Moving Objects Databases（移動(dòng)對象數(shù)據(jù)庫）是近年誕生的—個(gè)較新的研究領(lǐng)域，其主要目標(biāo)是允許用戶在數(shù)據(jù)庫中表示移動(dòng)對象，并可以支持與時(shí)空變化（“移動(dòng)”）相關(guān)的用戶查詢。隨著移動(dòng)計(jì)算、位置相關(guān)服務(wù)、GIS等應(yīng)用的不斷發(fā)展，移動(dòng)對象數(shù)據(jù)庫受到了國內(nèi)外越來越多的關(guān)注�！兑苿�(dòng)對象數(shù)據(jù)庫》包括了目前國際上的最新研究成果，覆蓋了支持移動(dòng)對象應(yīng)用的幾乎所有的底層數(shù)據(jù)庫技術(shù)，如數(shù)據(jù)模型、查詢代數(shù)、查詢語言、索引、查詢優(yōu)化等，同時(shí)也對移動(dòng)對象數(shù)據(jù)庫的相關(guān)基本概念以及移動(dòng)對象數(shù)據(jù)庫的發(fā)展歷史和未來趨勢進(jìn)行了總結(jié)、比較和展望。
《移動(dòng)對象數(shù)據(jù)庫》可作為高等學(xué)校計(jì)算機(jī)、GIS、遙感等相關(guān)專業(yè)研究生或高年級本科生的教學(xué)參考書，也可供數(shù)據(jù)庫研究人員和GIS、空間數(shù)據(jù)分析等專業(yè)人員參考使用。
颶風(fēng)在數(shù)據(jù)庫中該如何表示？海浪和海流該如何表示？在海上作業(yè)的輪船又該如何表示？如果我們已經(jīng)有了某種表示方法，那么它能回答一些我們感興趣的復(fù)雜問題嗎？比如，根據(jù)航海經(jīng)驗(yàn)，海上的平均海流速度和風(fēng)速是多少？……這些都是空間數(shù)據(jù)庫中具有挑戰(zhàn)性的問題。但是，空間數(shù)據(jù)庫是靜態(tài)的。現(xiàn)在我們考慮一個(gè)更現(xiàn)實(shí)的問題，就是颶風(fēng)、海流以及輪船都是移動(dòng)的對象。在這種情況下，我們應(yīng)該怎樣組織和索引數(shù)據(jù)庫？應(yīng)該提供什么樣的查詢語言來回答諸如“救援船只和直升機(jī)需要多久才能到達(dá)事故現(xiàn)場”這樣的問題？
隨著無線移動(dòng)計(jì)算、RFID以及傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，似乎我們所遇到的每一個(gè)問題都要求我們?nèi)ヌ幚硭木S時(shí)空中的移動(dòng)對象。產(chǎn)品制造、環(huán)境監(jiān)測、交通與分配、應(yīng)急服務(wù)、電信等應(yīng)用都面臨著同樣的挑戰(zhàn)性問題，即如何表示和查詢描述了移動(dòng)對象的數(shù)據(jù)庫。
在15年前①，這些數(shù)據(jù)表示和數(shù)據(jù)查詢的問題還很難處理——我們不得不用人工或者近似的方式來解決每一個(gè)問題。但是，在過去10年里，空間數(shù)據(jù)庫、時(shí)態(tài)數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)庫索引、數(shù)據(jù)查詢等領(lǐng)域取得了極大的進(jìn)展。我們已經(jīng)知道了應(yīng)該如何去使用緊湊的結(jié)構(gòu)表示一個(gè)三維對象，并且也知道了應(yīng)該如何對時(shí)間和動(dòng)態(tài)性方面的問題進(jìn)行表達(dá)和推理。在最近5年里，空間數(shù)據(jù)庫和時(shí)態(tài)數(shù)據(jù)庫研究的集成促使了時(shí)空數(shù)據(jù)類型和處理方法的產(chǎn)生。
本書代表了時(shí)態(tài)和空間數(shù)據(jù)庫概念和技術(shù)集成的一個(gè)里程碑。它將現(xiàn)有的研究成果統(tǒng)一組織成了一個(gè)有機(jī)的整體，同時(shí)也給出了多個(gè)研究領(lǐng)域中的一些新成果和新技術(shù)。針對每種情況，作者都從已有知識(shí)開始，然后借助抽象和一般化的模型介紹新的概念，最后將新的想法轉(zhuǎn)換為實(shí)際的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)表示或者類SQL查詢語言的擴(kuò)展。同樣通過這種方式，本書不僅給出了非常好的內(nèi)容，也提供了很好的參考文獻(xiàn)。它可以將你帶領(lǐng)到研究的前沿。
古廷（Ralf Harmut Guting），德國哈根大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)專業(yè)教授。分別于1980年和1983年獲多特蒙德大學(xué)學(xué)士學(xué)位和博士學(xué)位，自1987年為多特蒙德大學(xué)教授。目前他的主要研究興趣集中在時(shí)空數(shù)據(jù)庫和移動(dòng)對象數(shù)據(jù)庫方面，是移動(dòng)對象數(shù)據(jù)庫領(lǐng)域最著名的研究者之一。他是ACM Transactlon on Database Systems 副主編，VLDB Journal、Geoinfformatica等的編委。出版教科書3本，發(fā)表高水平學(xué)術(shù)論文50多篇。
施奈得（Markus Schleidef），佛羅里達(dá)大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息科學(xué)工程系副教授，同時(shí)也是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)研發(fā)中心成員。于1990年在多特蒙德大學(xué)獲得計(jì)算機(jī)科學(xué)學(xué)士學(xué)位，于1995年在德國哈根大學(xué)獲計(jì)算機(jī)科學(xué)博士學(xué)位。他目前是Geoinformatica的編委。研究興趣包括空間和時(shí)空數(shù)據(jù)庫、移動(dòng)對象數(shù)據(jù)庫、模糊數(shù)據(jù)庫以及生物數(shù)據(jù)庫。
譯者簡介：
金培權(quán)，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)系副教授，碩土生導(dǎo)師�，F(xiàn)為中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)系計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究室主任，ACM、ACM SIGMOD、IEEE、中國計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)和SCIP會(huì)員。近年來一直從事時(shí)空數(shù)據(jù)庫、移動(dòng)對象數(shù)據(jù)庫和信息檢索研究，先后主持了多項(xiàng)國家自然科學(xué)基金、國家863項(xiàng)目、中科院專項(xiàng)基金等項(xiàng)目，在國內(nèi)外期刊和學(xué)術(shù)會(huì)議上發(fā)表論文40多篇，其中SCI、EI檢索30多篇，并多次應(yīng)邀擔(dān)任國際會(huì)議程序委員會(huì)委員。2003年獲中國科學(xué)院院長獎(jiǎng)，2007年獲中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)張宗植青年教師獎(jiǎng)。
岳麗華，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)系教授，博導(dǎo)。目前主要研究方向?yàn)殚W存數(shù)據(jù)庫、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫、遙感圖像處理等。其他研究興趣包括Web信息抽取、信息集成等。目前擔(dān)任中國計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)數(shù)據(jù)庫專業(yè)委員會(huì)委員，教育部高等教育計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)委員，多次擔(dān)任WAIM、APWEB等國際會(huì)議的程序委員會(huì)成員。近5年來負(fù)責(zé)多項(xiàng)國家自然科學(xué)基金、國家863項(xiàng)目、中科院知識(shí)創(chuàng)新工程項(xiàng)目等課題的研究工作，以及多項(xiàng)數(shù)據(jù)庫信息系統(tǒng)應(yīng)用開發(fā)項(xiàng)目。曾獲省部級獎(jiǎng)勵(lì)4項(xiàng)。近年來在DEXA、ER、MDM、WebDB等國際會(huì)議和國內(nèi)外刊物上發(fā)表論文50多篇。
前言
第1章 概述
1.1 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)
1.2 空間數(shù)據(jù)庫
1.2.1 空間概念建模
1.2.2 數(shù)據(jù)模型和查詢語言擴(kuò)展
1.2.3 實(shí)現(xiàn)策略
1.3 時(shí)態(tài)數(shù)據(jù)庫
1.3.1 傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中的時(shí)態(tài)信息管理
1.3.2 時(shí)間域
1.3.3 時(shí)間維
1.3.4 數(shù)據(jù)模型擴(kuò)展
1.3.5 查詢語言擴(kuò)展：TSQL2
1.4 移動(dòng)對象
1.4.1 位置管理視角
1.4.2 時(shí)空數(shù)據(jù)視角
1.4.3 移動(dòng)對象以及相關(guān)的查詢問題
1.4.4 時(shí)空數(shù)據(jù)分類
1.4.5 支持空間數(shù)據(jù)類型的時(shí)態(tài)數(shù)據(jù)庫
1.4.6 時(shí)空數(shù)據(jù)類型
1.5 進(jìn)一步練習(xí)
1.6 參考文獻(xiàn)注釋
第2章 早期的時(shí)空數(shù)據(jù)庫
2.1 空間雙時(shí)態(tài)對象
2.1.1 一個(gè)應(yīng)用場景
2.1.2 雙時(shí)態(tài)元素
2.1.3 空間對象的單純復(fù)形建模
2.1.4 空間雙時(shí)態(tài)對象
2.1.5 空間雙時(shí)態(tài)操作
2.1.6 時(shí)空數(shù)據(jù)庫查詢
2.2 基于事件的方法
2.2.1 模型
2.2.2 查詢處理算法
2.3 進(jìn)一步練習(xí)
2.4 參考文獻(xiàn)注釋
第3章 當(dāng)前移動(dòng)的建模與查詢
3.1 位置管理
3.2 MOST——針對當(dāng)前和未來的移動(dòng)的數(shù)據(jù)模型
3.2.1 基本假設(shè)
3.2.2 動(dòng)態(tài)屬性
3.2.3 對象位置表示
3.2.4 數(shù)據(jù)庫歷史
3.2.5 3種查詢類型
3.3 FTL——基于未來時(shí)態(tài)邏輯的查詢語言
3.3.1 查詢例子
3.3.2 語法
3.3.3 語義
3.3.4 FTL查詢求解
3.4 位置更新——平衡更新代價(jià)和不精確性
3.4.1 背景
3.4.2 運(yùn)動(dòng)過程的信息代價(jià)
3.4.3 基于代價(jià)優(yōu)化的推測定位策略
3.4.4 推測定位位置更新策略
3.5 移動(dòng)對象軌跡的不確定性
3.5.1 軌跡模型
3.5.2 軌跡的不確定性概念
3.5.3 移動(dòng)對象的不確定性查詢
3.5.4 時(shí)空操作算法與時(shí)空謂詞算法
3.6 進(jìn)一步練習(xí)
3.7 參考文獻(xiàn)注釋
第4章 移動(dòng)歷史的建模與查詢
4.1 基于抽象數(shù)據(jù)類型的方法
4.1.1 類型和操作
4.1.2 抽象模型與離散模型
4.1.3 抽象數(shù)據(jù)類型的語言嵌入
4.2 抽象模型
4.2.1 數(shù)據(jù)類型
4.2.2 數(shù)據(jù)類型的形式化定義
4.2.3 操作概述
4.2.4 非時(shí)態(tài)類型上的操作
4.2.5 時(shí)態(tài)類型上的操作
4.2.6 對象集合上的操作
4.3 離散模型
4.3.1 概述
4.3.2 非時(shí)態(tài)類型
4.3.3 時(shí)態(tài)類型
4.4 時(shí)空謂詞及其演變
4.4.1 動(dòng)機(jī)
4.4.2 空間對象的拓?fù)渲^詞
4.4.3 拓?fù)渲^詞的時(shí)態(tài)提升問題
4.4.4 時(shí)態(tài)聚集
4.4.5 基本時(shí)空謂詞
4.4.6 演變：時(shí)態(tài)謂詞序列
4.4.1 演變的簡明語法
4.4.8 時(shí)空謂詞代數(shù)
4.4.9 例子
4.4.1 0時(shí)空謂詞的標(biāo)準(zhǔn)集合
4.4.1 1STQL中的演變查詢
4.5 進(jìn)一步練習(xí)
4.6 參考文獻(xiàn)注釋
第5章 移動(dòng)對象類型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法
5.1 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
5.1.1 一般性要求和策略
5.1.2 非時(shí)態(tài)數(shù)據(jù)類型
5.1.3 時(shí)態(tài)數(shù)據(jù)類型
5.2 時(shí)態(tài)數(shù)據(jù)類型上的操作算法
5.2.1 一般性考慮
5.2.2 投影到域/范圍
5.2.3 與域/范圍的交互
5.2.4 變化率
5.3 提升操作算法
5.3.1 謂詞
5.3.2 集合操作
5.3.3 聚集
5.3.4 數(shù)值特性
5.3.5 距離和方向
5.3.6 布爾操作
5.4 進(jìn)一步練習(xí)
5.5 參考文獻(xiàn)注釋
第6章 約束數(shù)據(jù)庫方法
6.1 抽象模型：無限關(guān)系
6.1.1 平面關(guān)系
6.1.2 嵌套關(guān)系
6.1.3 結(jié)論
6.2 離散模型：約束關(guān)系
6.2.1 基于約束的空問模型
6.2.2 線性約束數(shù)據(jù)模型
6.2.3 約束關(guān)系上的關(guān)系代數(shù)
6.3 約束模型的實(shí)現(xiàn)
6.3.1 約束關(guān)系的表示
6.3.2 符號(hào)關(guān)系(約束公式)的表示
6.3.3 數(shù)據(jù)裝載和轉(zhuǎn)換
6.3.4 符號(hào)元組的規(guī)范化
6.3.5 代數(shù)操作的實(shí)現(xiàn)
6.4 進(jìn)一步練習(xí)
6.5 參考文獻(xiàn)注釋
第7章 時(shí)空索引
7.1 幾何學(xué)前提
7.1.1 基于R樹家族的多維空間索引
7.1.2 對偶性
7.1.3 外部劃分樹
7.1.4 目錄結(jié)構(gòu)
7.1.5 外部優(yōu)先搜索樹
7.1.6 外部范圍樹
7.2 移動(dòng)對象索引要求
7.2.1 時(shí)間索引結(jié)構(gòu)的特殊性
7.2.2 時(shí)空索引結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則
7.2.3 已有時(shí)空存取方法綜述
7.3 索引當(dāng)前以及近期未來移動(dòng)
7.3.1 一般性策略
7.3.2 TPR樹
7.3.3 對偶數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換方法
7.3.4 基于多層劃分樹的時(shí)間無關(guān)索引
7.3.5 動(dòng)態(tài)B樹
7.3.6 動(dòng)態(tài)外部范圍樹
7.3.7 基于多版本動(dòng)態(tài)B樹的時(shí)間敏感索引
7.3.8 基于多版本外部動(dòng)態(tài)范圍樹的時(shí)間無關(guān)索引
7.4 軌跡索引(索引移動(dòng)歷史)
7.4.1 STR樹
7.4.2 TB樹
7.4.3 查詢處理
7.5 進(jìn)一步練習(xí)
7.6 參考文獻(xiàn)注釋
第8章 展望
8.1 數(shù)據(jù)獲取
8.2 測試數(shù)據(jù)生成
8.3 網(wǎng)絡(luò)中的移動(dòng)
8.4 連續(xù)查詢和基于位置的查詢的處理
8.5 聚集操作與選擇性估計(jì)
部分練習(xí)答案
參考文獻(xiàn)
引文列表
索引
關(guān)于作者
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