；中國(guó)人民大學(xué)孟曉峰教授在移動(dòng)對(duì)象數(shù)據(jù)庫(kù)（MOD,MovingObjectsDatabase）[5]方面的研究工作等等；本文從移動(dòng)對(duì)象的基本性質(zhì)出發(fā)，提出了一個(gè)移動(dòng)對(duì)象的時(shí)空模型，既時(shí)空立方體模型，論述了該模型的定義、組成、特點(diǎn)以及相互關(guān)系，分析移動(dòng)對(duì)象的類(lèi)與實(shí)例的關(guān)系，討論基于時(shí)空立方體模型的移動(dòng)對(duì)象數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)及其應(yīng)用。移動(dòng)區(qū)域?qū)ο笠纫苿?dòng)點(diǎn)對(duì)象更為復(fù)雜，但移動(dòng)點(diǎn)對(duì)象在現(xiàn)實(shí)生活中更具普遍性，本文主要討論移動(dòng)點(diǎn)對(duì)象。2.移動(dòng)對(duì)象的基本性質(zhì)移動(dòng)對(duì)象主要具有如下一些基本

7、特性：(1)多樣性和復(fù)雜性移動(dòng)對(duì)象是多種多樣的，如表1所示，是三種不同移動(dòng)場(chǎng)景的簡(jiǎn)單比較：表1三種移動(dòng)場(chǎng)景的比較場(chǎng)景/比較項(xiàng)數(shù)據(jù)采集的手段移動(dòng)速度空間維度空間限制地上（各類(lèi)車(chē)輛，移動(dòng)電話等）全球定位設(shè)備GPS,移動(dòng)通訊網(wǎng)絡(luò)單元,無(wú)線路由器等0—-數(shù)百公里/小時(shí)1.5維受道路網(wǎng)和路徑的限制海里（船只，魚(yú)類(lèi)等）全球定位設(shè)備GPS,0—-數(shù)百公里/小時(shí)2維基本不受限制空中（飛機(jī)，導(dǎo)彈，火箭，鳥(niǎo)類(lèi)等）專(zhuān)用無(wú)線通訊設(shè)備0—數(shù)千公里/小時(shí)3維基本不受限制另外，人們對(duì)移動(dòng)對(duì)象關(guān)心的程度和方面也不一樣，如行駛的車(chē)輛，我們更關(guān)心其在具體交通路網(wǎng)