A Spatio-Temporal Clustering Technique for the Moving Object Path Search

이동 객체 경로 탐색을 위한 시공간 클러스터링 기법

Recently, the interest and research on the development of new application services such as the Location Based Service and Telemetics providing the emergency service, neighbor information search, and route search according to the development of the Geographic Information System have been increasing. User's search in the spatio-temporal database which is used in the field of Location Based Service or Telemetics usually fixes the current time on the time axis and queries the spatial and aspatial attributes. Thus, if the range of query on the time axis is extensive, it is difficult to efficiently deal with the search operation. For solving this problem, the snapshot, a method to summarize the location data of moving objects, was introduced. However, if the range to store data is wide, more space for storing data is required. And, the snapshot is created even for unnecessary space that is not frequently used for search. Thus, non storage space and memory are generally used in the snapshot method. Therefore, in this paper, we suggests the Hash-based Spatio-Temporal Clustering Algorithm(H-STCA) that extends the two-dimensional spatial hash algorithm used for the spatial clustering in the past to the three-dimensional spatial hash algorithm for overcoming the disadvantages of the snapshot method. And, this paper also suggests the knowledge extraction algorithm to extract the knowledge for the path search of moving objects from the past location data based on the suggested H-STCA algorithm. Moreover, as the results of the performance evaluation, the snapshot clustering method using H-STCA, in the search time, storage structure construction time, optimal path search time, related to the huge amount of moving object data demonstrated the higher performance than the spatio-temporal index methods and the original snapshot method. Especially, for the snapshot clustering method using H-STCA, the more the number of moving objects was increased, the more the performance was improved, as compared to the existing spatio-temporal index methods and the original snapshot method.

최근 들어 지리 정보 시스템이 발전함에 따라 경로 검색, 주변 정보 검색, 응급 서비스 등을 제공하는 위치 기반 서비스, 텔레매틱스 등의 새로운 응용 서비스 개발에 대한 관심과 연구가 증대되고 있다. 위치 기반 서비스 및 텔레매틱스에서 사용되는 시공간 데이타베이스에서의 사용자의 검색은 시간 축을 현재의 시간으로 고정하고 공간 및 비공간 속성을 검색하기 때문에 시간 축에 대한 검색 범위가 넓을 경우에는 이를 효율적으로 처리하기 어렵다. 이를 해결하기 위하여 이동 객체의 위치 데이타를 요약하는 기법인 스냅샷이 소개되었다. 그러나, 이러한 스냅샷 기법은 저장해야 되는 총간 영역이 넓을 경우 저장 공간이 많이 필요하며 검색에 자주 사용되지 않는 불필요한 영역까지 스냅샷을 생성하므로 저장 공간 및 메모리를 많이 사용하게 된다. 이에 본 논문에서는 기존의 스냅샷 기법의 단점을 극복하기 위하여 이전에 공간 클러스터링을 위해 사용되던 2차원의 공간 해시 알고리즘을 시공간으로 확장한 해시-기반 시공간 클러스터링 알고리즘(H-STCA)과 과거 위치 데이타로부터 이동 객체 경로 탐색을 위한 지식을 추출하기 위해 H-STCA 알고리즘에 근거한 지식 추출 알고리즘을 제안한다. 그리고, 대용량의 이동 객체 데이터에 대한 검색 시간, 저장 구조 생성 시간, 최적 경로 탐색 시간 등에서 H-STCA를 사용한 스냅샷 클러스터링 방법, 기존의 시공간 인덱스 방법, 스냅샷 방법과의 성능평가에 대하여 설명한다. 성능평가 결과로 H-STCA를 사용한 스냅샷 클러스터링 방법은 기존의 시공간 인덱스 방법이나 스냅샷 방법 보다 이동 객체의 개수가 증가하면 할수록 성능 향상이 더욱 큰 것으로 나타났다.