论文移动对象及其时空模型的研究

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1、移动对象及其时空模型的研究翁敬农北京航空航天大学软件学院北京市100083Email:wengjingnong@hotmail.com摘要：移动对象时空模型的建立是移动对象管理和信息服务的基础。本文从分析国内外研究移动对象相关研究成果的基础上，从移动对象的基本性质出发，提出了一个移动对象的概念模型，该模型主要包括点、轨迹、空间区划、事件、立方体单元，分析了其特点以及相互关系，最后，讨论了移动对象的类和实例关系，移动对象数据的存储方法。关键词：移动对象轨迹时空立方体时空模型Abstract:TheestablishmentofMovingObjectsModelisthef

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

3、ovingpoints,movingtrajectory,spacegrid,movingevents,cubecell. Themodel’sfeaturesandtherelationshipsbetweenmovingobjectsaredescribedindetail.Theclassandinstanceofmovingobjectandhowtostorethelocationinformationofmovingobjectincomputerarealsodiscussed.1.引言所谓“移动对象”是指位置随着时间连续变化的空间对象。移动对象可以分为两大

4、类，移动点对象和移动区域对象。移动点对象，如各种行驶的汽车，飞机，轮船，各种鸟类，大熊猫，北极熊等；手机，掌上电脑，具有无线通讯功能的笔记本电脑，移动区域对象，如移动的云层、迁徙的种群，风暴，沙漠和植被区域，流行疾病传播的区域等等。随着网络，无线通讯、全球定位技术、地理信息技术等的快速发展和普及，移动对象管理和服务的各类应用发展迅速，并广泛应用于交通运输、航空航天、军事作战、通讯服务、物流快递、公安消防、环境保护、气象监测等领域。考察下面的查询：“查询当前宾馆A附近2公里的左右空载的出租车”或“查询3分钟内能到达宾馆A的所有出租车”等等。类似的需求多涉及移动对象动态位置数

5、据的采集、处理和信息服务等。一些有代表性的研究和系统开发工作主要有：美国Illinois大学OuriWolfson[1]等教授开发的DOMINO（DatabasefOrMovINgObjects）系统；德国PraktischeInformatikIVR.H.Guting[2]等教授研究的DatabaseforMovingObjects项目；希腊Aalborg大学ChristianS.Jensen[3，9，10]等教授领导的TheTimeCenter在移动对象形式化表示、索引、查询管理等方面的研究工作；法国Paris-SudOrsay大学PhillippeRigaux[4]

6、教授提出的WebArchitecture682forScalableMovingObjectsServers；中国人民大学孟晓峰教授在移动对象数据库（MOD,MovingObjectsDatabase）[5]方面的研究工作等等；本文从移动对象的基本性质出发，提出了一个移动对象的时空模型，既时空立方体模型，论述了该模型的定义、组成、特点以及相互关系，分析移动对象的类与实例的关系，讨论基于时空立方体模型的移动对象数据库设计及其应用。移动区域对象要比移动点对象更为复杂，但移动点对象在现实生活中更具普遍性，本文主要讨论移动点对象。2.移动对象的基本性质移动对象主要具有如下一些基本

7、特性：(1)多样性和复杂性移动对象是多种多样的，如表1所示，是三种不同移动场景的简单比较：表1三种移动场景的比较场景/比较项数据采集的手段移动速度空间维度空间限制地上（各类车辆，移动电话等）全球定位设备GPS,移动通讯网络单元,无线路由器等0—-数百公里/小时1.5维受道路网和路径的限制海里（船只，鱼类等）全球定位设备GPS,0—-数百公里/小时2维基本不受限制空中（飞机，导弹，火箭，鸟类等）专用无线通讯设备0—数千公里/小时3维基本不受限制另外，人们对移动对象关心的程度和方面也不一样，如行驶的车辆，我们更关心其在具体交通路网