战场环境中基于对等计算的分布式时空索引技术

对时空信息进行合理组织可以高效完成时空查询,从而快速支持军事决策和行动的顺利完成。针对战场环境中时空数据的分布独立性,各节点的自治性、动态性及协作性,提出了分布式基于对等计算的时空索引(pear to pear spatio temporal indexing, P2PSTI)结构,该索引基于分布式哈希表(distributed Hash table, DHT)技术组织节点的拓扑结构,采用Hilbert曲线将时空对象映射到一维空间,并利用该曲线的局部保持特性设计了高效的查询算法,大大降低了路由消息数量,提高了时空查询性能。实验结果表明,P2PSTI查询性能好,索引维护代价低,负载均衡策略效果明显。     

FCAN:一种基于快速映射的内容访问网络

针对当前结构化P2P文件存储系统存在仅支持单关键字的精确匹配,而缺乏支持语义查询的局限性,提出一种基于快速映射的结构化P2P存储系统FCAN,利用FastMap实现从语义空间到P2P空间的映射,在保证文本矢量语义完整性的同时对其进行有效降维,从而实现基于内容的查找;通过对质心法确定的最近邻居进行聚类,有效地减少了冗余消息和查询时间。仿真实验表明FCAN不仅具有较高的召回率和精度,还具有较少的查询时间和冗余消息。     

稀疏森林:真彩色直方图快速生成算法

基于空间数据索引技术,提出了一种新的真彩色图像颜色直方图生成算法,这种算法采用一种新的空间数据结构——稀疏森林,通过将RGB空间中三维颜色(点)投影至(r,g,0)平面进行"降维",将三维空间点索引变成一维数据索引问题,降低了问题的复杂度。进一步,利用B树高度平衡、多分支、低深度、结构紧凑等特点,对一维数据进行索引。理论与实验结果表明,稀疏森林保留了全部颜色空间信息,生成、索引速度快,可以方便地进行点查询和区域查询,并且空间效率比较高。     

面向资源语义共享的分布索引策略研究

针对大规模对等网络环境下信息资源语义异构和高效定位问题,本文提出了一种基于多元数据规范模板的可扩展的、面向语义的元数据描述框架,并在此基础上提供一套混合的组织索引体系,其中结合了DHT和社区的特点,基于核心信息单元和扩展信息单元对资源位置、MST组群和社区入口进行有效索引,并且基于不同信息单元之间语义关系提出了语义扩展路由的概念。基于此组织索引体系提出了一种面向语义的混合资源发现方法,有效提高了资源查全率,通过仿真试验说明了本系统与现有相关系统相比具有较高的查询效率和可扩展能力。     

基于混合索引结构的传感器网络查询系统仿真

检索场域内节点q的k个最近邻节点感知信息是无线传感器数据库系统时空查询方法的重要一环。结合索引结构和非索引结构的最近邻节点查询框架,提出了基于混合索引结构的传感器网络最近邻查询系统模型及算法,采纳贪婪路由协议中的非索引结构的位置路由算法将用户需求转发到节点q,q分析用户查询需求,结合k计算查询区域半径,同时基于改进的索引结构查询体系得到用户需求信息。为拓展算法在动态拓扑网络结构的移动无线传感器网络上的应用,探讨了一种改进的最近邻查询方法。通过大量实验仿真,证实所提混合索引结构方法充分吸收了索引结构和非索引结构等体系的优点,在减少系统能耗和提升网络服务质量等方面均有所改进。     

基于时间序列的Global Skyline并行算法

Global Skyline 查询是Skyline查询的一种变种,它和动态Skyline查询、反Skyline查询关系密切,已被广泛应用于多目标决策、网络监控、数据挖掘等方面。随着数据的积累,传统集中式的Skyline查询已经不能满足大数据的处理要求。为了高效解决大规模的基于时间序列的数据处理难题,提出了基于MapReduce框架并行的Global Skyline Cell查询算法。首先,通过对实际应用需求进行分析,本文提出了基于时间序列数据Skyline查询的时间倒排索引模型;并提出了Global Skyline格概念,利用格间的支配关系进行粗粒度高效剪枝,避免了大部分的无效运算;其次查询点将数据空间分割成不同象限,基于各象限进行轮询,实现了Global Skyline 格的查询,在此候选结果中得到Global Skyline点,为下一步实现动态Skyline和反Skyline查询奠定基础。最后,我们在Hadoop集群环境中实现了该算法。实验结果表明,该算法能有效解决基于时间序列的大规模数据Skyline查询的时间和空间矛盾,能够满足实际应用需求。     

一种基于查询密度聚类的异常检测算法

现有入侵检测研究多集中在网络和操作系统,而数据库系统具有自己的结构和语义,针对数据库特点的入侵检测是现有数据库安全机制的重要补充。提出一种数据库异常检测算法,该算法对数据库查询进行密度聚类,并通过聚类的核心对象来建立正常轮廓。说明了该算法的训练、检测、增量更新方法和查询执行前检测算法,并通过实验和实例对算法的性能和应用做了分析。     

基于空间索引的快速TIN插值DEM算法研究

建立空间索引是提高从TIN插值DEM效率的有效方法,可采用两种不同的思路来构建空间索引：一种是为TIN构建四叉树索引,在逐点插值DEM时,能快速定位到目标三角形;另一种是直接利用格网结构建立索引,在逐三角形插值DEM时,能快速找到所有包含在三角形内的内插点。针对这两种思路改进算法并进行了大量实验,实验结果表明前一种算法适用于从大量三角形中快速定位少数点;而后一种算法能大大提高从TIN内插DEM的速度,在一般采样率下,几乎可实现实时转换。     

基于空间填充曲线的数据分发区域匹配

提出基于空间填充曲线的HLADDM区域匹配方法，将多维雏复杂路径空间中的区域线性化为字符串并建立空间区域索引树，区域匹配问题转换为索引的快速查询。这种方法在保证匹配精度前提下，在仿真推进全过程实现区域的快速匹配，并能在整个路径空间范围内实现组播资源动态分配，确保仿真成员间实时数据交互。实验结果表明基于索引树的线性化区域匹配方法能有效地保证数据分发管理服务功能的实现。     

基于本体的分布式查询分解算法研究

针对相关领域数据分布在不同站点,数据源的准确定位是分布式语义查询系统的关键,提出子本体交叉递归推理方法,该方法利用子本体间相互交叉的特点,从增强子本体中获取隐含的查询结果,从而保证分布式查询的语义完整性,提高了查全率。在此基础上,将分布式RDF查询分解为多个查询片段的分解策略保证分布式语义查询模式的分布透明性。最后描述算法的详细设计过程,并分析时空复杂度,其结果分析表明算法具有较好的计算性能。     

面向查询点的遥感影像哈希检索方法

由于存储成本低,查询速度快,哈希检索算法已被广泛应用于大规模影像检索。针对大规模遥感影像数据集训练低效问题,提出了面向查询点进行特征学习的遥感影像检索方法。首先,利用深度卷积网络对具有多语义标签的遥感影像数据训练集提取遥感影像特征;然后,面向查询点学习得到哈希函数并生成查询点的二进制哈希码;最后,通过迭代学习得到整个数据库的二进制哈希码来实现影像检索,有利于提高检索精度;同时,该方法避免了对整个数据库进行特征提取,从而可以更有效地利用大规模数据库中的监督信息。在3个不同数据集上的实验结果表明,该方法检索性能优于其他多种先进方法。     

对等云中基于信任的多属性抉择资源定位算法

针对对等架构的云系统,提出了一种新型的资源定位算法.新算法将信任机制引入资源定位过程以保护节点安全和资源有效性.针对查找资源通常可分为字符型精确查找和数值型区间查找的特点,而传统的资源定位方法往往只适用于查找字符型资源的缺点,提出区间数值型资源的Chord环定位策略.同时,为了更好地适应资源多条件检索的特点,以及降低资源定位的开销,加快查找过程,提出了单属性支配下的多属性并行查找算法.仿真实验表明,本文算法在确保性能的前提下能够维持较好的稳定性.     

基于元数据与领域概念树的文本相似度计算

随着网络与信息技术的快速发展,导致网络上产生了大量的电子文本,而文本间的相似度计算是文本处理的一种重要手段。对于大规模的文本集,通常采用向量空间模型（vector space model, VSM）进行文本表示,但是该方法面临着文本向量维度较高及文本语义相似度难以度量的问题。提出一种改进的文本相似度计算方法,从大量的特征空间中选择出具有代表性的元数据特征向量元素,以降低向量空间的维度;构建领域概念树并设计基于领域概念树的文本相似度算法,对领域概念中广泛存在的同义词进行处理,以提高文本之间语义相似度度量的性能。实验结果表明：通过降维和概念相似度计算可提高文本相似度计算的性能。     

基于改进PSO的临空高速飞行器协同跟踪优化

临空高速飞行器具有飞行空域大、速度快等特点。针对临空高速飞行器协同跟踪面临分配资源要素众多、协同关系复杂等问题,在构建了面向临空高速飞行器的多传感器协同跟踪优化模型的基础上,通过改进粒子群优化算法的速度及位置更新方式,提出了结合置信算子及排斥算子的粒子群优化(confidence operator and repulsion operator particle swarm optimization, CORO-PSO)算法。仿真实验验证了所提算法能够满足临空高速飞行器协同跟踪对精确性及实时性的高要求,对临空高速飞行器探测跟踪系统的发展提供了一定的方法支撑。     

关于卫星机器人地面装配的目标快速识别方法

针对在卫星机器人地面装配领域,基于尺度不变特征变换的目标识别方法存在实时性能缺陷的问题,提出结合标量量化描述和倒排文件索引的典型目标快速识别方法,以满足卫星装配过程中准确高效识别工件和装配体的需求。在初始检测、定位和描述特征点的基础上,通过中值划分和遮蔽掩模方式完成浮点型描述向量的标量量化;利用倒排文件结构的查询策略快速搜索近邻特征点;依据距离比率准则和随机采样原则筛选稳定匹配点;通过仿射变换求解出矩形框中心坐标和边界宽度识别目标。实验结果表明,所提识别算法的平均正确率均值曲线图包围面积平均达到尺度不变特征变换的90.12%,能够正确匹配特征点并框选有效目标,具备相似的区分性能优势;同时匹配阶段执行时间只有尺度不变特征变换的19.54%,总体执行时间也只有49.84%，具有实时性能方面的优势。     

终端区空域规划运行评价指标体系

为了合理分配管制资源,保障高效运作终端区,通过对终端区空域规划运行效能进行量化分析,进而掌握其运行情况及发展形势。首先建立了基于8类关键性能领域的终端区空域规划运行评价指标体系。然后采用状态分类评估法构造综合评价函数,利用基于随机森林(random forest, RF)算法的可拓层次分析法(extension analytic hierarchy process, EAHP)分析计算指标权重,达到综合考虑指标影响、加强指标量化程度、减少研究过程主观性的目的。最后,以广州终端区和武汉进近为例,对八大关键性能指标进行实例分析,采用蒙特卡洛(Monte Carlo)模拟验证了指标计算结果的可靠性,提升了指标的认可度,验证了系统评价结果的准确性。     

通信辐射源运动轨迹相似性分析

针对传统运动轨迹相似性分析利用时空信息效率不高问题,结合通信辐射源主体特点,提出基于时空和语义信息的辐射源轨迹相似性分析算法。在该算法中,对相似运动轨迹距离测度进行改进,提出基于马氏距离的轨迹时空相似度算法,将轨迹分割后计算相似度,克服了时间不匹配轨迹和不同采样间隔对轨迹相似性判断的影响;同时,结合基于高效K近邻(K-nearest neighbor, KNN)相似搜索的语义相似数据搜索算法,实现对辐射源相似轨迹的准确判断。该算法能够准确判断相似轨迹,优于现有的相似轨迹判断方法,且适应噪声环境。仿真实验结果验证了该算法的性能。