移动对象数据库.ppt

移动对象数据库 指导教师： 制作人： 1 研究背景 近年来，随着无线通信技术的高速发展，时空数据库越来越多地应用在地理信息系统、交通管理、定位、城市规划等各个领域。在无线定位业务（Location-Based Service, LBS）应用中，LBS 通过无线通信网络获取移动对象的位置信息，在地理信息系统平台的支持下为客户提供相应的服务，其中包括儿童保护、个人导航应用、寻友服务、销售人员管理、资产跟踪服务等。获取的移动对象及其位置信息组成的数据库称为移动对象数据库（Moving Objects Databases， MOD），它基于时空数据库中时间和空间变化类型之一：实体的运动。 时空数据库作为一种现代的面向对象的高级数据库技术，它有效地组织和管理时态地理数据、属性、空间和时间语义。时空数据库是包括时间和空间要素在内的数据库系统，是在空间数据库的基础上增加时间要素而构成的三维（无高度维）或四维数据库。与传统的数据库相比具有动态性和全面性的特点。它包括任何历史数据，并且同样可以对其进行更新，使数据库可以成任何一个系统和部门的完整的电子信息档案库，同时，对历史、当前和将来进行对比、分析、监测和预测预报，从而为预测预报系统、决策支持系统和其他分析系统服务。时空数据库并不一定是移动数据库，其对象可以是移动的物体，但不是必须具有移动的特性。 移动对象数据库技术是一项新兴技术，在国外已有大量的研究，国内目前起步还比较晚。移动对象是移动计算环境下的运行主体，因而如何实施对移动对象的有效管理，便成为了这一领域的研究热点。目前，移动对象数据库的研究大致分为四个方向：位置建模、查询语言、索引结构、不确定性处理。 2 移动对象数据库 2.1 时空数据库的基本概念 随着空间数据库技术的不断发展，对空间对象的时域信息的研究和应用显得日益重要。任何实体都有其时间（时态）、空间特性。在许多现实应用中实体本身及实体之间的时态、空间、时空关系往往成为人们需要对实体进行处理的主要方面。例如：天文、地理信息管理、城市规划、交通管理、天气预报、生态管理等等，这些应用的共同点是：要求能够比较真实的记录并处理实体的时态信息、空间信息、空间信息随时态的变化而发展变化的信息等。 传统空间数据库技术不能处理和反映空间对象历史信息的变化，所以只有发展新的数据库技术才能克服这一问题，才能支持对对象空域和时域信息的同时有效管理，传统空间数据库对对象的空间信息管理是有效的，但它的处理操作仅限于当前时间有效的空间对象，当一个新的对象值被插入到当前存在的数据库中时，旧的对象值就会被删除，因此对随时间变化的空间对象很难实现空间对象历史信息的有效管理。为解决这一问题，时空数据库的研究日益成为热点，时空数据库可同时为对象提供有效的历史和空间管理支持。 时态数据库和空间数据库。时态数据库是存储与管理时态数据的数据库，目前，时态数据库被应用于医疗系统，证券系统，信用管理系统等应用领域中。空间数据库系统是描述、存储和处理空间数据的数据库管理系统。空间数据库已经在地理信息系统(GIS)，计算机辅助设计和制造系统(CAD/CAM)，多媒体数据库等应用领域得到了比较广泛的应用。随着数据库技术的发展，用户也提出了越来越高的要求，如：当用户需要查询 2010 年千山中路的地理地貌时，单独的时态和空间数据库都无法满足。在这种情况下时空数据库的诞生成为必然。时空数据库是时间和空间要素相结合而构成的三维（无高度维）或四维数据库，时间维的存在大大丰富了数据库的内容。它一方面增加了数据库管理的复杂性，另一方面，海量的数据为时间和空间分析提供了极为广阔的舞台。 时空数据库的实现可以使数据库成为真正意义上的资源清单，它可以为分析提供横向的现势和纵向的历史数据，对历史、当前和将来进行对比、分析、监测和预测预报，从而为预测预报系统、决策支持系统和其它分析系统服务。时空数据库是时态地理信息系统 （TGIS）的核心，同时兼具时态和空间双重属性, 时态地理信息系统的关键问题是时空数据库的设计和管理，建立合适的时间与空间联合的数据模型——时空数据模型，采用科学的管理方法，更有效地组织和完善时态地理对象的属性、空间和时间语义，以便重现历史状态，跟踪变化，预测未来。时空数据库和时间地理信息系统对所有与地理信息有关的领域有广泛的应用前景，特别势对经常性变化的空间信息的管理具有重要意义，目前，TGIS 在地籍、土地利用、房地产、交通、能源等方面有着良好地应用。 2.2 移动对象数据库的基本概念 时空数据库作为一种现代的面向对象的高级数据库技术，它必须而且只能建立在原来的数据库技术的基础之上。移动对象数据库是作为时空数据库的分支发展而来的，它基于时空数据库中对象的运动的特性，具有移动的特性。移动对象数据库是对移动对象