時(shí)空數(shù)據(jù)庫中不確定性處理技術(shù)若干關(guān)鍵問題研究.pdf

1、在復(fù)雜多變的現(xiàn)實(shí)世界中，時(shí)空不確定性廣泛存在。知識(shí)的不完備性、概念的模糊性與數(shù)據(jù)的衍生性，使得實(shí)體具有不確定性特征。作為一種面向時(shí)空實(shí)體的數(shù)據(jù)庫管理技術(shù)，時(shí)空數(shù)據(jù)庫必須充分分析時(shí)空不確定性并提供合理的解決方法。本文從數(shù)據(jù)模型、分析操作和查詢處理等方面對時(shí)空數(shù)據(jù)庫中不確定性處理技術(shù)的若干關(guān)鍵問題進(jìn)行了深入研究，給出了相應(yīng)研究成果。 論文主要在以下幾個(gè)方面取得了進(jìn)展： ⑴提出了一種基于灰集的不確定性時(shí)空表示模型，用一個(gè)灰色區(qū)

2、域來表示不確定性時(shí)空對象的不確定性范圍，以灰集的上、下兩個(gè)隸屬度函數(shù)來表示對象的不確定性分布。相對于模糊集模型，該模型關(guān)注上下隸屬度函數(shù)之間的未知區(qū)域而不是隸屬度函數(shù)本身，減少了對隸屬度函數(shù)自身精確度的依賴；相對于粗糙集模型，該模型可以通過對隸屬度函數(shù)的截集計(jì)算定量描述實(shí)體的不確定性，提高了對時(shí)空不確定性的定量表示能力。該模型放寬了對時(shí)空實(shí)體已知信息的限制，適合表示部分已知、部分未知的不確定性對象。 ⑵針對隨時(shí)間連續(xù)變化的區(qū)域?qū)?/p>

3、象，提出了一種基于rcc公理的不確定時(shí)空拓?fù)潢P(guān)系形式化分析方法。采用不確定性高維空間拓?fù)潢P(guān)系來判定不確定性低維時(shí)空關(guān)系，將二維Egg/Yolk模型擴(kuò)充到三維空間，設(shè)計(jì)并證明了三維不確定性空間拓?fù)潢P(guān)系和不確定性時(shí)空關(guān)系之間的轉(zhuǎn)換規(guī)則，最終獲得了隨時(shí)間演化的不確定性區(qū)域間拓?fù)潢P(guān)系的形式化分析方法和所有拓?fù)潢P(guān)系的完備描述。 ⑶實(shí)現(xiàn)模型方面，提出了一種基于GM(1,1)灰模型的時(shí)空單元計(jì)算方法。能夠在持續(xù)運(yùn)動(dòng)對象各離散抽樣點(diǎn)包含不確定性

4、的情況下降低由離散表示帶來的誤差和不確定性，能夠穩(wěn)定地反映不確定性時(shí)空對象各個(gè)時(shí)態(tài)單元內(nèi)的整體變化趨勢。與已有的線性局部插值模型相比，模型的誤差穩(wěn)定，預(yù)測性能良好。 ⑷不確定性時(shí)空查詢處理方面，首先設(shè)計(jì)了一種不確定性時(shí)空查詢的符號(hào)表示法，用于對各類不確定性時(shí)空查詢進(jìn)行統(tǒng)一歸類和處理。表示法消除了由不同表現(xiàn)形式帶來的語義混淆，能建立起各種形式不同查詢的內(nèi)在聯(lián)系。然后提出了一種基于最小外接矩形對的查詢處理框架，設(shè)計(jì)了查詢重寫規(guī)則和執(zhí)

5、行策略，以對象的內(nèi)、外2個(gè)外接矩形來過濾不需要參與運(yùn)算的元組，可以有效提高不確定性時(shí)空查詢的處理效率。最后針對時(shí)空查詢估計(jì)問題提出了一種可采用的基于直方圖的時(shí)空選擇性查詢灰色估計(jì)方法。 另外，針對提出的抽象模型，基于Gueting的確定性時(shí)空數(shù)據(jù)類型系統(tǒng)，本文設(shè)計(jì)了一個(gè)不確定性時(shí)空數(shù)據(jù)類型系統(tǒng)，給出了各類型的形式化定義；討論了類型的一般性和通用性、在集合操作下的封閉性、時(shí)空一致性和獨(dú)立性；以該類型系統(tǒng)作為指導(dǎo)，基于Realms和