[发明专利]一种道路网络环境下不确定时空轨迹数据的范围查询方法

权利要求书

1.一种道路网络环境下不确定时空轨迹数据的范围查询方法，其特征在于，按照如下过程依次进行：

（1）建立索引结构：

用多层k划分算法将道路网络划分成k个边长总和近似相等的划分区域，k为自然数；根据上述划分得到的划分区域的边和划分的对应关系建立哈希表；根据任意两个划分区域中边的端点的交集来计算划分区域的边界点，并根据边界点的最小包容矩形建立空间二维R树索引，构建划分组件；用最短路径算法计算每个划分中边界点之间的最短路径距离，构建预计算距离组件；对上述每个划分建立一个一维R树时间段索引，对每棵一维R树，建立存储轨迹数据的B+树，构建时间间隔组件；

（2）将轨迹数据插入所述索引结构：

初始化轨迹的首个采样点所在的边和当前划分；计算有下一个采样点的当前采样点所在的边；对于不含路径不确定性的采样点，根据两个采样点的分布情况，计算采样点所在边的最早到达时间和最晚离开时间，并将单元段集合和划分起止时间插入所述时间间隔组件；对于包含路径不确定性和位置不确定性的采样点，先计算轨迹的所有可能路径和所述可能路径中每个单元段的最早到达时间和最晚离开时间并标记各路径是否被划分分割，将获得的不确定轨迹按照所述划分区域进行划分并将单元段集合和划分起止时间插入所述时间间隔组件；

（3）范围查询：

范围查询的定义是查询在时间段(t₁,t₂)内可能经过与查询点Q的道路网络距离小于d_r范围的所有移动对象，t₁和t₂表示时间范围，d_r表示道路网络距离界限值。通过所述哈希表确定输入的查询点所在的划分；查询所述二维R树，得到欧氏空间下满足空间范围条件的划分；计算所述划分边界点与所述查询点的距离信息；划分扩展后计算得到完全划分、部分划分和无用划分；如果只有一个无用划分，则直接利用时间间隔组件计算查询结果；否则对完全划分和部分划分中的轨迹利用时间间隔组件通过不同的查询算法得到查询结果，将得到的查询结果去重得到最终查询结果。

2.如权利要求1所述的道路网络环境下不确定时空轨迹数据的范围查询方法，其特征在于，步骤（2）中，所述的根据两个采样点的分布情况，计算采样点所在边的最早到达时间和最晚离开时间的过程如下：

如果两个采样点在同一条边上，只有当是最后一个采样点时，以记录下的划分最早开始时间和当前采样点的时间戳作为划分的起止时间，将单元段集合和划分起止时间插入时间间隔组件；

如果两个采样点在相邻的边上，先计算移动对象离开前一条边的最晚时间，再计算移动对象到达当前边的最早时间，将单元段集合和划分起止时间插入时间间隔组件；

如果当前划分与当前边所在的划分不同，将划分中第一条边的最早到达时间和最后一条边的最晚离开时间作为划分的起止时间，和当前单元段集合一起插入时间间隔组件。

3.如权利要求1所述的道路网络环境下不确定时空轨迹数据的范围查询方法，其特征在于，步骤（2）中，所述的计算轨迹的所有可能路径和所述可能路径中每个单元段的最早到达时间和最晚离开时间并标记各路径是否被划分分割的过程为：

先计算两个采样点在边中的位置；

再利用最小优先队列完成计算第一个顶点到最后一个顶点的所有可能路径；

最后计算可能路径中每个单元段的最早到达时间和最晚离开时间，将原轨迹转化为由若干单元段组成的不确定轨迹形式，并标记各路径是否被划分分割。