Moving Objects Databases（移動對象數(shù)據(jù)庫）是近年誕生的—個較新的研究領域，其主要目標是允許用戶在數(shù)據(jù)庫中表示移動對象，并可以支持與時空變化（“移動”）相關的用戶查詢。隨著移動計算、位置相關服務、GIS等應用的不斷發(fā)展，移動對象數(shù)據(jù)庫受到了國內外越來越多的關注�！兑苿訉ο髷�(shù)據(jù)庫》包括了目前國際上的最新研究成果，覆蓋了支持移動對象應用的幾乎所有的底層數(shù)據(jù)庫技術，如數(shù)據(jù)模型、查詢代數(shù)、查詢語言、索引、查詢優(yōu)化等，同時也對移動對象數(shù)據(jù)庫的相關基本概念以及移動對象數(shù)據(jù)庫的發(fā)展歷史和未來趨勢進行了總結、比較和展望。
《移動對象數(shù)據(jù)庫》可作為高等學校計算機、GIS、遙感等相關專業(yè)研究生或高年級本科生的教學參考書，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雜問題嗎？比如，根據(jù)航海經(jīng)驗，海上的平均海流速度和風速是多少？……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�，F(xiàn)在我們考慮一個更現(xiàn)實的問題，就是颶風、海流以及輪船都是移動的對象。在這種情況下，我們應該怎樣組織和索引數(shù)據(jù)庫？應該提供什么樣的查詢語言來回答諸如“救援船只和直升機需要多久才能到達事故現(xiàn)場”這樣的問題？
隨著無線移動計算、RFID以及傳感器網(wǎng)絡技術的發(fā)展，似乎我們所遇到的每一個問題都要求我們去處理四維時空中的移動對象。產(chǎn)品制造、環(huán)境監(jiān)測、交通與分配、應急服務、電信等應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問題。但是，在過去10年里，空間數(shù)據(jù)庫、時態(tài)數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)庫索引、數(shù)據(jù)查詢等領域取得了極大的進展。我們已經(jīng)知道了應該如何去使用緊湊的結構表示一個三維對象，并且也知道了應該如何對時間和動態(tài)性方面的問題進行表達和推理。在最近5年里，空間數(shù)據(jù)庫和時態(tài)數(shù)據(jù)庫研究的集成促使了時空數(shù)據(jù)類型和處理方法的產(chǎn)生。
本書代表了時態(tài)和空間數(shù)據(jù)庫概念和技術集成的一個里程碑。它將現(xiàn)有的研究成果統(tǒng)一組織成了一個有機的整體，同時也給出了多個研究領域中的一些新成果和新技術。針對每種情況，作者都從已有知識開始，然后借助抽象和一般化的模型介紹新的概念，最后將新的想法轉換為實際的數(shù)據(jù)結構表示或者類SQL查詢語言的擴展。同樣通過這種方式，本書不僅給出了非常好的內容，也提供了很好的參考文獻。它可以將你帶領到研究的前沿。
古廷（Ralf Harmut Guting），德國哈根大學計算機科學專業(yè)教授。分別于1980年和1983年獲多特蒙德大學學士學位和博士學位，自1987年為多特蒙德大學教授。目前他的主要研究興趣集中在時空數(shù)據(jù)庫和移動對象數(shù)據(jù)庫方面，是移動對象數(shù)據(jù)庫領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)表高水平學術論文50多篇。
施奈得（Markus Schleidef），佛羅里達大學計算機與信息科學工程系副教授，同時也是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)研發(fā)中心成員。于1990年在多特蒙德大學獲得計算機科學學士學位，于1995年在德國哈根大學獲計算機科學博士學位。他目前是Geoinformatica的編委。研究興趣包括空間和時空數(shù)據(jù)庫、移動對象數(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，中國科學技術大學計算機科學技術系副教授，碩土生導師�，F(xiàn)為中國科學技術大學計算機科學技術系計算機應用研究室主任，ACM、ACM SIGMOD、IEEE、中國計算機學會和SCIP會員。近年來一直從事時空數(shù)據(jù)庫、移動對象數(shù)據(jù)庫和信息檢索研究，先后主持了多項國家自然科學基金、國家863項目、中科院專項基金等項目，在國內外期刊和學術會議上發(fā)表論文40多篇，其中SCI、EI檢索30多篇，并多次應邀擔任國際會議程序委員會委員。2003年獲中國科學院院長獎，2007年獲中國科學技術大學張宗植青年教師獎。
岳麗華，中國科學技術大學計算機科學技術系教授，博導。目前主要研究方向為閃存數(shù)據(jù)庫、實時數(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。目前擔任中國計算機學會數(shù)據(jù)庫專業(yè)委員會委員，教育部高等教育計算機科學與技術教學指導委員會委員，多次擔任WAIM、APWEB等國際會議的程序委員會成員。近5年來負責多項國家自然科學基金、國家863項目、中科院知識創(chuàng)新工程項目等課題的研究工作，以及多項數(shù)據(jù)庫信息系統(tǒng)應用開發(fā)項目。曾獲省部級獎勵4項。近年來在DEXA、ER、MDM、WebDB等國際會議和國內外刊物上發(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)模型和查詢語言擴展
1.2.3 實現(xiàn)策略
1.3 時態(tài)數(shù)據(jù)庫
1.3.1 傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中的時態(tài)信息管理
1.3.2 時間域
1.3.3 時間維
1.3.4 數(shù)據(jù)模型擴展
1.3.5 查詢語言擴展：TSQL2
1.4 移動對象
1.4.1 位置管理視角
1.4.2 時空數(shù)據(jù)視角
1.4.3 移動對象以及相關的查詢問題
1.4.4 時空數(shù)據(jù)分類
1.4.5 支持空間數(shù)據(jù)類型的時態(tài)數(shù)據(jù)庫
1.4.6 時空數(shù)據(jù)類型
1.5 進一步練習
1.6 參考文獻注釋
第2章 早期的時空數(shù)據(jù)庫
2.1 空間雙時態(tài)對象
2.1.1 一個應用場景
2.1.2 雙時態(tài)元素
2.1.3 空間對象的單純復形建模
2.1.4 空間雙時態(tài)對象
2.1.5 空間雙時態(tài)操作
2.1.6 時空數(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 進一步練習
2.4 參考文獻注釋
第3章 當前移動的建模與查詢
3.1 位置管理
3.2 MOST——針對當前和未來的移動的數(shù)據(jù)模型
3.2.1 基本假設
3.2.2 動態(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——平衡更新代價和不精確性
3.4.1 背景
3.4.2 運動過程的信息代價
3.4.3 基于代價優(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 移動對象的不確定性查詢
3.5.4 時空操作算法與時空謂詞算法
3.6 進一步練習
3.7 參考文獻注釋
第4章 移動歷史的建模與查詢
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 非時態(tài)類型上的操作
4.2.5 時態(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 非時態(tài)類型
4.3.3 時態(tài)類型
4.4 時空謂詞及其演變
4.4.1 動機
4.4.2 空間對象的拓撲謂詞
4.4.3 拓撲謂詞的時態(tài)提升問題
4.4.4 時態(tài)聚集
4.4.5 基本時空謂詞
4.4.6 演變：時態(tài)謂詞序列
4.4.1 演變的簡明語法
4.4.8 時空謂詞代數(shù)
4.4.9 例子
4.4.1 0時空謂詞的標準集合
4.4.1 1STQL中的演變查詢
4.5 進一步練習
4.6 參考文獻注釋
第5章 移動對象類型的數(shù)據(jù)結構和算法
5.1 數(shù)據(jù)結構
5.1.1 一般性要求和策略
5.1.2 非時態(tài)數(shù)據(jù)類型
5.1.3 時態(tài)數(shù)據(jù)類型
5.2 時態(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 進一步練習
5.5 參考文獻注釋
第6章 約束數(shù)據(jù)庫方法
6.1 抽象模型：無限關系
6.1.1 平面關系
6.1.2 嵌套關系
6.1.3 結論
6.2 離散模型：約束關系
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 約束關系上的關系代數(shù)
6.3 約束模型的實現(xiàn)
6.3.1 約束關系的表示
6.3.2 符號關系(約束公式)的表示
6.3.3 數(shù)據(jù)裝載和轉換
6.3.4 符號元組的規(guī)范化
6.3.5 代數(shù)操作的實現(xiàn)
6.4 進一步練習
6.5 參考文獻注釋
第7章 時空索引
7.1 幾何學前提
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 目錄結構
7.1.5 外部優(yōu)先搜索樹
7.1.6 外部范圍樹
7.2 移動對象索引要求
7.2.1 時間索引結構的特殊性
7.2.2 時空索引結構的設計準則
7.2.3 已有時空存取方法綜述
7.3 索引當前以及近期未來移動
7.3.1 一般性策略
7.3.2 TPR樹
7.3.3 對偶數(shù)據(jù)轉換方法
7.3.4 基于多層劃分樹的時間無關索引
7.3.5 動態(tài)B樹
7.3.6 動態(tài)外部范圍樹
7.3.7 基于多版本動態(tài)B樹的時間敏感索引
7.3.8 基于多版本外部動態(tài)范圍樹的時間無關索引
7.4 軌跡索引(索引移動歷史)
7.4.1 STR樹
7.4.2 TB樹
7.4.3 查詢處理
7.5 進一步練習
7.6 參考文獻注釋
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)絡中的移動
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
部分練習答案
參考文獻
引文列表
索引
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