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移動(dòng)對(duì)象時(shí)空軌跡及社交關(guān)系一體化數(shù)據(jù)模型

發(fā)布時(shí)間:2016-08-15 18:12

  本文關(guān)鍵詞:移動(dòng)對(duì)象時(shí)空軌跡及社交關(guān)系一體化數(shù)據(jù)模型,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。



第3 9卷 第6期 2 0 1 4年6月

武 漢 大 學(xué) 學(xué) 報(bào) · 信 息 科 學(xué) 版 G e o m a t i c s a n d I n f o r m a t i o n S c i e n c e o f Wu h a n U n i v e r s i t             y

V o l . 3 9N o . 6

J u n e 2 0 1 4  

: / . w h u i s 2 0 1 4 0 1 2 5 D O I 1 0. 1 3 2 0 3 j g

( ) 文章編號(hào) : 1 6 7 1 8 8 6 0 2 0 1 4 0 6 0 7 1 1 0 8 - - -

移動(dòng)對(duì)象時(shí)空軌跡及社交關(guān)系一體化數(shù)據(jù)模型
張恒才1  陸   鋒1  陳   潔1
北京 , 1  中國(guó)科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所資源與環(huán)境信息系統(tǒng)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 , 1 0 0 1 0 1

摘 要: 泛地理信息時(shí)代來(lái)臨及 S 如何高效管理移動(dòng)對(duì)象位置數(shù)據(jù) 、 社交關(guān)系數(shù)據(jù)及 o L o M o 互聯(lián)網(wǎng)模式盛行 , 地理空間數(shù)據(jù)成為 G I S 與移動(dòng)對(duì)象數(shù)據(jù)庫(kù)研究領(lǐng)域一項(xiàng)全新的 技 術(shù) 挑 戰(zhàn) 。 首 先 基 于 圖 模 型 提 出 了 移 動(dòng) 對(duì) 象 時(shí)空軌跡及社交關(guān)系的一體化數(shù)據(jù)模型 G 實(shí)現(xiàn)了移 動(dòng) 對(duì) 象 所 在 地 理 空 間 、 移 動(dòng) 對(duì) 象 位 置 與 軌 跡、 移動(dòng)對(duì) S M, 象之間社交關(guān)系的時(shí)空一體化表達(dá) , 并定義了該模型的四種基 礎(chǔ) 操 作 算 子 ; 然后基于圖數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng) N e o 4 J實(shí) 、 現(xiàn)了 G 最后利用真實(shí)的 B S M 模型 ; r i h t k i t e G o w a l l a位置社交網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)驗(yàn)證了 G S M 模型 的 有 效 性 。 所 提 出 g 的G 具有良好的執(zhí) S M 模型能夠有效避免關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)中表連接造成的移動(dòng)對(duì)象管理與 查 詢 效 率 低 下 的 問(wèn) 題 , 可為基于位置的社交網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用提供核心技術(shù)支持 。 行效率及穩(wěn)定性 , 關(guān)鍵詞 : 移動(dòng)對(duì)象 ; 數(shù)據(jù)模型 ; 軌跡 ; 社交網(wǎng)絡(luò) 中圖法分類號(hào) : P 2 0 8      文獻(xiàn)標(biāo)志碼 : A

( 融合 S 與 N S s o c i a l n e t w o r k s s t e m)    近年來(lái) ,     y ) 的S L B S( l o c a t i o n b a s e d s e r v i c e o L o M o地理信     息服務(wù)模式逐漸 引 起 了 人 們 的 關(guān) 注 , 也是新地理
1] 信息 時(shí) 代 [ 面 臨 的 挑 戰(zhàn) 。S o L o M o即社交( s o -

的基礎(chǔ) , 是有效管理 i n o b e c t s d a t a b a s e ,MO D)   g j   社交網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中用戶線下位置活動(dòng)信息的關(guān)
5] 。 目前 , 移動(dòng) 對(duì) 象 位 置 數(shù) 據(jù) 模 型 主 要 的 研 究 鍵[ [] 成果包括自由空間下的 MO 移動(dòng)對(duì)象 S T 模型 6 、 7] 、 離散 數(shù) 據(jù) 模 型 [ 離散時(shí)空軌跡 D S T TMO D模 8] 9] 、 型[ 抽象數(shù)據(jù)類型 [ 等; 路網(wǎng)空間下的基于路段 ] 1 0 1 3 - 、 的路網(wǎng)空間 移 動(dòng) 對(duì) 象 模 型 [ 基于道路的路網(wǎng) ] 1 4 1 5 - 、 空間移動(dòng)對(duì) 象 模 型 [ 基于分區(qū)的路網(wǎng)空間移 ] 1 6 1 7 - 、 動(dòng)對(duì)象模型 [ 時(shí)空一體化路網(wǎng)空間移動(dòng)對(duì)象 1 8] 模型 [ 等。這 些 模 型 并 不 考 慮 移 動(dòng) 對(duì) 象 之 間 復(fù)

) ) ) , 它是 P c i a l + 本地 化 ( l o c a l +移動(dòng)( m o b i l e C、 移動(dòng)設(shè)備和真實(shí) 社 會(huì) 關(guān) 系 的 外 延 , 代表著未來(lái)互 聯(lián)網(wǎng)發(fā) 展 的 趨 勢(shì) 。 具 有 S o L o M o模式特征的位 、 置 服 務(wù) 應(yīng) 用 不 斷 興 起, 如 微 信、 T w i t t e r F a c e - 、B 、 F 、 b o o k、 L i v e J o u r n a l r i h t k i t e o u r s u a r e g q 分享信息的主要 G o w a l l a等 成 為 人 們 溝 通 交 流 、 、 、 渠 道 。S o L o M o強(qiáng)調(diào) S o c i a l L o c a l M o b i l e的 無(wú) 其中 , 縫整合 , S o c i a l為線上 虛 擬 網(wǎng) 絡(luò) 空 間 中 人 們 如關(guān)注 、 朋友 、 同事等 ; 之間廣泛存在的社交關(guān)系 , L o c a l為線下真實(shí)地 理 空 間 中 用 戶 位 置 或 活 動(dòng) 信 如簽到 、 消 費(fèi)、 旅 游 等; 息, M o b i l e指 人 們 在 真 實(shí)
[ 2] 空間的移動(dòng) 。 隨著 “ 人人都是傳感器 ” 愿景逐漸

雜 和 動(dòng) 態(tài) 變 化 的 語(yǔ) 義 關(guān) 系, 因此也基本不支持 G e o S o c i a l的聯(lián)合查詢 。 對(duì) 于 社 交 網(wǎng) 絡(luò) 的 研 究 雖 - 然很多 , 但大都集中在社交網(wǎng)絡(luò)分析環(huán)節(jié) , 如研究
] 1 9 2 2 - 、 人們面對(duì)面 交 流 模 式 與 社 交 網(wǎng) 絡(luò) 的 關(guān) 系 [ 推 ] 2 3 2 5 - 、 斷社交網(wǎng)絡(luò) 聯(lián) 系 類 型 [ 預(yù)測(cè)新的社交網(wǎng)絡(luò)關(guān) ] 2 6 2 8 2 9] - 、 網(wǎng)絡(luò)輿情監(jiān)測(cè) [ 及利用社交網(wǎng)絡(luò)定 系出現(xiàn) [ 3 0] 量分析人 類 行 為 模 式 [ 等。 或 者 研 究 社 交 網(wǎng) 絡(luò)

走向現(xiàn)實(shí) , 互聯(lián)網(wǎng)用戶數(shù)目增長(zhǎng)及 O 2 O( o n l i n e t o   ) 商業(yè)模式 逐 漸 成 熟 , o f f l i n e S o L o M o會(huì)產(chǎn)生海量 的移動(dòng)對(duì)象線上社交關(guān)系數(shù)據(jù)與線下移動(dòng)位置數(shù) 如何有效存儲(chǔ) 、 管理與查詢這些動(dòng)態(tài)變化的數(shù) 據(jù), 移動(dòng)對(duì)象數(shù)據(jù)庫(kù)等領(lǐng)域 據(jù)已成為地理信 息 系 統(tǒng) 、 的研究熱點(diǎn)與難點(diǎn)問(wèn)題
[ ] 3 4 -

關(guān)系與移動(dòng)軌跡 之 間 的 交 互 影 響 , 如虛擬世界社
] 3 1 3 4 - , 交語(yǔ)義關(guān)系 與 真 實(shí) 世 界 移 動(dòng) 軌 跡 相 互 影 響 [

虛擬社交關(guān)系會(huì)影響移動(dòng)對(duì)象真實(shí)的軌跡行
] 3 5 3 6 - , 移動(dòng)對(duì)象 的 運(yùn) 行 軌 跡 也 會(huì) 影 響 虛 擬 社 交 為[ ] 3 7 3 8 - 關(guān)系的形成 [ 等 。 在地理社交數(shù)據(jù)建模研究方

。

移動(dòng)對(duì)象數(shù)據(jù)模 型 是 移 動(dòng) 對(duì) 象 數(shù) 據(jù) 庫(kù) ( m o v -
收稿日期 : 2 0 1 4 0 2 1 9 - -

] 面, 文獻(xiàn) [ 提出 了 一 種 分 層 用 戶 軌 跡 數(shù) 據(jù) 建 模 3 9

) ; ) 。 項(xiàng)目來(lái)源 : 國(guó)家 8 國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目 ( 6 3 計(jì)劃資助項(xiàng)目 ( 2 0 1 2 AA 1 2 A 2 1 1, 2 0 1 3 AA 1 2 0 3 0 5 4 1 2 7 1 4 0 8, 4 1 1 0 1 1 4 9 : 第一作者 : 張恒才 , 博士 , 博士后 。 研究方向?yàn)榛ヂ?lián)網(wǎng)空間信息搜索軌跡數(shù)據(jù)管理與數(shù)據(jù)挖掘 。E-m a i l z h a n h c l r e i s . a c . c n @ g : 通訊作者 : 陸鋒 , 博士 , 研究員 , 博士生導(dǎo)師 。E-m a i l l u f l r e i s . a c . c n @

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武漢大學(xué)學(xué)報(bào)·信息科學(xué)版

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方法 , 支持用戶的 相 似 性 計(jì) 算 及 經(jīng) 典 旅 行 路 線 推 薦 。 但該模型沒(méi)有考慮地理空間建模和移動(dòng)對(duì)象 間的社交網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系 。 本文嘗試在移動(dòng)對(duì)象建模過(guò)程中將移動(dòng)對(duì)象 間的社交關(guān)系作 為 一 種 重 要 的 非 空 間 語(yǔ) 義 信 息 , 提出了一 種 移 動(dòng) 對(duì) 象 時(shí) 空 及 社 交 關(guān) 系 表 達(dá) 模 型 ( ,G , 以 s o c i a l o v i n t r a e c t o r S M) e o s a t i a l - -m g j y g p   實(shí)現(xiàn)地理空間 、 移動(dòng)對(duì)象軌跡及社交關(guān)系的一體 化表達(dá) , 為基于位 置 的 社 交 網(wǎng) 絡(luò) 應(yīng) 用 提 供 核 心 技 術(shù)支持 。

。 移動(dòng)對(duì)象軌跡圖 ( r a h, m o v i n t r a e c t o r MG) g p g j y    

1。 S M 模型定義
1. 1  地理空間剖分 在移動(dòng)對(duì)象數(shù) 據(jù) 模 型 中 , 如何控制地理空間 表達(dá)粒度是 一 個(gè) 重 要 問(wèn) 題 。 如 果 粒 度 過(guò) 大 , 雖然 但是在 有助 于 降 低 移 動(dòng) 對(duì) 象 位 置 更 新 代 價(jià) , MO D 的實(shí)時(shí)查詢或 位 置 服 務(wù) 應(yīng) 用 中 難 以 準(zhǔn) 確 描 述移 動(dòng) 對(duì) 象 的 實(shí) 時(shí) 位 置 。 鑒 于 此 , 本文引入 V o r o n o i圖對(duì) 移 動(dòng) 對(duì) 象 活 動(dòng) 的 地 理 空 間 進(jìn) 行 剖 分 。V o r o n o i圖定義如下 : 定義 1  地理空間圖 ( 定義為 : G G) G G= ( GVe GE r t e x s, d e s) g 其中 , GVe O I空間分布生成的 V o r o n o i r t e x s為根據(jù) P 多邊形集合 ; GE d e s為節(jié)點(diǎn)邊集合 。 g 定義 2  社交網(wǎng)絡(luò)圖 ( 定義為 : S G) S G= ( SVe SE r t e x s, d e s) g 其中 , SVe SE r t e x s為移動(dòng)對(duì) 象 集 合 ; d e s為 移 動(dòng) 對(duì) 象 間 g 社交網(wǎng)絡(luò)關(guān)系集合 。 定義 3  移動(dòng)對(duì)象軌跡圖 ( 定義為 : MG) MG= ( MVe ME r t e x s, d e s) g 其中 , MVe o集合與地理空間 r t e x s為 移 動(dòng) 對(duì) 象 m V o r o n o i剖分多邊形 集 合 ; ME d e s為 移 動(dòng) 對(duì) 象 運(yùn) 動(dòng) g 。 軌跡 m o 2 e o e d e集合 g g 定義 4  移動(dòng)對(duì)象定義為 : ) a r a m,m m o =( m o m o l o c p i d, n a m e, 其中 , m o m o i d為移 動(dòng) 對(duì) 象 編 號(hào) ; n a m e為 移 動(dòng) 對(duì) 象 名 稱; a r a m 為 該 移 動(dòng) 對(duì) 象 的 其 他 屬 性 參 數(shù) 集 合; p m l o c為該移動(dòng)對(duì)象當(dāng)前位置信息 。 定義 5  社交關(guān)系定義為 : ,m s o c i a l e d e =( s o c i a l e i d o m o g s, e, s e s o c i a l t e) y p t i m e, t i m e, 其中 , s o c i a l e i d 為 社 交 關(guān) 系 編 號(hào); m o o s和 m e為 具 有社交關(guān)系的兩個(gè)移動(dòng)對(duì)象 ; s t i m e為該條社交關(guān)系
圖 1  基于 P O I空間分布的 V o r o n o i空間剖分 F i . 1。 o r o n o i b a s e d G e o r a h i c a l S a c e P a r t i t i o n -       g g p p 圖 2。 S M 模型系統(tǒng)架構(gòu) F i . 2。 S M  M o d e l A r c h i t e c t u r e   g

V( d( ={ p q∈ ? q ∈ p, q, p i) i) ≤ …, d( i ≠ j, 2, n} q, p p p j = 1, i, j), j ∈ P,
其中 , 為空間 點(diǎn) p V( o r o n o i區(qū) 域 ; P 為空 p i) i的 V ; 如P 間點(diǎn)集 , O I n 為空間點(diǎn)集數(shù)量 ; q 為空間中的 任意一 點(diǎn) ; d 為 空 間 距 離 函 數(shù) 。V o r o n o i圖 是 一 可以將空間劃分成不相交的 種基本的數(shù)據(jù)結(jié) 構(gòu) , 多邊形 , 如 圖 1 所 示 。V o r o n o i的 優(yōu) 勢(shì) 在 于 使 得 劃分后的多 邊 形 中 任 一 位 置 的 最 近 鄰 P O I都 在 該多邊形內(nèi) , 可以有效控制地理空間建模粒度 。

的建 立 時(shí) 間 ; e s o - t i m e為 該 社 交 關(guān) 系 的 結(jié) 束 時(shí) 間; c i a l t e為社交關(guān) 系 類 型 。 社 交 網(wǎng) 絡(luò) 關(guān) 系 可 以 分 y p 為虛擬世界社交網(wǎng)絡(luò)關(guān)系 ( 如關(guān)注關(guān)系 、 粉絲關(guān)系 等) 與真實(shí)物理世 界 社 交 網(wǎng) 絡(luò) 關(guān) 系 ( 如 朋 友 關(guān) 系、 。 同學(xué)及同事關(guān)系等 ) 定義 6  簽到位置 c k o s定義為 : p _ _ ) c k o s =( v o r o n i d, m o i d, x, t i m e o s o s p p p y,

1. 2。 S M 數(shù)據(jù)模型 該模型由三個(gè)子 G S M 模型結(jié)構(gòu)如圖 2 所示 , 、 圖結(jié)構(gòu)組成 : 地理空間圖 ( e o s a t i a l r a h, G G)   g p g p 移動(dòng)對(duì)象之間的社交聯(lián)系圖 ( 及 s o c i a l S G) r a h,   g p

9 卷第 6 期  第3

張恒才等 : 移動(dòng)對(duì)象時(shí)空軌跡及社交關(guān)系一體化數(shù)據(jù)模型

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其中 , o s_ v o r o n i d為 V o r o n o i多 邊 形 編 號(hào) ; x和 p _ o s t i m e為 簽 到 時(shí) p y 為該移 動(dòng) 對(duì) 象 的 簽 到 位 置 ; 間。 定義 7  移 動(dòng) 對(duì) 象 軌 跡 片 段 . 移動(dòng)對(duì)象軌跡 片段 m o 2 r o a d e d e定義為 : g ( , ) ,( m o 2 e o e d e =( m o v o r o n o i s g g t i m e, …, ) ) e c k o s c k o s c k o s p p p t i m e,( 1, 2, r n) 其中 , m o 為移動(dòng)對(duì)象 ; v o r o n o i為該移動(dòng)對(duì)象所在 的V o r o n o i多 邊 形 ; s t i m e為 該 軌 跡 片 段 的 開(kāi) 始 時(shí) 間, 即進(jìn)入該 V o r o n o i的 時(shí) 間 ; e t i m e為 該 軌 跡 片 段 的結(jié)束時(shí) 間 , 即離開(kāi)該 V o r o n o i的 時(shí) 間 ; c k o s p 1, …, c k o s c k o s p p 2, r n 為簽到位置序列 。 1. 3。 S M 模型操作 為了在 G 地理空間 S M 模型中實(shí)現(xiàn)移動(dòng)對(duì)象 、 需要定義一些基本的 及位置軌跡數(shù)據(jù)的聯(lián)合查詢 , 模型操作符 , 包括截取操作 、 擴(kuò)展操作及投影操作 。 ( 定義 8。 截取操作定義為根據(jù) e l e c t G, C) 指定查詢條件 C 對(duì) G S M 模型子圖 G 進(jìn)行截取操 , …, 作, 其中 G? ( G G, S G, MG) C? ( a t t r a t t r 1, 2, , a t t r a t t r m 為 節(jié) 點(diǎn) 屬 性 個(gè) 數(shù)。 m) i 為 圖 節(jié) 點(diǎn) 屬 性, ( : 具體 包 括 : 對(duì)地理空間子圖 e l e c t G G, C) ①S 返回滿足條 G G 根據(jù)查詢條 件 C 進(jìn) 行 截 取 操 作 , 件的地理空間子圖節(jié)點(diǎn)集 N 且N S S GVe s r t e x s; g g, g? ( : 對(duì)社交網(wǎng)絡(luò)子圖 S e l e c t S G, C) G 根據(jù)查詢 ②S , 條件 C 進(jìn)行截取操作 返回滿足條件的社交網(wǎng)絡(luò) 子圖 節(jié) 點(diǎn) 集 N 且 N S S e l e c t ③ S s s V e r t e x s; g, g ?S ( , ) : 對(duì)位置軌 跡 子 圖 根 據(jù) 查 詢 條 件 MG C MG C 進(jìn)行截取操作 , 返回滿足條件的位置軌跡子圖節(jié) 點(diǎn)集 N 且N S S m m e r t e x s。 g, g?M V 例如 , 查詢子圖為北京地理空間 , 查詢條件為 , 中國(guó)科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所 ” 查 N a m e =“ 詢語(yǔ)句如下 : ( S e l e c t G G N a m e = 。 b e i i n j g, g g=S ) 中國(guó)科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所 ’  ‘ 該截取操作 將 會(huì) 返 回 名 稱 為 “ 中國(guó)科學(xué)院地 理科學(xué)與資源研究 所 ” 所在的地理空間剖分多邊 形集合 N S g g。 ( 定義 9。 擴(kuò)展操作定義為查 x a n d N S, d) p 詢距離子圖節(jié)點(diǎn)集 N S 中長(zhǎng)度為 d 的所有節(jié)點(diǎn)集 。 合, 其中 d 為距離閾值 , N S? ( N S N S N S s m g, g) g g, 且N S N S N S e r t e x s, s V e r t e x s, m e r t e x s。 g g ?GV g ?S g ? MV ( : 具體包括 : 對(duì)地理空間子圖 x a n d N S d) ①E p g g, 節(jié)點(diǎn)集 N S g g 根據(jù)查詢距離閾值 d 進(jìn)行擴(kuò)展操作 , 返回 滿 足 條 件 的 GVe x a n d( N S ② E p r t e x s集 合; s g, : 對(duì)社交網(wǎng)絡(luò)子圖節(jié)點(diǎn)集 N d) S s g 根據(jù)查 詢 距 離 閾 返回滿足條件的 SVe 值 d 進(jìn)行擴(kuò)展操作 , r t e x s集合 ;

( : 對(duì)位置軌跡子圖節(jié)點(diǎn)集 x a n d N S d) ③E p m g, 返回滿 N S m g根據(jù)查詢距離閾值 d 進(jìn) 行 擴(kuò) 展 操 作 , 足條件的 MVe r t e x s集合 。 例如 , 查詢節(jié)點(diǎn)集 N S 為社交網(wǎng)絡(luò)圖中 N a m e 查詢距離閾值d 分別為1或 =m o 1的 移 動(dòng) 對(duì) 象, 者 2, 查詢語(yǔ)句如下 : ( ( ) , F=E x a n d S e l e c t S G,N a m e =‘ m o 1) p 1’ ( ( ) , F F=E x a n d S e l e c t S G,N a m e =‘ m o 2) p 1’ 當(dāng)閾值 d=1 時(shí) , 擴(kuò)展操作返回移動(dòng)對(duì)象 m o 1 的所有朋友集合 F; 當(dāng) 閾 值 d=2 時(shí) , 擴(kuò)展操作返 回移動(dòng)對(duì)象 m o F。 以圖 2 為例 , 1 的朋友的朋友 F , 。 F= ( m o m o m o F F= ( m o m o m o 2, 4, 6) 5, 3, 7) 定義 1 0。 r o s s N S T P)投 影 操 作 定 義 G 1( G 2, 為將子圖 G 2 節(jié)點(diǎn)集 N S 1 子圖空 G 2 投影到其他 G 間, T P 為 時(shí) 間 參 數(shù)。 該 操 作 與 S e l e c t截 取 操 作 及E 是在兩個(gè)子圖空間之 x a n d 擴(kuò) 展 操 作 不 同, p : 間進(jìn)行映射 。 具體包括 : r o s s N S T P) ①C G G( S G, 對(duì)社交網(wǎng) 絡(luò) 子 圖 節(jié) 點(diǎn) 集 N S P S G根據(jù)時(shí)間參數(shù) T 投影到地理 空 間 子 圖 G 返回滿足條件的地理 G, : 空間子圖節(jié)點(diǎn)集 ; 對(duì)社交 r o s s N S T P) ②C MG ( S G, 網(wǎng)絡(luò)子 圖 節(jié) 點(diǎn) 集 N S P 投影到 S G根據(jù)時(shí)間參數(shù) T 返回滿足條件的位置軌跡子 位置軌跡子圖 MG, : 圖節(jié)點(diǎn)集 ; 對(duì)地理空間子 r o s s N S T P) ③C S G( G G, 圖節(jié)點(diǎn)集 N S P投影到社交網(wǎng) G G根據(jù)時(shí)間參數(shù) T , 絡(luò)子圖 S G 返回滿足條件的社交網(wǎng)絡(luò)子圖節(jié)點(diǎn) : 集; 對(duì)地理空間子圖節(jié)點(diǎn) r o s s N S T P) ④C MG ( G G, 集N S P投影到位置軌跡子圖 G G 根據(jù)時(shí) 間 參 數(shù) T 返 回 滿 足 條 件 的 位 置 軌 跡 子 圖 節(jié) 點(diǎn) 集; MG, : 對(duì)位 置 軌 跡 子 圖 節(jié) 點(diǎn) 集 r o s s N S T P) ⑤C S G( MG , N S P 投影到社交網(wǎng)絡(luò)子圖 MG 根 據(jù) 時(shí) 間 參 數(shù) T 返 回 滿 足 條 件 的 社 交 網(wǎng) 絡(luò) 子 圖 節(jié) 點(diǎn) 集; S G, : 對(duì)位置軌跡子圖節(jié)點(diǎn)集 r o s s N S T P) ⑥C G G( MG , N S P 投影到地理空間子圖 MG 根 據(jù) 時(shí) 間 參 數(shù) T 返回滿足條件的地理空間子圖節(jié)點(diǎn)集 。 G G, 例如 , 查找 社 交 網(wǎng) 絡(luò) 子 圖 S G 中名稱為 m o 2 的移動(dòng)對(duì)象在 2 0 1 3年 1 0月1日2 2: 0 0至2 2: 3 0 所經(jīng)過(guò)的地理空間及位置軌跡 , 查詢語(yǔ)句如下 : ( ) , 1 =C r o s s S e l e c t S G, N a m e =‘ m o 。 G G( 2’ : ’ , 2 0 1 3 1 0 0 1 2 2 0 0: 0 0 。樱 - -   i m e= ‘ : ’ ) 2 0 1 3 1 0 0 1 2 2 3 0: 0 0  ET - -   i m e= ‘ ( ) , 2 =C r o s s S e l e c t S G, N a m e =‘ m o 。 MG ( 2’ : ’ , 2 0 1 3 1 0 0 1 2 2 0 0: 0 0 。樱 - -   i m e= ‘ : ’ ) 2 0 1 3 1 0 0 1 2 2 3 0: 0 0 。牛 - -   i m e= ‘ 當(dāng)投影空間為 地 理 空 間 子 圖 G 返回移 G 時(shí), 動(dòng)對(duì)象 m o 0m i n內(nèi)所經(jīng)過(guò)的地理區(qū)域 R 1; 2在 3 當(dāng)投影空 間 為 MG 時(shí) , 返回移動(dòng)對(duì)象 m o 0 2在3

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武漢大學(xué)學(xué)報(bào)·信息科學(xué)版

2 0 1 4年6月

m i n 內(nèi)的位置軌跡 R 2。 定義 1 多 1  M u l t i C r o s s N S N S T P) G 1( G 2, G 3, 維投影操作定義為將子圖 G 2 的節(jié)點(diǎn)集與子圖 G 3 的節(jié)點(diǎn)集投 影 到 子 圖 G 1, T P 為 時(shí) 間 參 數(shù)。 具 體 : 將社 包括 : u l t i C r o s s N S N S T P) ① M MG ( S G, G G, 交網(wǎng)絡(luò)子圖節(jié) 點(diǎn) 集 N S S G與地理空間子圖節(jié)點(diǎn)集 N S P 投影到位置軌跡子圖 G G根 據(jù) 時(shí) 間 參 數(shù) T 返 回 滿 足 條 件 的 位 置 軌 跡 子 圖 節(jié) 點(diǎn) 集; MG, : 將位置軌跡 u l t i C r o s s N S N S T P) ② M S G( MG , G G, 子圖節(jié)點(diǎn)集 N S S MG 與地理空間子圖節(jié)點(diǎn)集 N G G根 據(jù)時(shí)間參數(shù) T 返回滿 P 投影到社交網(wǎng)絡(luò)子圖 S G, 足條件的社 交 網(wǎng) 絡(luò) 子 圖 節(jié) 點(diǎn) 集 ; u l t i C r o s s ③ M G G ( , , ) : 將 社 交 網(wǎng) 絡(luò) 子 圖 節(jié) 點(diǎn) 集 N S N S T P S G MG N S S S G 與位置軌跡子圖 節(jié) 點(diǎn) 集 N MG 根 據(jù) 時(shí) 間 參 數(shù) 返回滿足 條 件 的 地 T P 投影到地理空間子圖 G G, 理空間子圖節(jié)點(diǎn)集 。 例如 , 查詢社交網(wǎng)絡(luò)子圖 S G 中名稱為 m o 6的 : 移動(dòng)對(duì)象在 2 0 1 3年1 0月1日1 2 0 0在地理空間 區(qū)域V6 內(nèi)所運(yùn)行的位置軌跡數(shù)據(jù) , 查詢語(yǔ)句為 : ( ( 1= M u l t i C r o s s S e l e c t S G,N a m e=   MR ‘ ) , ,T m o S e l e c t( G G,N a m e= ‘ V6 ’) i m e= 6’ ‘ : ’ ) 2 0 1 3 1 0 0 1 1 2 0 1: 1 0 - -   該多 維 投 影 操 作 返 回 m o 6運(yùn)行在地理區(qū)域 。 V6 內(nèi)的位置軌跡數(shù)據(jù)

并選取了不同的 L 包括不 型, B S N 實(shí) 驗(yàn) 數(shù) 據(jù) 集, 同的移動(dòng)對(duì)象數(shù) 量 、 社交關(guān)系數(shù)量及簽到位置數(shù) 量, 同時(shí)利用成熟的 R D BMS 平 臺(tái) P o s t r e S Q L g ( ) 實(shí) 現(xiàn) 了 移 動(dòng) 對(duì) 象 管 理, 采用二維關(guān)系 V 8. 4. 1 8 進(jìn)行實(shí)驗(yàn)對(duì)比 。 表存儲(chǔ)移動(dòng)對(duì)象軌跡 , 2. 1  實(shí)驗(yàn)環(huán)境 實(shí)驗(yàn)環(huán)境為 D e l l P o w e r E d e R 7 2 0, C P U為       g ( , 4核I n t e l R)X e o n( R)C P U E 5 5 2 0 2. 2 7 GH z     內(nèi)存 4G, 運(yùn)行環(huán)境為 6 4 位的 C e n t O S L i n u x 6. 4     操作系統(tǒng) 。 N e o 4 J以圖數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)作為數(shù)據(jù)庫(kù)底層存儲(chǔ)模 基 本 的 存 儲(chǔ) 單 元 包 括 節(jié) 點(diǎn)、 關(guān) 系 及 屬 性, 具有 型, 完 全 的 事 務(wù) 特 征 與 高 效 的 圖 結(jié) 構(gòu) 遍 歷 算 法, 對(duì) G S M 模型具有原生的支持功能 。 實(shí)驗(yàn)所采用的位置簽到數(shù)據(jù)為開(kāi)放的基于位 置的社交網(wǎng)絡(luò)系 統(tǒng) B r i h t k i t e與 G o w a l l a美 國(guó) 站 g 的數(shù)據(jù) 。 其中 G o w a l l a數(shù)據(jù)包含 1 9 6 5 9 1 個(gè)移動(dòng)對(duì)   時(shí)間范圍為 2 象和 6 4 4 2 8 9 0 個(gè)簽到位置 , 0 0 9年2     月 4 日至 2 0 1 0年 1 0月2 3 日; B r i h t k i t e數(shù)據(jù)包含 g 時(shí)間 5 8 2 2 8 個(gè)移動(dòng)對(duì)象和 4 4 9 1 1 4 3 個(gè)簽到位置 ,       范圍為2 地 0 0 8 年3 月2 1 日至2 0 1 0 年1 0 月1 8日; 理空間及 P O I數(shù)據(jù)來(lái)源于美國(guó)人口調(diào)查局所提供 的開(kāi)放數(shù)據(jù) 。 實(shí)現(xiàn)區(qū)域選擇位置簽到數(shù)據(jù)較豐富 , 、 的華盛頓 州 ( 加利福尼亞 W a s h i n t o n S t a t e WC)   g , 、 紐約州( 州( C a l i f o r n i a S t a t e C A) N e w  Y o r k   , ) 、 ( , ) 。 德克薩斯州 圖 S t a t e NY T e x a s S t a t eT X 3   為實(shí)驗(yàn)所用簽到 位 置 數(shù) 據(jù) 的 空 間 分 布 圖 , 紅色點(diǎn) 為B 藍(lán)色點(diǎn)為 G r i h t k i t e簽 到 ; o w a l l a 簽 到。 將 g 實(shí)現(xiàn)數(shù) 據(jù) 集 分 成 8 組 , 如 表 1 所 示。實(shí) 驗(yàn) 中 所 采 用的 G S M 模型操作如表 2 所示 。

2  模型實(shí)現(xiàn)與驗(yàn)證
為驗(yàn)證 G S M 模型和模型基本操作符的有效 性, 利用 N o S Q L 陣營(yíng)中的圖數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng) N e o 4 J ( ) 與J V 1. 9. 5 a v a語(yǔ) 言 實(shí) 現(xiàn) 了 所 提 出 的 G S M模

圖 3  簽到位置空間分布圖 F i . 3。 a t i a l D i s t r i b u t i o n o f C h e c k i n D a t a       -   g p 表 1  實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)集分組 T a b . 1。 x e r i m e n t a l D a t a   p
編號(hào)

V 數(shù)量

移動(dòng)對(duì)象數(shù)量 5 0 5 8     7 9 7   1 6 6 8 4     2 4 5 0    

社交關(guān)系數(shù)量 1 6 3 6 2 2     5 9 1 9 4     5 1 3 4 0 6     1 4 2 1 3 6    

簽到數(shù)量 1 9 9 4 6 9   9 3 8 1 6   7 3 9 6 8 7   2 9 3 5 4 2  

編號(hào)

V 數(shù)量

移動(dòng)對(duì)象數(shù)量 1 2 3 8 8     1 7 8 9     1 7 9 9 6     1 3 2 8    

社交關(guān)系數(shù)量 3 9 1 1 4 4     1 0 8 6 7 8     5 2 4 3 5 2     9 9 5 2 8    

簽到數(shù)量 3 6 4 9 4 0   1 5 7 0 2 0   9 8 4 4 9 3   1 1 1 2 4 7  

WC O 8 6 5 5 -G 。     WC K 8 6 5 5 -B 。     C A-G O 7 2 5 1 。     C A-B K 7 2 5 1 。    

NY-G O 1 6 5 7 。     NY-B K 1 6 5 7 。     T X-G O 0 1 7 8 。     T X-B K 0 1 7 8 。    

9 卷第 6 期  第3

張恒才等 : 移動(dòng)對(duì)象時(shí)空軌跡及社交關(guān)系一體化數(shù)據(jù)模型

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表 2  實(shí)驗(yàn)中采用的 G S M 模型操作 T a b . 2 T e s t e d O e r a t i o n s f o r t h e G S M  M o d e l         p
G S M模 型操作 實(shí)驗(yàn)案例

操作 符 運(yùn) 行 效 率 的 波 動(dòng) 不 大 , 穩(wěn) 定 性 較 高; 相比 較, P o s t r e S Q L實(shí)現(xiàn)方式的運(yùn)行效率的波動(dòng)較 g 大 。 實(shí)驗(yàn) 結(jié) 果 如 圖 4 所 示 。 圖 4( 中, b) P o s t - r e S Q L 實(shí)現(xiàn)方 式 中 的 E x a n d操作符的運(yùn)行效 g p 實(shí)現(xiàn)過(guò)程中需要過(guò)多的 率出現(xiàn)波動(dòng)的原 因 在 于 , 表連接操作 , 隨著社交關(guān)系數(shù)量的增加 , 表連接查 詢耗時(shí)增 加 較 快 ; 相 反, 在G S M 模 型 中, E x a n d p 擴(kuò)展操作可以轉(zhuǎn)化為 G S M 模型節(jié)點(diǎn)相連的邊的 遍歷操作 , 社交關(guān)系數(shù)量的增長(zhǎng)只會(huì)導(dǎo)致 G S M , 模型 S o c i a l G r a h中邊的數(shù)量增長(zhǎng) 但基本不影 p 響遍歷操作效率 , 體現(xiàn)了 G S M 模型的優(yōu)勢(shì) 。 圖 4 ( ) 中的 C c r o s s操 作 是 在 兩 個(gè) 子 圖 之 間 進(jìn) 行 投 影 操作 , 在傳統(tǒng)的 P 表的聯(lián)合 查 o s t r e S Q L 實(shí)現(xiàn)中 , g 詢是不可避免的 , 但在 G 多個(gè)子圖之 S M 模 型 中, 從而 間的聯(lián)合投影同 樣 可 以 避 免 表 的 連 接 操 作 , 提高模型操作符 的 執(zhí) 行 效 率 。 圖 4( 所展示的 d) G S M 模型 中 多 個(gè) 子 圖 之 間 的 多 維 投 影 操 作 符 M u l t i C r o s s的執(zhí)行效率隨著簽到位置數(shù)量的增長(zhǎng) 出現(xiàn)了波動(dòng) , 其原因有兩個(gè) , 一方面是在地理空間 子圖 G 缺少對(duì) G 中僅構(gòu)建了地理空間的 R 樹索引 , 地理空間要素其他屬性的索引 , 影響了多個(gè)子圖間 另一方面是在 G 投影映射的效率 ; S M 模型實(shí)現(xiàn)過(guò) 程中沒(méi) 有 采 用 N e o 4 J 的 緩 存 配 置 與 調(diào) 優(yōu) 。N e o 4 J 、 的緩存策略在單子圖的 S e l e c tE x a n d 操作與兩子 p 讀寫緩存影響 圖C r o s s操作中涉及的子圖數(shù)量少 , 不明顯 , 但是在 M u l t i C r o s s操作中涉及多個(gè)子圖之 緩存配置優(yōu)化的作用更加重要 , 造 間的頻繁操作 , 成M u l t i C r o s s操作效率出現(xiàn)波動(dòng) 。 在后續(xù)研究中 , 將進(jìn)一步優(yōu)化 G S M 模型的實(shí)現(xiàn) 。

( ) S G, N a m e =‘ m o S e l e c t e l e c t   S i’ ( ( ) , a n d S e l e c t S G,N a m e =‘ m o 2) E x a n d x p   E p i’ C r o s s ) ,ST C r o s s S e l e c t( S G, N a m e= ‘ m o MG ( i’ i m e= ‘ : , : 2 0 1 3 1 0 0 1 2 2 0 0: 0 0’ ET 2 0 1 3 1 0 0 1 2 2 - -   - -   i m e= ‘ ’ ) 3 0: 0 0

( ) , M u l t i C r o s s S e l e c t S G, N a m e =‘ m o S e l e c t MG ( i’ , : G G,N a m e =‘ Vj’) ST 2 0 1 3 1 0 0 1 1 2 0 0: M u l t i C r o s s( - -   i m e= ‘ ’ , : ’ ) 0 0 ET 2 0 1 3 1 0 0 1 1 2 3 0: 0 0 - -   i m e= ‘

2. 2  實(shí)驗(yàn)分析 表 3 為不同的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)集對(duì) G S M 模型操作 執(zhí)行效率性能的影響 。 其中運(yùn)行時(shí)間是多次實(shí)驗(yàn) 的平均值 , 且不包含索引構(gòu)建 、 系統(tǒng)初始化及預(yù)處 理時(shí)間 。 從表 3 可 以 看 出 , 總 體 上, G S M 模型操 作符運(yùn)行效率優(yōu)于 P o s t r e S Q L 實(shí)現(xiàn)方式 。 g
表 3。 S M 模型操作運(yùn)行時(shí)間/ m s T a b . 3。 e r a t i o n a l T i m e f o r t h e O e r a t i o n s i n           p p / G S M  M o d e l m s t h e  
S e l e c t   E x a n d   p C r o s s   M u l t i C r o s s G S M  P S Q L G S M  P S Q L G S M  P S Q L G S M  P S Q L       C A-B K 2 8 6 9 8 7 1 2 0 5 5 5 4 0 1 5 0 。   2   2 。   。   4   2   4 C A-G O 4 1 5 2 7 1 6 2 4 7 1 6 8 3 5 3 2 3 8 。   3   6     。   5   5   5 NY-B K 3 7 6 6 7 1 1 9 5 4 0 4 5 8 3 3 5 。   2   2 。   。   3   4   3 O 2 8 2 4 3 4 4 5 9 3 4 3 4 9 9 9 6 5 2 NY-G 。   3   5     。   3   3   3 T X-B K 4 1 5 8 7 9 1 6 4 5 3 4 9 4 8 5 4  1   2   2 。   。   3   3   3 T X-G O 3 0 5 1 3 7 6 9 7 6 5 3 9 1 7 0 4 5 2 。   3   5     。   6   5   6 K 3 4 4 9 8 4 2 2 0 6 4 2 2 4 2 1 5 WC -B 。   2   2 。   。   3   2   4 WC O 4 5 7 7 6 1 4 5 4 4 3 1 0 3 1 0 5 -G 。   2   3 。   。   3   3   3

隨著數(shù)據(jù)集規(guī)模變化( 如移動(dòng)對(duì)象數(shù)    此外 ,, , 社交關(guān)系數(shù) 量 、 簽到位 置 數(shù) 量 等) 量、 G S M 模型

圖 4  實(shí)驗(yàn)結(jié)果 F i . 4。 x e r i m e n t a l R e s u l t s   g p

2. 3  討   論 )本文所 采 用 的 地 理 空 間 分 割 方 法 為 基 于 1 該方法的優(yōu)勢(shì)在于移動(dòng)對(duì) P O I的 V o r o n o i劃 分 , 能夠很 象的位置簽到數(shù)據(jù)與 P O I位 置 比 較 接 近 , 好地適應(yīng)位置軌 跡 數(shù) 據(jù) 空 間 分 布 不 均 勻 的 情 況 ,

但劣勢(shì)在于造成 剖 分 多 邊 形 數(shù) 量 過(guò) 多 , 碎多邊形 現(xiàn)象嚴(yán)重 。 由于 P 針對(duì)該 O I一 般 呈 現(xiàn) 聚 集 現(xiàn) 象 , 問(wèn)題 , 在后續(xù)研究中將考慮先采用 P O I空 間 聚 然后再進(jìn)行地理空間剖分的方式 。 類, )G 移動(dòng)對(duì)象軌 2 S M 模型 支 持 對(duì) 地 理 空 間、

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武漢大學(xué)學(xué)報(bào)·信息科學(xué)版

2 0 1 4年6月

跡及移動(dòng)對(duì)象社交關(guān)系的一體化建模 , 易于擴(kuò)展 , 可以有效附加其 他 背 景 語(yǔ) 義 信 息 , 包括移動(dòng)對(duì)象 將 室內(nèi)位置 表 達(dá) 。 但 在 G S M 模 型 實(shí) 現(xiàn) 過(guò) 程 中, 大量位置數(shù)據(jù)存 儲(chǔ) 在 圖 節(jié) 點(diǎn) 的 屬 性 中 , 造成圖節(jié) 會(huì)在一定程度上影響 G 點(diǎn)過(guò) 大 , S M 模型的查詢 后續(xù)工作中一方面可以采用 效率 。 針對(duì)此問(wèn) 題 , 軌跡壓縮或二進(jìn) 制 方 式 減 少 存 儲(chǔ) 空 間 , 另一方面 將位置數(shù)據(jù)放在外部存儲(chǔ) 。 可以采用指針 , )本文實(shí)現(xiàn)了 G 3 S M 模型常用的四種基礎(chǔ)操 作: S e l e c t截 取 操 作 、 E x a n d 擴(kuò) 展 操 作、 C r o s s投 p 影操作及 M u l t i C r o s s多 維 投 影 操 作。 后 續(xù) 研 究 、 中將 進(jìn) 一 步 實(shí) 現(xiàn) 其 他 操 作 符 , 如 U n i o n I n t e r - 、 s e c t D i f f e r e n c e等 。 )本文實(shí) 驗(yàn) 所 采 用 的 位 置 簽 到 數(shù) 據(jù) 時(shí) 間 間 4 隔較長(zhǎng) , 且簽到時(shí)間間隔不規(guī)律 。 后續(xù)研究中 , 可 以嘗試在 G S M 模型中 存 儲(chǔ) 時(shí) 間 間 隔 在 分 鐘 級(jí) 或 者秒級(jí)的軌跡數(shù)據(jù) , 如浮動(dòng)車軌跡數(shù)據(jù) 、 手機(jī)信令 并開(kāi)展相關(guān)的查詢實(shí)驗(yàn) , 進(jìn)一步驗(yàn)證與提 數(shù)據(jù)等 , 高G S M 模型的可靠性 。

參 考 文 獻(xiàn)
[ ] ,S 1 i D e r e n h a o Z h e n f e n . T h e N e w E r a o f G e o 。             - g [ ] I n f o r m a t i o n J . S c i e n c e i n  C h i n a( S e r i e s F: r a h i c       g p , ( ) : ( 李德 I n o r m a t i o n S c i e n c e s) 2 0 0 9, 3 9 6 5 7 9 5 8 7   - f ] 仁 ,邵振峰 .論新地 理 信 息 時(shí) 代 [ 信 J .中 國(guó) 科 學(xué) ( , ( ) : ) 息科學(xué) ) 2 0 0 9, 3 9 6 5 7 9 5 8 7 - ] : [ 2 o o d c h i l d M  F.C i t i z e n s a s S e n s o r s t h e W o r l d o f 。           ] , V o l u n t e e r e d G e o r a h J .G e o J o u r n a l 2 0 0 7, 6 9   g p y[ ( ) : 4 2 1 1 2 2 1 - [ ] , ,D ,e 3 u F e n Z h e n N i a n b o u a n Y i n i n t a l . 。       g g g y g   :S T r a v e l I n f o r m a t i o n S e r v i c e s t a t e o f t h e A r t a n d             [ ] D i s c u s s i o n o n C r u c i a l T e c h n o l o i e s J . J o u r n a l o         g f ( ) : ( 陸 a n d  G r a h i c s, 2 0 0 9, 1 4 7 1 2 1 9 1 2 2 9 I m a e     -   p g 鋒 ,鄭年波 ,段瀅瀅 ,等 . 出行信息服務(wù)關(guān)鍵技術(shù)研 ] 究進(jìn)展與問(wèn) 題 探 討 [ J .中 國(guó) 圖 像 圖 形 學(xué) 報(bào) , 2 0 0 9, ( ) : ) 1 4 7 1 2 1 9 1 2 2 9   -   [ ] , 4 i Q i n u a n, Y a n B i s h e n Z h e n N i a n b o . A n I n 。     - g q g g g     t e r a t e d a t i o e m o r a l a t a o d e l o r I S 。 -T 。  M 。 。 - g p p ] T r a n s o r t a t i o n a n d R e l a t e d A l i c a t i o n s[ J .G e o-       p p p

m a t i c s a n d I n o r m a t i o n S c i e n c e o W u h a n  U n i v e r-         f f  , , ( ) : ( , , 李 清 泉 楊 必 勝 s i t 2 0 0 7 3 2 1 1 1 0 3 4 1 0 4 1   -  y
鄭年波 .時(shí) 空 一 體 化 G I S -T 數(shù) 據(jù) 模 型 與 應(yīng) 用 方 法 [ ] : J .武漢大學(xué) 學(xué) 報(bào) · 信 息 科 學(xué) 版 , 2 0 0 7, 3 2( 1 1) ) 1 0 3 4 1 0 4 1   -   [ ] ,L ,C 5 h a n H e n c a i u F e n h e n J i e . A d v a n c e i n 。       g g g   M o v i n O b e c t D a t a M o d e l i n U n d e r G e o r a h i c       g j g g p     [ ] E n v i r o n m e n t J . J o u r n a l o G e o I n o r- N e t w o r k     - f  f ( : ( 張 恒 才 ,陸 m a t i o n S c i e n c e, 2 0 1 3, 1 5 3) 3 2 8 3 3 7   - 鋒 ,陳潔 .網(wǎng) 絡(luò) 空 間 移 動(dòng) 對(duì) 象 模 型 的 應(yīng) 用 與 發(fā) 展 [ ] ( ) : ) J .地球信息科學(xué)學(xué)報(bào) , 2 0 1 3, 1 5 3 3 2 8 3 3 7 - ] [ 6 o l f s o n O, X u B, C h a m b e r l a i n S.M o v i n O b e c t s 。       g j   : [ D a t a b a s e s I s s u e s a n d S o l u t i o n s C] .T h e 1 0 t h I n         - t e r n a t i o n a l C o n f e r e n c e o n S c i e n t i f i c a n d S t a t i s t i c a l           ,W D a t a b a s e M a n a e m e n t a s h i n t o n D C, U S A,       g g 1 9 9 8 [ ] 7 o r l i z z i L,G ü t i n R  H,N a r d e l l i E.A  D a t a M o d e l 。       g   a n d D a t a S t r u c t u r e s f o r M o v i n O b e c t s D a t a b a s e s           g j   [ , ,U C] .A CM S I GMO D, D a l l a s T e x a s S A, 2 0 0 0   [ ] 8 e n X, D i n Z. D S T TMO D: A F u t u r e T r a e c t o r 。     g g j y     ] M o v i n O b e c t s D a t a b a s e[ J .D a t a b a s e a n d B a s e d       g j  

3  結(jié)   語(yǔ)
隨著位置服務(wù) 及 社 交 網(wǎng) 絡(luò) 的 發(fā) 展 與 融 合 , 社 交關(guān)系表達(dá)逐漸成為移動(dòng)對(duì)象建模中不可忽略的 因素 。 本文 針 對(duì) S o L o M o地理信息服務(wù)模式所 亟需的移 動(dòng) 對(duì) 象 軌 跡 與 社 交 關(guān) 系 高 效 管 理 的 需 求, 提出了一種移 動(dòng) 對(duì) 象 軌 跡 及 其 社 交 關(guān) 系 的 時(shí) 并給出了 G 空一體化表達(dá)模 型 G S M, S M 模型常 彌補(bǔ)了移動(dòng) 用的四種基本模 型 操 作 的 實(shí) 現(xiàn) 方 式 , 對(duì)象數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中地理空間及社交網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)管理 采 的缺 陷 。G S M 模型首先根據(jù) P O I空 間 分 布 , 用V 以尋求移動(dòng)對(duì)象空 o r o n o i圖剖分 地 理 空 間 , 間查詢負(fù)載均衡 和 地 理 圍 欄 的 空 間 范 圍 自 適 應(yīng) ; 然后將 剖 分 后 的 V o r o n o i多 邊 形 抽 象 為 圖 的 節(jié) 點(diǎn), 移動(dòng)對(duì)象的實(shí) 時(shí) 位 置 表 達(dá) 為 移 動(dòng) 對(duì) 象 與 剖 分 多邊形之間的實(shí)時(shí)映射關(guān)系 , 即動(dòng)態(tài)邊 , 移動(dòng)對(duì)象 之間的社交網(wǎng)絡(luò)關(guān)系表達(dá)為移動(dòng)對(duì)象之間的動(dòng)態(tài) 最后利用圖結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了移動(dòng)對(duì)象位置 、 軌跡及 邊; 社交關(guān)系的時(shí)空一體化存儲(chǔ) 。 該模型的優(yōu)勢(shì)在于 實(shí)現(xiàn)了移動(dòng)對(duì)象 線 上 線 下 數(shù) 據(jù) 的 有 效 融 合 , 支持 可為基于位置的社交網(wǎng)絡(luò) G e o S o c i a l聯(lián)合查 詢 , - 應(yīng)用提供核心技術(shù) 支 持 。 為 了 驗(yàn) 證 G S M 模型的 有效 性 , 本文采用圖數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng) N e o 4 J實(shí)現(xiàn)了 且選擇 成 熟 的 P G S M 模型 , o s t r e S Q L 開(kāi)展對(duì)比 g 實(shí)驗(yàn) , 驗(yàn)證了 G S M 模型的有效性 。

S s t e m s A l i c a t i o n s, 2 0 0 3, 2 7 3 6: 4 4 4 4 5 3 E x e r t       - y p p p
[ ] 9 ü t i n R  H.M o v i n O b e c t D a t a b a s e s[ M] .G e r 。   - g g j     :M , m e n o r a n K a u f m a n n P u b l i s h e r s 2 0 0 5: 1 0 1 6     - g [ ]V 1 0 a z i r i a n n i s o l f s o n O. A a t i o t e m o r a l 。, W   。 g p p M o d e l a n d L a n u a e f o r M o v i n O b e c t s o n R o a d             g g g j   [ ] N e t w o r k s J .A d v a n c e s i n S a t i a l a n d  T e m o r a l       p p 2 0 0 1, 2 1 2 1: 2 0 3 5 D a t a b a s e s,   - [ ]D 1 1 i n Z,G ü t i n R.M o d e l i n T e m o r a l l V a r i a b l e g g g p y         [ ] N e t w o r k s J . D a t a b a s e S s t e m s o r T r a n s o r t a t i o n       p y f

9 卷第 6 期  第3

張恒才等 : 移動(dòng)對(duì)象時(shí)空軌跡及社交關(guān)系一體化數(shù)據(jù)模型

7 1 7

A d v a n c e d  A l i c a t i o n s, 2 0 0 4, 2 9 7 3: 6 5 1 7 2 4   - p p
[ ]S 1 2 e i ˇ c v c s L, J e n s e n C S,K l i s A. C o m u t a t i o n a l         p y g y p M o d e l i n f o r N e t w o r k o n s t r a i n e d M o v i n D a t a     -C   g g   [ C] . T h e 1 1 t h A CM I n t e r n a t i o n a l S m o s i O b e c t s         - y p j u m o n A d v a n c e s i n G e o r a h i c I n f o r m a t i o n S s             - g p y ,N ,U t e m s e w  Y o r k S A, 2 0 0 3 [ ]C ,M 1 3 h e n J e n X, G u o Y, e t a l .M o d e l i n a n d P r e         - g g     d i c t i n F u t u r e T r a e c t o r i e s o f M o v i n O b e c t s i n a           g j g j     C o n s t r a i n e d N e t w o r k[ C] .T h e 7 t h I n t e r n a t i o n a l       ,W C o n f e r e n c e o n M o b i l e D a t a M a n a e m e n t a s h i n         - g g t o n D C,U S A, 2 0 0 6     [ ]G 1 4 u t i n R  H, D i n Z.M o d e l i n a n d Q u e r i n M o v   - g g g y g         [ ] i n O b e c t s i n N e t w o r k s J . T h e V L D B  J o u r n a l,       g j   ( ) : 2 0 0 6, 1 5 2 1 6 5 1 9 0 - [ ,G 1 5] X u J ü t i n R  H. M a n a e a n d Q u e r G e n e r i c       g g y     ] M o v i n O b e c t s i n S E C ON D O[ J . T h e V L D B  E n-       g j   ( ) : d o wm e n t, 2 0 1 2, 5 1 2 2 0 0 2 2 0 0 5   -   [ ]K ,H , 1 6 i m  D O, L e e K J o n D S e t a l . A n E f f i c i e n t I n               - g   d e x i n T e c h n i u e f o r L o c a t i o n P r e d i c t i o n o f M o v i n           g q g   [ ] O b e c t s J . K n o w l e d e B a s e d I n t e l l i e n t I n o r m a t i o n -     j g g f , E n i n e e r i n S s t e m s, 2 0 0 7 4 6 9 3: 1 9 a n d    - g g  y [ ] , 1 7 K o l a h d o u z a n M S h a h a b i C.V o r o n o i b a s e d k N e a     -     - r e s t N e i h b o r S e a r c h f o r S a t i a l N e t w o r k D a t a b a s e s             g p [ C] .T h e 3 0 t h I n t e r n a t i o n a l C o n f e r e n c e o n V e r           y , , , L a r e D a t a B a s e s T o r o n t o C a n a d a 2 0 0 4     g [ ]S , 1 8 a n d u P o a I Z e i t o u n i K.M o d e l i n a n d Q u e r i n         - p g y g   [ M o b i l e L o c a t i o n S e n s o r D a t a C] .T h e 4 t h I n t e r n a           - t i o n a l C o n f e r e n c e o n A d v a n c e d G e o r a h i c I n f o r m a           - g p ,A , , , t i o n S s t e m s l i c a t i o n s a n d S e r v i c e s V a l e n c i a     y p p , S a i n 2 0 1 2 p [ ]C 1 9 a t t u t o C, V a n d e n B r o e c k  W, B a r r a t A. D n a m i c s         y P e r s o n t o I n t e r a c t i o n s f r o m  D i s t r i b u t e d e r s o n o f   - -     p R F I D S e n s o r N e t w o r k s[ J] .P L o S  ONE , 2 0 1 0,5     ( ) : 7 e 1 1 5 9 6 [ ] ,B ’ ? 2 0 I s e l l a L, S t e h l éJ a r r a t A.Wh a t s i n a C r o w d           ] A n a l s i s o f F a c e t o a c e B e h a v i o r a l N e t w o r k s[ J .     - -F     y : J o u r n a l o T h e o r e t i c a l B i o l o 2 0 1 1,2 7 1( 1)     f  g y, 1 6 6 1 8 0 - [ ]A 2 1 t z m u e l l e r M,D o e r f e l S,H o t h o A.F a c e t o a c e       - -F : C , C o n t a c t s u r i n o n f e r e n c e o mm u n i t i e s 。 。 g 。 , [ R o l e s a n d K e P l a e r s C] .T h e 2 n d I n t e r n a t i o n a l       y y   W o r k s h o o n M i n i n U b i u i t o u s a n d S o c i a l E n v i         - p g q     ,A , , r o n m e n t s t h e n s G r e e c e 2 0 1 1 [ ]Z 2 2 h u a n H,C h i n A, Wu S. I n f e r r i n G e o r a h i c     g g g p     [ ] i n E h e m e r a l S o c i a l N e t w o r k s J . M a- C o i n c i d e n c e         p

[ ]T ,L 2 4 a n J o u T,K l e i n b e r J . I n f e r r i n S o c i a l T i e s     g g g       [ A c r o s s H e t e r o e n o u s N e t w o r k s C] .T h e 5 t h A CM         g C o n f e r e n c e o n  W e b S e a r c h a n d D a t a I n t e r n a t i o n a l           , ,W M i n i n S e a t t l e a s h i n t o n, 2 0 1 2 g g [ ]Z ,T 2 5 h u a n H, T a n J a n W.A c t i v e l L e a r n i n t o g g g  y g         [ ] S o c i a l T i e s J . D a t a  M i n i n a n d  K n o w l e d e I n f e r     g g   ( ) : D i s c o v e r 2 0 1 2, 2 5 2 1 2 8 - y, [ , 2 6] W a n D,P e d r e s c h i D, S o n C.H u m a n M o b i l i t     g g y     ,a S o c i a l T i e s n d L i n k P r e d i c t i o n[ C] .T h e 1 7 t h         A CM  S I G K D D I n t e r n a t i o n a l C o n f e r e n c e o n K n o w l         - ,S ,C e d e D i s c o v e r a n d D a t a M i n i n a n D i e o A,         g y g g   U S A, 2 0 1 1 [ 2 7] S a d i l e k A, K a u t z H,B i h a m J P.F i n d i n Y o u r         g g   [ F r i e n d s a n d F o l l o w i n T h e m t o W h e r e Y o u A r e C] .             g   5 t h A CM I n t e r n a t i o n a l C o n f e r e n c e o n  W e b S e a r c h T h e             , ,U a n d D a t a M i n i n N e w  Y o r k S A, 2 0 1 2     g [ ]C ,T , 2 8 r a n s h a w J o c h E,H o n J e t a l .B r i d i n t h e       g g g     B e t w e e n P h s i c a l L o c a t i o n a n d O n l i n e S o c i a l G a           y p   [ N e t w o r k s C] . T h e 1 2 t h A CM I n t e r n a t i o n a l C o n f e r         - ,S ,W e n c e o n U b i u i t o u s C o m u t i n e a t t l e a s h i n       - q p g g , t o n 2 0 1 0 [ ]L , 2 9 e e R,W a k a m i a S S u m i a K. D i s c o v e r o f U n u s u a l         y y y   S o c i a l A c t i v i t i e s U s i n G e o t a e d M i c r o b l o s R e i o n a l       -   g g g g g   [ ] , ( ) : J . W o r l d  W i d e  W e b, 2 0 1 1 1 4 4 3 2 1 3 4 9 - [ 3 0] C h o E, M e r s S A,L e s k o v e c J .F r i e n d s h i a n d         y p   :U s e r M o v e m e n t i n L o c a t i o n b a s e d S o c i a l M o b i l i t       -   y N e t w o r k s[ C] .T h e 1 7 t h A CM  S I G K D D I n t e r n a       - t i o n a l C o n f e r e n c e o n K n o w l e d e D i s c o v e r a n d D a t a           g y   , , M i n i n S a n D i e o C A,U S A, 2 0 1 1   g g [ ]E 3 1 a l e N, P e n t l a n d A, L a z e r D.M o b i l e P h o n e D a t a           g f o r I n f e r r i n S o c i a l N e t w o r k S t r u c t u r e[ M] .U S:       g   , S r i n e r 2 0 0 8: 7 9 8 8 - p g [ ]E 3 2 a l e N, P e n t l a n d A S, L a z e r D. I n f e r r i n F r i e n d         - g g   s h i N e t w o r k S t r u c t u r e b U s i n M o b i l e P h o n e D a         - p y g       [ ] t a J .T h e  N a t i o n a l A c a d e m o S c i e n c e s, 2 0 0 9,   y f    ( ) : 1 0 6 3 6 1 5 2 7 4 1 5 2 7 8   -   [ ]S 3 3 c e l l a t o S,M a s c o l o C,M u s o l e s i M. D i s t a n c e M a t         - : t e r s G e o s o c i a l M e t r i c s f o r O n l i n e S o c i a l N e t w o r k s -           [ C] .T h e 3 r d C o n f e r e n c e o n O n l i n e S o c i a l N e t             - , w o r k s C A,U S A, 2 0 1 0 [ 3 4]S c e l l a t o S,N o u l a s A,L a m b i o t t e R.S o c i o s a t i a l       - p P r o e r t i e s o f O n l i n e L o c a t i o n b a s e d S o c i a l N e t       -     - p [ ] w o r k s J . I CWSM , 2 0 1 1, 1 1: 3 2 9 3 3 6 - [ ]L 3 5 i N, C h e n G.A n a l s i s o f a L o c a t i o n b a s e d S o c i a l           -   y [ C] . I n t e r n a t i o n a l C o n f e r e n c e o n C o m u t a N e t w o r k       - p ,W t i o n a l S c i e n c e a n d E n i n e e r i n a s h i n t o n D C,           g g g U S A, 2 0 0 9 [ ]N ,M 3 6 o u l a s A, S c e l l a t o S a s c o l o C. A n E m i r i c a l S t u d           p y o f G e o r a h i c U s e r A c t i v i t P a t t e r n s i n F o u r s u a r e           g p y q   [ C] .T h e 5 t h I n t e r n a t i o n a l A A A I C o n f e r e n c e o n           , , , W e b l o s a n d S o c i a l M e d i a B a r c e l o n a S a i n 2 0 1 1       g p

c h i n e L e a r n i n a n d  K n o w l e d e  D i s c o v e r i n  D a t a-   g g y     b a s e s, 2 0 1 2, 7 5 2 4: 6 1 3 6 2 8   -
[ ]T 2 3 a n W, Z h u a n H, T a n J . L e a r n i n t o I n f e r S o     - g  g g g       [ ] c i a l T i e s i n L a r e N e t w o r k s J .M a c h i n e L e a r n i n           g g

a n d  K n o w l e d e  D i s c o v e r i n  D a t a b a s e s, 2 0 1 1, g y  
6 9 1 3: 3 8 1 3 9 7   -

7 1 8

武漢大學(xué)學(xué)報(bào)·信息科學(xué)版

2 0 1 4年6月

[ ]C , 3 7 r a n d a l l D J B a c k s t r o m L, C o s l e D. I n f e r r i n S o       - y g     c i a l T i e s f r o m  G e o r a h i c C o i n c i d e n c e s[ J] .T h e       g p : N a t i o n a l A c a d e m o S c i e n c e s, 2 0 1 0,1 0 7( 5 2)   y f    2 2 4 3 6 2 2 4 4 1   -   [ ]P 3 8 h a m  H,H u L, S h a h a b i C. G E O S O—A  G e o s o c i a l     - :F M o d e l r o m  R e a l o r l d C o o c c u r r e n c e s t o S o c i a l -w   -    

[ ] C o n n e c t i o n s J . D a t a b a s e s i n  N e t w o r k e d I n o r m a-     f

t i o n S s t e m s, 2 0 1 1, 7 1 0 8: 2 0 3 2 2 2     - y
[ ]Z 3 9 h e n Y, Z h a n L, X i e X. R e c o mm e n d i n F r i e n d s a n d     g g g       ] B a s e d o n I n d i v i d u a l L o c a t i o n H i s t o r J . L o c a t i o n s           y[ , ( ) : A CM   T r a n s a c t i o n o n t h e  W e b, 2 0 1 1 5 1 6 0 6 7     -

A n I n t e r a t e d D a t a M o d e l f o r S a t i a l T e m o r a l T r a e c t o r i e s a n d t h e           -       g p p j R e l a t i o n s h i s o f M o v i n O b e c t s S o c i a l       p g j  
1 1 1 ZHANG   H e n c a i U  F e n J i e 。 g g 。茫龋牛巍

1。 t a t e K e L a b o r a t o r o f R e s o u r c e s a n d E n v i r o n m e n t a l I n f o r m a t i o n S s t e m, I n s t i t u t e o f G e o r a h i c S c i e n c e s                   y y y g p     , , a n d N a t u r a l R e s o u r c e s R e s e a r c h C h i n e s e A c a d e m o f S c i e n c e s B e i i n 1 0 0 1 0 1, C h i n a           y j g    

: , , A b s t r a c t I n t h e i n f o r m a t i o n a e w i t h t h e d e v e l o m e n t o f t h e S o L o M o( s o c i a l l o c a l a n e o r a h i c                     p g g p g p ) , m o b i l e m o d e s i n t h e m o b i l e i n t e r n e t i n d u s t r h o w t o e f f e c t i v e l m a n a e m a s s i v e l o c a t i o n b a s e d a n d                 - y y g    , d a t a s o c i a l n e t w o r k a n d d a t a h a s b e c o m e a m a o r c h a l l e n e i n t h e m o v i n o b e c t d a t a b a s e s e o s a t i a l                           j g g j g p   , f i e l d o f r e s e a r c h. I n t h i s a s a t i a l t e m o r a l i n t e r a t e d d a t a m o d e l f o r m o v i n o b e c t t r a e c t o r i e s a e r           -             p p g g j j p p   , , a n d s o c i a l r e l a t i o n s h i s c a l l e d t h e G e o S o c i a l o v i n G S M )m o d e l i s t o m a n a e b o t h r o o s e d         - -M         p g( g p p , m o v i n e o r a h i c a l o b e c t l o c a t i o n s t r a e c t o r i e s a n d s o c i a l r e l a t i o n s h i s i n a n i n t e r a t e d f r a m e w o r k.                   g g g p j j p g   , , d e f i n e a s e r i e s o f c o mm o n o e r a t i o n s i n c l u d i n i n t e r c e t i o n e x t e n s i o n a n d m u l t i d i r o e c t i o n W e                   - - p g p p j   , r o e c t i o n. T h e n r a h m e n s i o n a l t h e G S M  m o d e l i s i m l e m e n t e d b a s e d o n a d a t a b a s e s s t e m.W e                     p j g p p y c o n d u c t e d d e t a i l e d e x e r i m e n t s w i t h t w o f r e e l o c a t i o n b a s e d s o c i a l n e t w o r k d a t a s e t s f r o m B r i h t k i t e             -           p g G o w a l l a t o v e r i f i e d t h e e f f e c t i v e n e s s o f t h e G S M  m o d e l .R e s u l t s s h o w t h a t t h e G S M r o o s e d a n d                           p p m o d e l c a n a v o i d i n e f f i c i e n c c a u s e d b r e l a t i o n a l d a t a b a s e t a b l e w i t h t h e e f f i c i e n c a n d s t a u e r o i n s                       - y y y q y j         b i l i t t o s u o r t f o r l o c a t i o n b a s e d s o c i a l n e t w o r k a l i c a t i o n s . r o v i d e         -       y p p p p p   : ; ; ; K e w o r d s m o v i n o b e c t s d a t a m o d e lt r a e c t o r o c i a l n e t w o r k     g j j y s y    

: , : F i r s t a u t h o r Z HANG  H e n c a i P h D.H e f o c u s o n m o v i n o b e c t s d a t a b a s e a n d s a t i a l t e m o r a l d a t a m i n i n . E a i l z h a n h c l r e i s . a c . c n               -     -m @ g g j p p g g   : , , : C o r r e s o n d i n a u t h o r L U F e n P h D, r e s e a r c h e r P h D s u e r v i s o r . E-m a i l l u f l r e i s . a c . c n     @ g p p g   : ( , F o u n d a t i o n s u o r t T h e N a t i o n a l H i h T e c h n o l o R e s e a r c h a n d D e v e l o m e n t P r o r a m o f C h i n a 8 6 3P r o r a m) N o s . 2 0 1 2 AA 1 2 A 2 1 1,                   g g y p g g p p   , 2 0 1 3 AA 1 2 0 3 0 5; t h e N a t i o n a l N a t u r a l S c i e n c e F o u n d a t i o n o f C h i n a N o s . 4 1 2 7 1 4 0 8, 4 1 1 0 1 1 4 9.            

檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪 ( 上接第 7 1 0 頁(yè)) , , e o r a h i c n e i t a n d t h e s a t i a l i n t e r a c t i o n s a m o n c i t i e s a h b r i d b a c k b o n e e x t r a c t i o n a r o a c h i s                     y p g y g g p p p   r o o s e d w h i c h i s d r a w n f r o m t h e r a v i t m o d e l a n d i n f o r m a t i o n e n t r o t h e o r i e s .T h i s r e s e a r c h c a n                       p p g y p y     , , i n c r e a s e u n d e r s t a n d i n o f t h e s t r u c t u r e o f u r b a n s s t e m s r a d i a n t a b i l i t a t t r a c t i v e n e s s a n d o e n n e s s                   g y y p   o f c i t i e s i n t h e v i r t u a l w e b s o c i e t .             y : ; ; ; K e w o r d s s o c i a l n e t w o r k; s a t i a l s t r u c t u r e e o r a h i c b a c k b o n e S h a n n o n e n t r o r a v i t m o d e l         g g p g y p p y y    

: , , , , F i r s t a u t h o r CHANG X i a o m e n P h D c a n d i d a t e s e c i a l i z e s i n e o r a h i c s o c i a l n e t w o r k s a t i o t e m o r a l d a t a v i s u a l a n a l s i s a n d I T S.               -         g p g g p p p y : m a i l . c o m a i l c h a n x i a o m e n E-m @g g g : , : C o r r e s o n d i n a u t h o r L I Q i n u a n P h D, r o f e s s o r . E-m a i l l i z u. e d u. c n   @s g q p q q p g   : ,N F o u n d a t i o n s u o r t T h e N a t i o n a l N a t u r a l S c i e n c e F o u n d a t i o n o f C h i n a o . 4 1 3 7 1 3 7 7; S h e n z h e n S c i e n t i f i c R e s e a r c h a n d D e v e l o m e n t                       p p p F u n d i n P r o r a m,N o . Z D S Y 2 0 1 2 1 0 1 9 1 1 1 1 4 6 4 9 9; S h e n z h e n D e d i c a t e d F u n d i n o f S t r a t e i c E m e r i n I n d u s t r D e v e l o m e n t P r o r a m,           g g g g g g y p g         N o . J C Y J 2 0 1 2 1 0 1 9 1 1 1 1 2 8 7 6 5; C C F e n c e n t A R G 2 0 1 3 0 1 1 5. -T



  本文關(guān)鍵詞:移動(dòng)對(duì)象時(shí)空軌跡及社交關(guān)系一體化數(shù)據(jù)模型,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。



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