A Comparison of Performance between STMP/MST and Existing Spatio-Temporal Moving Pattern Mining Methods

STMP/MST와 기존의 시공간 이동 패턴 탐사 기법들과의 성능 비교

  • 이연식 (군산대학교 컴퓨터정보공학과) ;
  • 김은아 (한국폴리텍 II인천캠퍼스 컴퓨터정보과)
  • Published : 2009.10.30

Abstract

The performance of spatio-temporal moving pattern mining depends on how to analyze and process the huge set of spatio-temporal data due to the nature of it. The several method was presented in order to solve the problems in which existing spatio-temporal moving pattern mining methods[1-10] have, such as increasing execution time and required memory size during the pattern mining, but they did not solve properly yet. Thus, we proposed the STMP/MST method[11] as a preceding research in order to extract effectively sequential and/or periodical frequent occurrence moving patterns from the huge set of spatio-temporal moving data. The proposed method reduces patterns mining execution time, using the moving sequence tree based on hash tree. And also, to minimize the required memory space, it generalizes detailed historical data including spatio-temporal attributes into the real world scopes of space and time by using spatio-temporal concept hierarchy. In this paper, in order to verify the effectiveness of the STMP/MST method, we compared and analyzed performance with existing spatio-temporal moving pattern mining methods based on the quantity of mining data and minimum support factor.

시공간 이동 패턴 탐사는 특성상 방대한 시공간 데이터의 분석 및 처리 방법에 따라 패턴 탐사의 성능이 좌우된다. 기존의 시공간 패턴 탐사 기법들[1-10]이 가진 패턴 탐사 수행 시간이나 패턴 탐사 시 사용되는 메모리양이 증가하는 문제를 해결하기 위해 일부 기법에서 몇 가지 방법을 제시하였으나 아직 미비한 실정하다. 이에 선행 연구로 방대한 시공간 이동 데이터 집합으로부터 순차적이고 주기적인 빈발 이동 패턴을 효과적으로 추출하기 위한 STMP/MST 탐사 기법[11]을 제안하였다. 제안된 기법은 해시 트리 기반의 이동 시퀀스 트리를 생성하여 빈발 이동 패턴을 탐사함으로써 탐사 수행 시간을 최소화하고, 상세 수준의 이력 데이터들을 실세계의 의미있는 시간 및 공간영역으로 일반화하여 탐사 시 소요되는 메모리양을 감소시킬 수 있다. 본 논문에서는 이러한 STMP/MST 탐사 기법의 효율성을 검증하기 위해서 탐사 대상 데이터양과 최소지지도를 기준으로 기존의 시공간 패턴 탐사 기법들과 탐사 수행 성능을 비교하고 분석한다.

Keywords

References

  1. D. O. Kim, H. K. Kang, D. S. Hong, J. K. Yun and K. J. Han, “STMPE : An Efficient Movement Pattern Extraction Algorithm for Spatio-temporal Data Mining”, in proc. on International Conference on Computational Science and Its Applications(ICCSA), pp.259-269, 2006.
  2. N. Mamoulis, H. Cao, G. Kollios, M. Hadjieleftheriou, Y. Tao and D. W. Cheung,“Mining, Indexing and Querying Historical Spatio-Temporal Data”, in proc. on the International Conference on Knowledge Discovery and Data Mining, 2004.
  3. H. Cao, N. Mamoulis and D. W. Cheung, “Mining Frequent Spatio-Temporal Sequential Patterns”, in proc. on the 5th IEEE International Conference on Data Mining(ICDM), pp.82-89, 2005.
  4. Y. Huang, L. Zhang and P. Zhang, “Finding Sequential Patterns from a Massive Number of Spatio-Temporal Events”, SDM, SIAM, 2006.
  5. J. W. Lee, O. H. Paek and K. H. Ryu, “Temporal Moving Pattern Mining for Location-Based Service”, The Journal of Systems and Software, Vol.73. 2004.
  6. G. Yavas, D. Katsaros, O. Ulusoy and Y. Manolopoulos, “A Data Mining Approach for Location Prediction in Mobile Environmensts”, Data & Knowledge Engineering, Vol.54, pp.121-146, 2005. https://doi.org/10.1016/j.datak.2004.09.004
  7. 백옥현, “위치 기반 서비스를 위한 이동 객체의 시간 패턴 탐사 기법”, 충북대학교 대학원, 석사학위논문, 2002.
  8. 이준욱, “위치 기반 서비스를 위한 이동 객체의 시간 패턴 탐사”, 한국정보과학회 논문지, 제29 권, 제5호, 2002.
  9. 이준욱, “지식 탐사 프레임워크 기반의 시공간 이동 패턴 탐사 기법”, 충북대학교 대학원, 박사학위논문, 2003.
  10. 한선영, “시공간 이동 시퀀스 패턴 마이닝 기법”, 이화여자대학교 대학원, 석사학위논문,2006.
  11. 고 현, 이연식, “이동 시퀀스 트리를 이용한 효율적인 시공간 이동 패턴 탐사 기법”, 한국정보처리학회논문지(심사완료).
  12. 안병익, “LBS 기술 동향과 전망 : LBS 구조 및 구성”, 한국지리정보 통권 56호, pp.52-56. 2001. 10.
  13. 안병익, “LBS 기술 동향과 전망 : LBS 소프트웨어 기술 동향”, 한국지리정보 통권 57호,pp.68-72. 2001.11.
  14. 안병익, “LBS 기술 동향과 전망 : LBS 서비스 내용”, 한국지리정보 통권 58호, pp.70-75. 2001.12.
  15. 양영규, “위치기반 서비스(LBS:Location-Based Service) 기술 현황 및 전망”, 한국정보처리학회학회지, 제8권, 제6호, 2001.
  16. 박지웅, “시공간 이동 패턴 추출을 위한 효율적인 알고리즘”, 건국대학교 대학원, 박사학위논문, 2006.
  17. 고 현, 김광종, 이연식, “최적 경로 서비스 지원을 위한 이동 객체의 이동 패턴 탐사 알고리즘”,한국정보처리학회 추계학술발표논문집, 제7권, 제2호, 2006. 11.
  18. 고 현, 김광종, 이연식, “이동 객체의 패턴 마이닝을 위한 위치 일반화 방법”, 한국정보처리학회 추계학술발표논문집, 제7권 제2호, 2006. 11.
  19. 고현, 김광종, 이연식, “이동 객체의 패턴 탐사를 위한 시공간 데이터 일반화 기법”, 한국정보과학회 한국컴퓨터종합학술대회논문집(C), 제34권, 제1호, 2007. 06.
  20. 고현, 김광종, 이연식, “$R^{*}$-Tree와 Grid를 이용한 이동 객체의 위치 일반화 기법”, 한국컴퓨터정보학회논문지, 제12권, 제2호, 2007. 05.