林業(yè)位置服務(wù)平臺(tái)中基于道路網(wǎng)絡(luò)的KNN查詢研究.pdf

1、學(xué)位論文學(xué)校代碼：1 0 2 2 5學(xué) 號(hào)：B 1 4 0 3 0林業(yè)位置服務(wù)平臺(tái)中基于道路網(wǎng)絡(luò)的K N N 查詢研究指導(dǎo)教師姓名：申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：論文提交日期：授予學(xué)位單位：孫海龍王霓虹教授博士 學(xué)科專業(yè)： 森林工程2 0 1 4 年4 月 論文答辯日期： 2 0 1 4 年6 月1 6 日東北林業(yè)大學(xué) 授予學(xué)位日期：答辯委員會(huì)主席：論文評(píng)閱人：素夕厶符景大學(xué)摘要摘要林業(yè)信息化建設(shè)是推進(jìn)由“數(shù)字林業(yè)”向“智慧林業(yè)”轉(zhuǎn)變的重要保障，迫切需

2、要將成熟的、先進(jìn)的技術(shù)和創(chuàng)新的理念相結(jié)合以更好地服務(wù)于林業(yè)?；谖恢梅?wù)是指采用無(wú)線定位、G I S 、I n t e r n e t 、無(wú)線通訊、數(shù)據(jù)庫(kù)等相關(guān)技術(shù)交叉融合的一種基于空間位置的移動(dòng)信息服務(wù)，是通過獲取移動(dòng)用戶的位黃信息為用戶提供包括路徑引導(dǎo)、位囂查詢、應(yīng)急指揮、緊急呼叫等眾多服務(wù)的技術(shù)基礎(chǔ)，在緊急救援、個(gè)人定位、車輛導(dǎo)航、人員調(diào)度等方面得到廣泛的應(yīng)用，具有良好的發(fā)展前景。將基于位置服務(wù)技術(shù)引入到林業(yè)中，對(duì)推動(dòng)林業(yè)信息化建

3、設(shè)，加快“智慧林業(yè)”發(fā)展進(jìn)程具有重要的支撐作用。本文針對(duì)林業(yè)部門在人員管理、應(yīng)急指揮方面智能化管理的迫切需要，分析了構(gòu)建林業(yè)位置服務(wù)平臺(tái)的關(guān)鍵技術(shù)，對(duì)位置服務(wù)中基于道路網(wǎng)絡(luò)的移動(dòng)對(duì)象K 最近鄰查詢關(guān)鍵問題展開深入研究，并構(gòu)建了林業(yè)位置服務(wù)監(jiān)測(cè)平臺(tái)，為人員管理和應(yīng)急指揮提供人員定位、路徑規(guī)劃、指揮調(diào)度等提供支撐。論文主要研究工作和創(chuàng)新點(diǎn)有以下幾個(gè)方面：( 1 ) 闡述了基于位置服務(wù)的關(guān)鍵技術(shù)，分析各關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)需要解決的問題，針對(duì)林區(qū)環(huán)境

4、特點(diǎn)，確定本文采用的研究方法和研究手段；( 2 ) 道路網(wǎng)模型是實(shí)現(xiàn)基于道路網(wǎng)絡(luò)K 最近鄰查詢的基礎(chǔ)，在分析已有道路網(wǎng)模型優(yōu)缺點(diǎn)的基礎(chǔ)上，基于林區(qū)道路網(wǎng)特點(diǎn)，提出基于路徑建模的道路網(wǎng)絡(luò)模型，能夠表示單、雙行路以及十字路口的轉(zhuǎn)向規(guī)則；( 3 ) 在基于道路網(wǎng)絡(luò)的移動(dòng)對(duì)象索引中，道路網(wǎng)和移動(dòng)對(duì)象并不是孤立存在的，因此，在索引結(jié)構(gòu)中需要對(duì)道路網(wǎng)和移動(dòng)對(duì)象同時(shí)索引，從索引結(jié)構(gòu)查詢性能和更新性能兩方面綜合考慮，應(yīng)將靜態(tài)的道路網(wǎng)和動(dòng)態(tài)的移動(dòng)對(duì)象分別

5、存儲(chǔ)，基于這一思想，本文提出具有三層結(jié)構(gòu)的索引結(jié)構(gòu)，利用R 樹對(duì)靜態(tài)的道路網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行索引，使用h a s h 表和鄰接列表對(duì)移動(dòng)對(duì)象及道路邊連接關(guān)系進(jìn)行索引；( 4 ) 基于已經(jīng)建立的道路網(wǎng)模型和移動(dòng)對(duì)象索引結(jié)構(gòu)，研究基于道路網(wǎng)絡(luò)的K 最近鄰查詢問題，為了滿足位置服務(wù)平臺(tái)中對(duì)查詢請(qǐng)求的快速響應(yīng)的要求，一方面利用預(yù)計(jì)算技術(shù)計(jì)算各道路邊節(jié)點(diǎn)之間的最短路徑：另一方面，考慮到查詢時(shí)通常將方向關(guān)系作為查詢約束條件，將方向關(guān)系約束條件引入到最近鄰查詢

6、問題中，提出基于方向關(guān)系約束的K 最近鄰查詢算法，進(jìn)一步提高算法的查詢速度；通過實(shí)驗(yàn)對(duì)比分析，提出的基于預(yù)計(jì)算技術(shù)的P C —K N N 算法和基于方向約束的C D R —C K N N 算法都表現(xiàn)出良好的查詢性能。( 5 ) 以“基于物聯(lián)網(wǎng)的監(jiān)測(cè)技術(shù)及在林業(yè)上的應(yīng)用研究項(xiàng)目”為依托，基于林業(yè)部門現(xiàn)有的G P S 對(duì)講設(shè)備、項(xiàng)目搭建的無(wú)線傳感器設(shè)備、無(wú)線電臺(tái)等通信設(shè)備，基于位置服務(wù)技術(shù)研究思路，運(yùn)用W e b G I S 技術(shù)、G P