본 논문은 옥내 이동객체 데이터베이스의 갱신 전략을 제안한다. 제안하는 방법은 최근의 일련의 측정치에 칼만 필터를 적용하여 이동객체의 속도를 예측하고, 예측한 속도를 최근 측정치에 적용하여 현재 위치를 추정한다. 그리고 현재 위치로 추정된 값과 현재 실측값의 차이가 일정 거리 이하이면 실측값을 전송하지 않는다. 제안하는 방법의 효율성을 검증하기 위하여 실험 공간을 실제로 걸어가면서 측정한 일련의 측정치에 제안하는 방안을 적용하여 전송을 절약하는 비율과 이로 인한 오차의 증가율을 분석한다.
기존의 공간 색인에 관한 연구는 효율적인 검색 방법을 제시하였지만 이동체 데이터베이스에서는 질의처 리의 효율성보다 이동 객체의 최근 위치를 빨리 저장하는 것이 더 중요하다. 그러므로 기존의 색인은 가능한 정확한 현재 위치 정보를 제공해야 하는 이동체 데이터베이스에는 적용할 수 없다. 이 논문에서는 이동 객체의 색인 구축비용을 줄이기 위한 처리 기법을 제안한다. 구체적으로 각 이동 객체의 위치 변경 보고 즉시 변경하는 방법과 일정 주기마다 전체 객체에 대해 재색인하는 방법의 장단점을 분석하고, 데이터베이스 변경 횟수의 최소화를 위해 이동체의 특성을 감안한 새로운 선택적 즉시 변경 방법을 제안한다.
이동객체란 시간에 따라 객체의 공간속성이 연속적으로 변하는 객체를 말한다. 기존의 데이터베이스를 이용하여 이를 관리할 경우, 단순히 객체의 현재 위치정보만을 저장하므로 과거 및 미래의 위치정보를 제공하지 못하는 단점을 가진다. 따라서 이 논문에서 제안한 이동 객체 관리 및 위치 예측기는 과거 이력질의 뿐만 아니라 샘플링되지 않은 객체의 위치를 보간법을 사용하여 계산한다. 그리고 객체의 행위정보를 저장하고 시간에 대한 함수를 사용하여 가까운 미래에 대한 이동객체의 향후위치를 사용자에게 제공하는 하는 특징을 가진다.
이동 객체 데이터베이스 시스템에서 시공간 조인 연산은 이동 객체들의 결합을 위한 중요한 연산이며 수행 시간은 이동 객체의 수가 증가함에 따라 기하급수적으로 증가한다. 그러므로 효과적인 시공간 조인 연산이 필수적이다. 본 논문에서는 기존의 공간 조인에서 활용되었던 기법들을 이동객체 조인에 적용하였다. 이동 객체의 궤적에 대한 정보를 잘 유지하고 있는 시공간 색인인 TB-Tree 를 이용한 깊이 우선 탐색 기반과 넓이 우선 탐색 기반 TB-Tree 조인에 대한 알고리즘들을 제시하고 구현한 알고리즘들의 성능 비교한 실험 결과를 제시한다.
실세계의 움직이는 여러 이동객체들은 시공간적인 특성을 지니고 있다. 이들 객체는 실세계의 공간 즉, 점들의 집합 내에 위치해 있으며 이들을 데이터베이스로 표현 및 관리하기 위해서는 점 흑은 영역 형태로 표현하고 저장하게 된다. 이 논문에서는 샘플링되지 않은 시점에 대한 이동객체의 위치 질의시 발생할 수 있는 이동객체의 불확실성을 처리하는 데 있어서, 기존의 선형 보간법 대신 이동객체의 위치값 자체의 오차범위까지 고려하는 다항회함수(polynomial regression function)을 이용한 이동객체의 불확실한 이동위치 추정 방법을 제시하였으며, 이동객체의 이동경로를 구현하였다. 다항회귀모형을 이용할 경우 선형 보간법 보다 추정된 위치간에 대한 오차를 줄일 수 있으며, 이동객체의 과거 및 미래 위치값을 사용자에게 반환해 줄 수 있는 장점을 가진다.
자동차, 모바일 폰, PDA와 같은 이동 객체를 모바일 데이터베이스에 정확히 색인하기 위해서는 위치 정보를 계속적으로 변경해주어야 하며 이는 많은 시간이 소요된다. 기존의 공간 색인에 관한 연구는 효율적인 검색 방법을 제시하였지만 이동체 데이터베이스에서는 질의처리의 효율성보다 이동객체의 위치정보를 빨리 획득하고, 최신 위치를 저장하는 것이 더 중요하다. 그러므로 가능한 한 정확한 현재 위치 정보를 제공해야 하는 이동체 데이터베이스를 위해서는 병렬 처리 시스템의 도입이 필요하다. 이 논문에서는 다중 처리기를 이용하여 모바일 객체를 공간 색인 하는 시스템을 제안한다. 구체적으로 데이터베이스의 변경 연산을 최소화하기 위해 이동객체의 특성을 이용한 버켓 분할 기법을 제안한다. 그리고 처리기간의 메시지 전송량을 줄이기 위한 데이터 획득 방법 및 버켓 경계 정보 전송 방법을 제안한다.
이동객체는 시간에 따라 공간 객체의 위치 및 영역이 연속적으로 변경되는 시공간 데이터이다. 기존의 데이터베이스 시스템을 이용하여 시공간 이동 객체를 관리할 경우 다음의 두 가지 문제점을 가진다. 첫째, 시간에 따라 변화되는 위치 정보에 대한 빈번한 갱신이 발생된다. 둘째, 항상 객체의 현재 상태만이 저장되므로 시공간 이동 객체의 과거와 미래에 관한 정보를 제공하지 못한다. 따라서, 이 논문에서는 빈번한 갱신없이 이동 객체의 이력 정보를 관리할 뿐만 아니라 과거, 현재 그리고 가까운 미래에 관한 모든 위치 정보를 제공할 수 있는 시공간 이동 객체 관리 시스템을 제안한다. 제안 시스템에서 이동 객체 정보는 위치를 나타내는 위치정보와 이동 습성을 나타내는 행위 정보로 구분된다. 특히, 행위정보 변경 처리 알고리즘을 사용하여 최소한의 이력 정보만으로도 모든 객체의 위치 정보를 검색할 수 있는 방법을 제안한다. 그리고, 제안한 방법을 전장 분석 시스템에 적용하여 구현하였으며, 이를 통해 관계형 데이터베이스와 GIS 시스템을 이용하여 실세계의 시공간 이동 객체의 과거 , 현재 및 가까운 미래의 위치 정보를 관리할 수 있음을 알 수 있었다.
일상 생활에서 널리 사용 중인 핸드폰, PDA 등 소형 이동장치들의 밀집된 영역들을 구하는 것은 매우 중요한 문제들 중의 하나로서, 군대의 집결, 차량 이동의 모니터링 등 다양한 분야에 사용될 수 있다. 본 논문에서는 대량의 이동객체 데이터베이스 상에서 밀집 영역 탐색을 연속적으로 수행하기 위한 새로운 알고리즘을 제안한다. 본 논문에서는 이동객체들이 전원 절약 등의 이유로 자신들의 위치를 주기적으로 서버에 보고하는 대신, 기대되는 위치로부터 멀리 떨어지게 되는 경우에만 새로운 위치를 보고하는 환경을 가정한다. 이러한 경우 서버에서 관리되는 이동객체 위치는 정확하게 지정할 수 없고 확률적으로 표시되는데, 대량의 이동객체에 대해 확률적인 분포를 고려하여 밀집 영역을 찾기 위해서는 커다란 비용이 요구된다. 본 논문에서는 근접한 위치에 있는 이동객체들을 하나의 그룹으로 묶고, 동일한 그룹에 속한 이동객체들은 동일하게 취급함으로써 계산의 복잡도를 줄인다. 최종 결과에서 밀집 영역 판단이 모호해지는 경우에만 개별 이동객체들이 자세히 조사된다. 여러 데이터 집합들을 대상으로 다양한 실험을 수행하여 제안된 알고리즘의 우수성을 보이고, 민감성 및 확장성 분석 결과를 제시한다.
이동체의 궤적을 저장하는 대용량 이동체 DB는 대규모의 이동 객체 궤적의 효과적인 검색을 위하여 디클러스터링 기법을 통한 객체 궤적의 분산 배치가 필수적으로 요구된다. 그러나 기존 공간 객체의 디클러스터링 기법은 이동체의 특성과 시간 영역에 대한 고려 없이 디클러스터링을 수행한다. 또한, 단순히 현재 시점에서 색인 노드의 공간 관련성안을 판단의 근거로 삼고 있어서 효과적인 디클러스터링이 되지 않는 단점이 있다. 이러한 이유로 이동체 데이터베이스에서 빠른 질의 수행을 위한 디클러스터링 기법이 필요하다. 이 논문에서는 이동체 궤적에 대한 질의 시 빠른 응답 시간을 얻고 전제 시스템의 처리율 향상을 위한 디클러스터링 방법을 제시한다. 제시되는 방법은 이동체의 진행 방향에 대하여 이동 시간에 의한 이동 궤적의 관성을 정의하고, 이를 색인의 노드 단위로 확장한 노드의 관성을 정의한다. 정의된 관성을 이용하여 이동체 궤적의 노드가 저장될 디스크를 정의함으로써 궤적 데이터의 디클러스터링을 효과적으로 수행할 수 있다.
최근 이동 객체에 대한 저장 방법 데이터 모델링 및 질의처리에 관한 다양한 연구가 이루어짐에 따라 이동 객체의 위치 정보를 획득, 저장, 관리하고 질의처리를 수행할 수 있는 시스템들이 등장하고 있다. 이러한 이동객체 데이터베이스 시스템을 이용하여 이동 객체에 대한 실시간 모니터링을 수행하고 현재 또는 과거의 이동 객체의 이동 경로에 대한 추적 및 분석을 하기 위한 응용들이 요구된다 본 논문에서는 사용자가 간편하게 이동 객체에 대한 다양한 분석 린 현재 및 과거 위치 추적 그리고 이동 객체를 모니터링하기 위한 컴포넌트들을 구현하고 구현된 컴포넌트를 이용한 실제 응용 프로그램을 보여 준다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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