基于时空数据流的连续查询处理

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1、西安电子科技大学硕士学位论文基于时空数据流的连续查询处理姓名：吴振华申请学位级别：硕士专业：计算机应用技术指导教师：高琳2011-01摘要目前，基于位置的服务(LBS)业务处于高速发展的阶段。在位置感知环境中，移动设备会产生大量的时空数据，服务器面临有限的系统资源和较高的实时性要求。传统的基于磁盘的时空数据库系统已经无法很好的适应这一需求。因此，将数据流处理技术与时空查询处理技术相结合就成为一个新的研究方向。设计一种高效的算法处理大量的连续时空查询和高速到达的时空数据流就成为当前的研究热点。在分析现有的数据流和时空查询

2、处理技术的基础上，本文给出了公路网环境下基于时空数据流的连续查询算法CQST(ContinuousQueriesonSpafio．temporaldatastream)。着重研究在处理时空查询时，通过有效利用输入数据的时空特性来降低查询计算量：(1)在生成查询计划阶段，通过引入共亨执行结构的概念，将不同的时空查询逻辑映射到同一空间窗口操作符上，以此支持查询之问的共享；(2)通过利用移动对象和查询之间的位置、速度关系计算出某一时刻它们各自的“期望更新时间”，并根据此值丢弃或更新此刻之后到达的元组，从而避免不必要的空间连接

3、操作。本文对开源数据流系统STREAM进行扩展，使其支持时空查询。设计并实现了支持CQST算法的空间窗ISl操作符。最后在测试与性能分析中证实了算法的可行性。关键词：时空数据流查询计划空间连接空间窗口操作符Abs仃actAbstractAtpresent，thelocation-basedservices(LBS)areinthestageofrapiddevelopment．Inthelocation—awareenvironment，mobiledevicesgeneratelargeamountsofspatio

4、-temporaldata，whileserversareconfrontedwithlimitedresourcesandstrictrequirementofrealtimeresponse．Traditionalspatio-temporaldatabaseswhichmaterializedataindiskcannotmeetsuchdemand．AnewdirectionofresearchiStocombinethedatastreamqueryprocessorsandspatio-temporalqu

5、eryprocessors．Designingagoodalgorithmtoprovideanefficientlyqueryprocessingforspatio-temporalstreamshasbecomeahotspot．Onthebasisofanalysisandresearchofexistingdatastreamtechnologyandspatio-temporalquerytechnology,aalgorithmofexecutioncontinuousqueriesonspatio—tem

6、poraldatastream(CQST)isproposed．TheCQSTalgorithmreducecomputationalcomplexitybyapplyingthespatio-temporalpropertiesofmovingobjectsandqueriesefficientlytooptimizequeriesexecution：(1)Inthestageofgeneratingqueryplan，CQSTintroducestheconceptofsharedexecutionarchitec

7、turetosupportsharedqueryprocessingbymappingdifferentquerylogictoonespatio—temporalwindowoperator．(2)Anewtuplewillbediscardedorupdatedaccordingtoits“ExpectedUpdateTime”，whichiscalculatebasedontheposition，velocityofmovingobjectsandqueriesatatime,SOunnecessaryspati

8、aljoinswillbeavoided．Weexpandopen—sourcedatastreamsystemSTREAMtosupportcontinuousspatio·-temporalquery．Aspatio·-temporalwindowoperatorsupportedCQSTalgorithmisdesigned