一种面向城市路网的位置服务中支持区域的k最近邻查询方法技术

本发明专利技术公开了一种面向城市路网的支持区域的k最近邻查询方法，该方法内嵌在LBS服务器中。该方法通过初始化区域模块、区域内部查询模块和区域外部查询模块执行完成。该方法采用重复查询冲突检测机制、共享机制和剪枝策略加速了查询过程，缩短了查询时间，提高了查询效率，保证了查询结果集的准确性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及时空数据库(Spatial-Temporal Database, STDB)中基于位置服务 (Location-based Service, LBS)信息查询的
,更特别地说，是指位置不精确的移 动用户，被查询对象的位置精确时，通过k最近邻的查询方法来获得被查询对象的结果集。
技术介绍
随着移动通信设备(如智能手机、平板电脑等)的广泛流行，定位芯片也被内置到 了越来越多的移动通信设备中，进而促使了基于位置服务的快速发展。移动用户为了使用 基于位置的服务，须向服务提供商提供自身的位置信息与查询请求内容。参见附图说明图1所示，移 动用户10向服务器端(LBS服务器20、位置提供商40)提出用户请求信息，然后服务器端依 据用户请求信息向时空数据库(位置数据库30、地图数据库50)进行匹配关联信息的查找， 从而得到关联的匹配数据返回，所述的关联匹配数据也就是查询结果信息；服务器端再将 查询结果信息返回至移动用户10。一般地，所述关联匹配数据包括有被查询对象信息(可以 是医院、商场、饭店、宾馆、移动用户、车等，也称为兴趣点)、路网数据信息(可以是由路段、 交叉路口、路段长度组成信息，是由GPS测量得到信息，为已知数据，例如百度地图中的道 路数据信息)。时空数据库是空间数据库与时态数据库系统的、有机的结合体。空间数据指的是 用于表示空间物体的位置、形状、大小和分布特征等诸方面信息的数据，适用于描述所有二 维、三维和多维分布的关于区域的物体。空间数据的特点是不仅包括物体本身的空间位置 及状态信息，还包括表示物体的空间关系(即拓扑关系)信息。属性数据指的是非空间数据， 用于描述空间物体的性质，对空间物体进行语义定义。在清华大学出版社于2009年2月第I版出版的《移动数据管理概念与技术》，孟小 峰，丁治明著，第16章，第16. 2节交通网络及时空轨迹数据模型中公开了“交通网络G的定 义”。G = (Routes, Juncts),其中，Routes是道路的集合，Juncts是交叉路口的集合。在科学出版社于2011年9月第I版出版的《时空数据库新理论》，郝忠孝著，第2 章，第2.1节基于R-树的最近邻查询理论基础中公开了 “空间数据库的最近邻查询是用来 找出空间中距离一个给定点最近的对象即最近邻，最近邻的个数可以是一个，即NN查询； 也可以是k个，即kNN查询”。现有的基于位置的服务面临如下几个方面的问题(I)移动用户10的不确定位置信息形成不确定位置信息的原因主要是定位技术 的精确性较低，如3G的蜂窝定位服务和W1-Fi定位服务；(2)移动用户10非连续的位置更新当移动用户10处于移动过程中，通过减少与 服务提供商20的通信次数，不仅可以减小服务提供商20的查询开销，同样可以保护移动用 户10的设备的电量和通信流量。(3)移动用户10位置匿名处理由于存在不可信的服务提供商20可能会泄露移动用户10的隐私，移动用户10不愿向服务提供商20提供其精确的位置信息。移动用户10 通过匿名等隐私保护技术将其精确位置模糊到一个空间区域或路段集合中。
技术实现思路
针对现有城市路网中的k最近邻查询方法无法有效实现当移动用户位置为非精确位置时的查询请求，提出了。本专利技术方法实现了位置不精确的移动用户提出的k最近邻查询，并采用重复查询冲突检测机制、共享机制和剪枝策略，加速了查询过程，缩短查询时间，提高查询效率，同时可以保证查询结果的准确性。本专利技术的，所述的面向城市路网的位置服务中支持区域的k最近邻查询方法内嵌在LBS服务器(20)中；其特征在于所述的面向城市路网的位置服务中支持区域的k最近邻查询方法通过初始化区域模块(201)、区域内部查询模块(202)和区域外部查询模块(203)执行完成；初始化区域模块(201)用于将接收到的查询请求内容Sid进行初始化处理，获得查询队列集合QQS ；所述查询请求内容Sid的格式为Sid = {ID，qbb，XQ，E，N}，其中ID表示移动用户的标识；qbb表示移动用户请求的兴趣点类型；XQ表示移动用户请求的兴趣点类型的个数； E表示移动用户提出请求时所在区域的路段集合，也称为内部路段集合，且E= Ie1,，eb}，E e ΜΕ, θι表示区域内的第I个路段，e2表示区域内的第2个路段，eb表示区域内的最后一个路段，b表示路段个数；N表示移动用户提出请求时所在区域路段边界点的集合，且N =In1, n2,…，n。，…，nt,…，nx}, Ii1表示区域内的第I个边界点,n2表示 区域内的第2个边界点，η。表示区域内的第c个边界点，nt表示区域内的第t个边界点，nx表示区域内的最后一个边界点，X表示边界点个数。区域内部查询模块(202)第一方面依据查询内容Q对内部路段集合E进行遍历，并将得到的兴趣点添加至兴趣结果集R中；第二方面，使用佛洛依德算法，求出边界点集N中任意两个边界点之间的距离；第三方面将遍历后的内部路段加入到已查询路段集合SS中。所述边界点集N中任意两个边界点之间距离的集合，即边边距离集合本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种面向城市路网的位置服务中支持区域的k最近邻查询方法，所述的面向城市路网的位置服务中支持区域的k最近邻查询方法内嵌在LBS服务器（20）中；其特征在于：所述的面向城市路网的位置服务中支持区域的k最近邻查询方法通过初始化区域模块（201）、区域内部查询模块（202）和区域外部查询模块（203）执行完成；初始化区域模块（201）用于将接收到的查询请求内容SID进行初始化处理，获得查询队列集合QQS；所述查询请求内容SID的格式为SID＝{ID,qbb,XQ,E,N}，其中：ID表示移动用户的标识；qbb表示移动用户请求的兴趣点类型；XQ表示移动用户请求的兴趣点类型的个数；E表示移动用户提出请求时所在区域的路段集合,也称为内部路段集合，且E＝{e1,e2,…,eb}，E∈ME，e1表示区域内的第1个路段，e2表示区域内的第2个路段，eb表示区域内的最后一个路段，b表示路段个数；N表示移动用户提出请求时所在区域路段边界点的集合，且N＝{n1,n2，…,nc,…,nt,…,nx}，n1表示区域内的第1个边界点，n2表示区域内的第2个边界点，nc表示区域内的第c个边界点，nt表示区域内的第t个边界点，nx表示区域内的最后一个边界点，x表示边界点个数。区域内部查询模块（202）第一方面依据查询内容Q对内部路段集合E进行遍历，并将得到的兴趣点添加至兴趣结果集R中；第二方面，使用佛洛依德算法，求出边界点集N中任意两个边界点之间的距离；第三方面将遍历后的内部路段加入到已查询路段集合SS中。所述边界点集N中任意两个边界点之间距离的集合，即边边距离集合NN=(n1nc:n1→nc),···,(n1nt:n1→nt),···(n2nc:n2→nc),···,(n2nt:n2→nt),···(ncnt:nc→nt);所述兴趣结果集R=[poif1qbb,(n1→poif1qbb,n2→poif1qbb,···,nc→poif1qbb)],[poif2qbb,(n1→poif2qbb,n2→poif2qbb,···,nc→poif2qbb)],···,[poifccqbb,(n1→poifccqbb,n2→poifccqbb,···,nc→poifccqbb)],mf中；mf表示兴趣结果集R中所包含的兴趣点的个数。该兴趣结果集R可以被边界点集N中任意边界点访问。区域外部查询模块（203）将查询队列集合QQS进行路网的扩展查询，并将得到的兴趣点添加至兴趣结果集R中，最后将兴趣结果集R返回给移动用户。...

【技术特征摘要】
1.一种面向城市路网的位置服务中支持区域的k最近邻查询方法，所述的面向城市路网的位置服务中支持区域的k最近邻查询方法内嵌在LBS服务器(20)中；其特征在于所述的面向城市路网的位置服务中支持区域的k最近邻查询方法通过初始化区域模块(201)、区域内部查询模块(202)和区域外部查询模块(203)执行完成； 初始化区域模块(201)用于将接收到的查询请求内容SID进行初始化处理，获得查询队列集合QQS ； 所述查询请求内容Sid的格式为Sid= {ID，qbb，XQ，E，N}，其中ID表示移动用户的标识；qbb表示移动用户请求的兴趣点类型；XQ表示移动用户请求的兴趣点类型的个数；E表示移动用户提出请求时所在区域的路段集合，也称为内部路段集合，且E= {ei，e2，…，eb}，E G ME, e:表示区域内的第I个路段，e2表示区域内的第2个路段，eb表示区域内的最后一个路段，b表示路段个数；N表示移动用户提出请求时所在区域路段边界点的集合，且N =In1, n2,…，nc, ...，nt, ...，nj , Ii1表示区域内的第I个边界点，n2表示区域内的第2个边界点，n。表示区域内的第c个边界点，nt表示区域内的第t个边界点，nx表示区域内的最后一个边界点，X表示边界点个数。区域内部查询模块(202)第一方面依据查询内容Q对内部路段集合E进行遍历，...

【专利技术属性】
技术研发人员：李巍，焦伟，李云春，刘春雷，蒋江涛，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：