反向最近邻联合查询技术的研究

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随着GPS设备的不断普及,基于位置的服务逐渐走进我们的日常生活。反向k最近邻(Reverse k Nearest Neighbor, RkNN)查询作为基于位置服务的支持技术之一,已经成为当前的一个研究热点问题。RkNN查询检索的是以查询点为k最近邻的对象集合,目前研究主要集中在单色反向k最近邻查询上,而对于双色反向k最近邻查询研究较少,且现有的算法不能高效地处理查询发起者为一个集合的双色反向k最近邻查询问题。针对现有查询算法的不足,本文提出了一种基于集合的双色反向k最近邻查询——双色反向k最近邻联合查询(Bichromatic Reverse k Nearest Neighbor Combined query, CBRkNNquery),并给出了高效的CBRkNN查询算法。首先,在分析和总结现有RkNN查询算法的基础上,本文提出了CBRkNN查询问题,并且给出了基于Finch的CBRkNN查询算法。算法首先根据查询集合构造出查询区域,然后检索出落入该区域内的用户构成候选集,最后对候选集中每个用户进行确认,排除错误的查询结果。实验验证了算法的高效性。其次,通过对基于Voronoi图的BRNN查询算法的深入研究,本文引入了影响区域的概念并提出了基于影响区域的CBRNN查询算法。算法将查询集合与Voronoi图结合,给出了组Voronoi图的定义。算法利用组Voronoi图构造出查询集合的影响区域,检索出落入该区域内的用户构成结果集。实验验证了基于影响区域的CBRNN查询算法比基于Finch的CBRNN查询算法效率更高。最后,本文引入k级影响区域的概念并利用该区域减小搜索空间,给出了基于k级影响区域的CBRkNN查询算法(k>1)。算法根据查询集合划分平面,引入凸多边形级别的定义,搜索出级别小于k的凸多边形构成k级影响区域,最后检索出落入该区域内的用户构成结果集。实验验证了基于k级影响区域的CBRkNN查询算法比基于Finch的CBRkNN查询算法效率更高。综上所述,本文针对现有BRkNN查询算法存在的局限性,创新地提出了基于查询集合的CBRkNN查询问题,并分别给出了基于Finch的CBRkNN查询算法、基于影响区域的CBRNN查询算法以及基于k级影响区域的CBRkNN查询算法(k>1)。本文从理论方面证明了算法的正确性,并且通过模拟实验验证了算法的高效性。
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