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路网环境下的top-k skyline查询方法研究

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路网环境下的Top-k skyline查询方法研究

作者：冯国华哈尔滨理工大学

学位级别：硕士

随着定位设备的普及和地理-社交网络的发展，空间数据库查询技术得到了广泛的应用。传统的空间关键字查询往往通过空间和文本两个维度来查找目标对象，为丰富空间关键字查询语义，本文引入社会关系信息，分别提出了路网环境下基于社会... 详细信息

随着定位设备的普及和地理-社交网络的发展，空间数据库查询技术得到了广泛的应用。传统的空间关键字查询往往通过空间和文本两个维度来查找目标对象，为丰富空间关键字查询语义，本文引入社会关系信息，分别提出了路网环境下基于社会关系的top-k关键字和Skyline查询方法。主要研究内容如下：　　首先，针对现实生活用户在查询过程中会参考朋友建议或者网络用户评论的现象，本文在道路网top-k关键字查询中引入社会关系维度来改善查询结果，提出了基于社会关系的top-k关键字查询方法;设计了空间组件、社会关系组件、倒排文件组件和绑定组件的索引模型，并基于该模型提出了SIG*-TREE索引结构，减少了道路网距离计算;根据数据对象与查询对象在空间、文本和社会关系三个维度上的相似程度提出了数据对象的评分函数，满足了用户查询的多样化需求。理论和实验表明，该方法有效提升了top-k关键字查询的精确度和适配度。　　进一步，为解决基于社会关系的top-k关键字查询对用户先决知识要求较高的问题，本文提出了路网环境下基于社会关系的Skyline查询方法，返回的数据对象满足在空间、文本和社会关系三个维度上不被其他数据对象支配;进一步阐述了路网距离和欧氏距离的区别，并基于路网Voronoi图提出了3个定理来约剪数据集，避免了大量的路网距离计算;此外，由于查询返回的结果集还涉及非空间属性，故提出2个定理来进一步精炼数据集，避免了数据集大量的重复比较;并基于定理和数据对象的聚合评分函数，给出了数据集过滤算法和基于社会关系的Skyline查询算法。理论和实验表明，该算法提高了基于社会关系的Skyline查询的效率和准确率。

关键词：数据库查询 top-k查询 Skyline查询道路网空间 Voronoi图社会关系

基于SimRank的单源top-k查询算法研究

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基于SimRank的单源Top-k查询算法研究

作者：闵梦涛东华大学

学位级别：硕士

SimRank是一种基于图拓扑结构来评估顶点相似性的方法。基于SimRank的单源top-k查询问题,是求解与给定查询顶点SimRank相似度最高的k个顶点,其广泛应用于大规模数据图挖掘、协同过滤等领域。现有算法在计算单源顶点的top-k结果集时,需... 详细信息

SimRank是一种基于图拓扑结构来评估顶点相似性的方法。基于SimRank的单源top-k查询问题,是求解与给定查询顶点SimRank相似度最高的k个顶点,其广泛应用于大规模数据图挖掘、协同过滤等领域。现有算法在计算单源顶点的top-k结果集时,需要预先计算所有顶点与查询顶点之间的SimRank相似度,然后排序筛选出top-k结果集。由于现有算法在计算过程中存在许多无效计算,导致求解top-k结果集的效率较低。针对该问题,本文对单源top-k查询问题进行研究,具体的研究内容如下。首先,提出基于SimRank上下界的top-k结果集查询算法—HitSim。与现有算法直接计算所有顶点的SimRank不同,HitSim通过缩减所需计算的顶点规模,来提升查询top-k结果集的效率。其具体思想是:先对顶点进行分类,对不同类顶点分别求出相应的SimRank上界,然后在求解过程中维护top-k结果集的SimRank下界。通过比较top-k结果集的下界和不同类顶点集的SimRank上界,来减少所需处理的顶点数量。其次,提出针对稠密图的优化算法HitSim-OPT。由于HitSim对稠密图的顶点进行分类时,顶点可能会集中在一个顶点集中,导致HitSim剪枝效果变差。为解决这一问题,HitSim-OPT直接计算出所有顶点的SimRank上界,在计算过程中维护top-k结果集的SimRank下界,通过比较上下界,来确定是否需要处理相应的顶点。同时,对需要处理的顶点,使用其SimRank上界来减少反向游走的次数。最后,基于8个真实数据集进行测试,实验结果表明,本文所提出的HitSim算法和HitSim-OPT算法在保证查询结果准确率的基础上,查询效率比现有算法提升近三个数量级。

关键词：数据挖掘顶点相似性单源SimRank top-k查询随机游走

社交网络中多维度top-k查询算法设计与实现

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社交网络中多维度Top-K查询算法设计与实现

作者：吴永康哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

带有社交信息、空间位置信息以及关键字信息的社交数据能够帮助人们在社交网络中找到感兴趣的数据对象和用户,为此本文提出社交网络中的多维度top-k查询,来满足用户的查询需求。综合考虑社交信息、空间位置信息和关键字信息,根据用户指... 详细信息

带有社交信息、空间位置信息以及关键字信息的社交数据能够帮助人们在社交网络中找到感兴趣的数据对象和用户,为此本文提出社交网络中的多维度top-k查询,来满足用户的查询需求。综合考虑社交信息、空间位置信息和关键字信息,根据用户指定的评价函数计算社交网络数据的偏好得分,为用户返回偏好得分最高的k个结果。本文主要研究内容包括基于内存和外存的社交网络数据多维度top-k查询所需的索引结构和查询算法。本文设计了多种索引结构以及查询算法来满足不同场景下的社交网络多维度top-k查询,为用户相应的决策提供支持。针对内存中的社交网络多维度top-k查询,本文提出适用范围不同的三种查询算法。首先,基于社交网络维度的查询算法从查询节点出发层次遍历社交网络,更新未遍历数据对象的偏好得分上界,剪枝社交网络中的节点。其次,针对关键字维度建立关键字与空间网格的倒排索引,提出距离上界枢纽的概念用于社交距离估计,综合以上信息估计网格的偏好得分上界,剪枝空间网格。最后,针对空间维度建立SkR*索引,在R*树中添加社交信息和关键字信息,计算未遍历SkR*节点的偏好得分上限支持查询早终止。最终通过实验验证,本文提出的三种算法在不同适用范围内高效支持社交网络多维度top-k查询。针对外存中的社交网络多维度top-k查询,本文提出两种查询算法。首先,提出了以关键字信息为主要剪枝属性的SkI索引结构,并设计了外存中构建SkI索引的两阶段算法,提出了基于SkI索引结构的查询算法,通过划分社交网络来减少外存中社交网络数据对象和索引结构的访问代价。随后,提出了外存中SkR*索引的构建方法,通过先序遍历将SkR*节点信息以及子节点的位置写到磁盘,在查询过程中,利用SkR*中存储的多维度信息计算偏好得分上界,以此剪枝索引文件访问。并通过实验验证本文提出的两种查询算法分别在不同情况下高效地支持外存中的社交网络多维度top-k查询。最后,本文以两类不同的搜索算法为核心,实现了社交网络多维度top-k查询系统,有效地支持内存和外存中的社交网络多维度top-k查询。

关键词：空间社交网络 top-k查询倒排索引空间索引

一种基于改进网格多维TTI索引的动态top-k查询算法

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计算机学报 2019年第8期42卷 1827-1844页

作者：邓丹苹秦小麟李博涵郑伟刘亮李雪南京航空航天大学计算机科学与技术学院南京210016 江苏省软件新技术与产业化协同创新中心南京210016 江苏省易图地理信息科技股份有限公司江苏扬州225000 昆士兰大学信息技术与电子工程学院布里斯班澳大利亚4067

top-k查询是目前海量数据在动态环境中高效处理的重要方法之一.在许多实际应用中,满足用户偏好的top-k查询一般由两个部分组成:选择条件和排序函数.用户可自行设置排序函数,也可选择对不同数据子集进行查询.在传统数据库领域中已经对to... 详细信息

top-k查询是目前海量数据在动态环境中高效处理的重要方法之一.在许多实际应用中,满足用户偏好的top-k查询一般由两个部分组成:选择条件和排序函数.用户可自行设置排序函数,也可选择对不同数据子集进行查询.在传统数据库领域中已经对top-k算法进行了深入的研究,但是现有的方法不适用于大量目标对象的属性值发生动态变化的情况.在查询过程中由于目标对象的属性值发生改变可能导致查询结果的改变,从而对算法性能有更高的要求.围绕动态top-k计算问题,在网格索引的基础上提出了TTI索引,通过TTI索引中的概要信息高效计算网格k支配能力并划分影响区和自由区.根据划分的区域裁剪数据集并降低数据动态变化时需重新计算发生的概率.实验中采用多种数据集进行测试,分别与top-k、RankCube和CIA算法进行了比较.实验结果验证了算法的有效性,实验数据表明在静态情况下,该文算法的查询效率可比传统top-k算法最多快至8倍,动态情况下可比传统top-k算法最多快10倍.

关键词： top-k查询网格索引分区概要动态

纯Peer to Peer环境下有效的top-k查询

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软件学报 2005年第4期16卷 540-552页

作者：何盈捷王珊杜小勇中国人民大学信息学院北京100872

目前大多数的Peer-to-Peer(P2P)系统只支持基于文件标识的搜索,用户不能根据文件的内容进行搜索.top-k查询被广泛地应用于搜索引擎中,获得了巨大的成功.可是,由于P2P系统是一个动态的、分散的系统,在纯的P2P环境下进行top-k查询是具有... 详细信息

目前大多数的Peer-to-Peer(P2P)系统只支持基于文件标识的搜索,用户不能根据文件的内容进行搜索.top-k查询被广泛地应用于搜索引擎中,获得了巨大的成功.可是,由于P2P系统是一个动态的、分散的系统,在纯的P2P环境下进行top-k查询是具有挑战性的.提出了一种基于直方图的分层top-k查询算法.首先,采用层次化的方法实现分布式的top-k查询,将结果的合并和排序分散到P2P网络中的各个节点上,充分利用了网络中的资源.其次,根据节点返回的结果为节点构建直方图,利用直方图估计节点可能的分数上限,对节点进行选择,提高了查询效率.实验证明,top-k查询提高了查询效果,而直方图则提高了查询效率.

关键词： P2P网络 top-k查询搜索直方图

基于隐私保护和完整性验证的top-k查询方法

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计算机研究与发展 2014年第12期51卷 2585-2592页

作者：陈伟许若妹李玉岭南京邮电大学计算机学院江苏省无线传感网高技术研究重点实验室(南京邮电大学) 75576部队

2层无线传感器网络由于具有寿命长和易扩展的特点,已经成为当前的研究热点.top-k查询是一种重要的查询类型,但是大多数的top-k查询不能执行精确查询任务.提出了一种精确的top-k查询算法PI-TQ(privacy-preserving integrity-verification... 详细信息

2层无线传感器网络由于具有寿命长和易扩展的特点,已经成为当前的研究热点.top-k查询是一种重要的查询类型,但是大多数的top-k查询不能执行精确查询任务.提出了一种精确的top-k查询算法PI-TQ(privacy-preserving integrity-verification top-kquery),同时提供了隐私保护和完整性验证功能.算法采用2次查询方法以减少数据通信量,利用基于干扰数的扰动算法实现隐私保护,并采用概率空间邻居验证模式实现完整性验证.仿真结果表明,PI-TQ算法与同类算法相比较,可以明显减少查询的通信量和计算代价,同时保证查询结果的正确性、隐私性和完整性.

关键词： 2层无线传感器网络 top-k查询隐私保护完整性验证数据扰动

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路网移动对象空间关键字连续top-k查询

华中科技大学学报（自然科学版） 2014年第6期42卷 127-132页

作者：李艳红李国徽周斌中南民族大学计算机科学学院湖北武汉430074 华中科技大学计算机科学与技术学院湖北武汉430074

为了克服现有空间关键字查询方法大多只适用于欧氏空间查询处理的局限性,提出了一种渐增监控查询处理方法(CMA),以高效处理路网中移动对象空间关键字连续top-k查询问题(CMkSk).该方法用一棵组合扩展树CEtree来界定查询的监控范围,通过... 详细信息

为了克服现有空间关键字查询方法大多只适用于欧氏空间查询处理的局限性,提出了一种渐增监控查询处理方法(CMA),以高效处理路网中移动对象空间关键字连续top-k查询问题(CMkSk).该方法用一棵组合扩展树CEtree来界定查询的监控范围,通过识别、处理监控范围内对查询结果有影响的查询点和移动对象的位置更新对相应的CEtree进行修正,以保证查询结果的持续有效性.所提出的方法考虑了现实生活中对象的可移动性,可以处理查询点和数据对象在路网中自由移动的情形.最后,通过模拟实验证明了所提出算法较参照算法的性能提高约1.1倍.

关键词：空间关键字查询 top-k查询移动对象路网算法

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面向双层传感网的安全top-k查询协议

计算机研究与发展 2018年第11期55卷 2490-2500页

作者：马行坡梁俊斌马文鹏李银李然奎晓燕信阳师范学院计算机与信息技术学院河南信阳464000 广西大学计算机与电子信息学院南宁530004 中南大学信息科学与工程学院长沙410083

在物联网感知系统中,双层传感器网络(two-tiered wireless sensor networks,TWSNs)因其具有较好的网络健壮性和可扩展性而备受关注.然而,TWSNs中仍存在一些安全问题需要解决.在TWSNs中,位于上层的主管节点是其关键节点,攻击者易通过捕... 详细信息

在物联网感知系统中,双层传感器网络(two-tiered wireless sensor networks,TWSNs)因其具有较好的网络健壮性和可扩展性而备受关注.然而,TWSNs中仍存在一些安全问题需要解决.在TWSNs中,位于上层的主管节点是其关键节点,攻击者易通过捕获主管节点来破坏数据的隐私性,甚至破坏查询结果的数据完整性.针对TWSNs中top-k查询的数据隐私性和完整性保护问题,提出了一种基于顺序保留加密技术(order preserving encryption scheme,OPES)、对称密钥加密技术和数据权值关联技术的安全top-k查询处理协议(verifiable privacy-and-integrity preservation,VPP).利用这些技术,VPP通过制定特定的传感器节点数据预处理方法和主管节点查询处理方法,并利用Sink(用户)端的top-k查询结果数据完整性检验方法来实现top-k查询的数据隐私性和完整性保护.理论分析和实验结果表明:VPP不仅具有更好的安全性,同时在top-k查询处理的能效性方面也优于已有工作,并具有较低的计算复杂度.

关键词：物联网感知系统双层传感器网络 top-k查询隐私性完整性

基于连通支配集的无线传感网top-k查询最优支撑树研究

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电子学报 2017年第1期45卷 119-127页

作者：邬海琴王良民江苏大学计算机科学与通信工程学院江苏镇江212013

构建底层逻辑树能有效降低集中式top-k查询带来的巨大通信开销,针对现有逻辑树都以固定汇聚节点为根节点,导致其附近节点能耗太大、过早死亡的问题,本文在无固定汇聚节点的网络背景下,基于连通支配集,提出一种能耗均衡的top-k查询最优... 详细信息

构建底层逻辑树能有效降低集中式top-k查询带来的巨大通信开销,针对现有逻辑树都以固定汇聚节点为根节点,导致其附近节点能耗太大、过早死亡的问题,本文在无固定汇聚节点的网络背景下,基于连通支配集,提出一种能耗均衡的top-k查询最优支撑树构建方法,综合节点能量、度数以及与邻节点通信开销,选取能量代价小的作为支配节点负责查询中间数据处理,在每次查询中,节点基于地理位置ID轮流作为根节点,有效均衡节点的能耗.仿真实验表明,与其他逻辑拓扑树相比,基于最优支撑树的top-k查询具有相近的查询时间,但其平均每轮查询能耗更小,多次查询后各节点能耗达到均衡,有效延长了网络生命周期.

关键词：无线传感器网络 top-k查询连通支配集能耗均衡最优支撑树