基于固定网格划分和面向类对象的四分树空间索引机制

本文针对地理信息系统中的空间对象形状的不规则性和空间查询区域的不规则性，提出了一种基于固定网格划分的四分树空间索引机制，称之为ＣＥＬＬＱＴＲＥＥ。为了有效地减少空间查询的检索操作的范围，引入了面向类对象的二级查询技术，有效地提高了地理信息系统ＧＩＳ（ＧｅｏｇｒａｐｈｉｃＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＳｙｓｔｅｍ）应用系统的性能。文章详细地讨论了它的空间索引机制、面向类对象的空间信息的查询、数据结构。

加速PMR四分树构造的研究

PMR四分树空间索引结构在包含空间连接的空间数据库的查询中是很有效的,本文对桶载入PMR四分树的算法做了一些改进,即两种互补的技术:一种改进的插入算法和一种桶载入方法。该技术使得四分树的构造速度相对于传统的四分树构造方法大大提高。该方法可运用到许多基于规则划分的空间数据结构上,来加快它们的构造。

基于线性四分树描述的图像块邻域寻找的快速方法

线性四分树将物体区域表示为组成物体区域的四分块的位置码的集合。本文通过分析位置码属性，归纳出了图像四分块相邻的充要条件，并给出了相应的寻找图像块邻域的算法。该方法简单明了，便于计算机实现。

线性四分树表示的二值图像Euler数计算的邻接图搜索算法

利用无向邻接图描述线性四分树表示的二值图象四分形的邻接关系，在此基础上，提出了一种计算图象Euler数的有效算法，与已有的算法相比，该算法的显著特点是存储量小，便于计算机实现。

基于线性四分树的空间关键词最近邻查询方法研究

随着移动互联网的快速发展和智能移动设备的广泛普及,空间文本对象的数量在不断增大,随之而来的是开展空间关键词查询技术的研究。Top-k空间关键词搜索是从空间数据库中探索有用信息的重要途径。近年来已经提出了各种各样的混合索引技术,主要是将R树和倒排表结合起来,从而同时执行空间修剪和文本修剪。然而,随着数据量的快速增长,在索引维护成本和查询处理时间两个方面对现有的方法提出了很大的挑战。针对这一问题,在改进的线性四分树的基础上,提出一种基于自适应虚拟四分树的空间关键词最近邻查询算法Avqt。在真实数据上进行实验验证,结果表明该算法的有效性。

基于四分树的差分隐私二维数据划分发布算法

为了提高差分隐私下二维数据区间计数查询的精度,提出一种基于四分树的差分隐私二维数据空间划分发布算法Quad-heu.首先构建与二维数据相对应的四分树,并对树节点添加拉普拉斯噪声;然后采用启发式判断策略,自底向上对四分树结构进行调整,以达到平衡查询噪声误差和均匀假设误差的目的;最后利用查询一致性约束对添加噪声后的四分树节点进行后置处理,以进一步提高查询精度.实验对算法Quad-heu所发布数据的区间计数查询精度及效率与同类算法进行比较分析,结果验证了其有效性.

基于四分树的多特征纹理图像分割

本文提出了一种基于四分树的多特征纹理图像分割方法。该方法针对四分树和纹理特征本身的特点,灵活地选择了分形模型,灰度共现矩阵和纹理能量方法提取纹理特征,用一种简洁的方法基于多特征判断图像块属性的一致性,用分开-合并算法分割图像。该方法能够准确和快速地分割纹理图像。实验结果是令人满意的。

结合差分隐私与安全聚集的联邦空间数据发布方法

针对联邦空间数据的数据孤岛问题、空间数据索引问题以及发布联邦空间数据存在的隐私问题,提出基于动态四分树的联邦空间数据发布(FSP)方法。首先,在FSP方法的每轮迭代中,服务端把四分树副本共享给该轮中每个客户端,每个客户端利用四分树副本编码自身位置数据,利用Polya分布产生离散噪声在本地扰动编码结果;其次,结合容错学习(LWE)生成本地掩码对噪声结果进行加密;再次,安全聚集端结合该轮迭代中每个客户端的报告值,执行安全聚集与消除掩码操作,然后把聚集结果发送给服务端;最后,服务端结合收集的编码向量与噪声方差自底向上地动态修剪四分树结构。在Beijing、Checkin、NYC和Landmark 4个空间数据集上的实验结果表明,FSP方法在保证客户端隐私的同时,与已有的较好的联邦空间数据发布方法AHH(Adaptive Hierarchical Histograms)相比,在隐私预算为1.8时,FSP的均方误差(MSE)分别降低了3.80%、2.96%、7.51%和14.13%。可见使用FSP方法进行联邦空间数据发布的精度优于同类方法。

PMR四叉树空间索引优化的应用研究

PMR四分树空间索引结构在包含空间连接的空间数据库查询中是很有效的,本文对桶载入PMR四分树的算法做了一些改进,即两种互补的技术:一种改进的插入算法和一种桶载入方法。实验结果表明该算法使得四叉树的构造速度相对于原有的构造方法大大提高,桶载入PMR四叉树的性能有所改善,并可运用到许多基于规则划分的空间数据结构上。

一种满足差分隐私的轨迹数据发布方法

移动对象的轨迹数据包含丰富的时空信息,发布前需进行隐私保护处理以防止个人隐私信息的泄露.目前已有的隐私保护算法多以k-匿名模型为基础,这类方法提供的隐私保护度不够,且隐私保护度强弱与背景知识高度相关.近年来出现的差分隐私技术是一种与背景知识无关的强隐私保护模型,针对发布数据进行统计查询的误差率可控.然而,针对统计信息的查询仍可能造成移动对象隐私的泄露,针对此问题,该文首先提出了两种攻击模型:稀疏位置攻击和最大运行速度攻击.然后,提出两种满足差分隐私的轨迹数据发布方法:在自由空间中,采用基于噪音四分树的轨迹数据发布方法,分别发布每个时刻的噪音数据,按噪音四分树的层次分割隐私预算,对每个区域中的移动对象计数值添加噪音;路网空间中采用基于噪音R-树的轨迹数据发布方法,用R-树索引路网中的路段,按层次分割隐私预算,对路段中的移动对象计数值添加噪音.在空间范围计数查询上,上述两种方法比k-匿名模型的隐私保护度更高.差分隐私的基础是在原始数据中添加噪音,添加的独立噪音可能导致数据不一致问题.该文提出了一种基于移动对象最大运行速度的一致性处理算法.最后,该文在模拟数据集上对数据可用性和算法运行时间进行了实验,实验结果表明该文提出的算法具有良好的性能.

非线性比例边界有限元在面板坝分析中的应用

面板坝结构尺寸相差悬殊,高效的精细化分析手段是面板坝抗震研究的重要工具。结合非线性比例边界多边形单元法和高效的四分树离散技术,进行了面板坝高效精细化分析应用研究。采用比例边界多边形单元法和传统有限元法,对相同面板坝模型进行静动力及永久变形分析;结合四分树离散技术,进行了典型面板坝结构的高效跨尺度精细化分析应用。结果表明:计算结果分布合理,两种方法吻合度高,比例边界多边形有限元可与传统有限元一样便捷地进行大坝全过程数值分析计算;比例边界有限元可与传统有限元不能直接求解的四分树技术实现无缝耦合,进行高效的跨尺度精细化分析应用,且可快速完成分析模型重建,大幅改善了分析效率,可为结构局部损伤演化、渐进破坏研究提供技术支撑。

基于SBFEM的心墙坝基座跨尺度精细应力分析

基座是连接混凝土沥青心墙坝心墙和防渗墙的关键部件,其受力特性对结构安全评价至关重要。通过四分树快速离散技术建立5种网格密度的跨尺度分析模型,采用非线性多边形比例边界有限元与传统FEM耦合计算方法,研究了基座结构在施工期的应力性态以及改善对策。结果表明:基座及周围土体网格尺寸对二者相互作用存在较大影响;随着网格的细化,基座应力极值将增大,且压应力极值最大相差约57.4%,拉应力极值相差约59.3%,但最终应力分布规律和数值均趋于收敛;在基座周围局部设置高塑性黏土区可有效改善基座应力状态。建议沥青心墙坝分析中基座网格尺寸宜为0.05~0.10m,基座周围局部土体网格尺寸宜为0.1~0.2m,黏土区宽度可取1.0~1.5倍的基座宽度。基于比例边界有限元的跨尺度分析方法可实现高效精细化建模和计算,能更合理地评价高坝防渗系统安全性。

基于空间动态划分的差分隐私聚类算法

差分隐私算法作为当前研究较多的隐私保护机制之一,有着广泛应用。目前有多种基于差分隐私保护的k均值聚类算法,应用场景不一,各有缺陷。以往的算法通过均等划分数据集,构造等宽直方图进行聚类,这会导致没有数据分布的区域也被无差别插入噪声,影响聚类性能。针对这一点,提出了一种新的差分隐私聚类算法DPQTk-means,先通过构建差分隐私四分树,用大小不一的自适应存储桶动态划分数据空间,充分表示数据集同时减少噪声插入,再进行k均值聚类,证明了其满足ε-差分隐私保护。实验结果表明,DPQTk-means算法与以往的差分隐私聚类算法相比具有更好的聚类可用性,且能够在隐私保护水平较高的同时保持稳定的聚类性能。

两台机器两个坏硬币的分组测试

给出用两台机器搜索两个坏硬币的一个测试过程，它与最优过程最多相差一次测试.

山区植被类型信息提取方法研究

根据遥感图像的光谱信息和空间信息特征及不同植被的分布规律，研究利用计算机处理技术提取山区植被类型的方法。分类过程采用四个步骤完成：①均一目标的象限四分树提取分类；②多光谱数据的最小距离分类；③综合利用波谱曲线的形态和地形数据进行分类；④高程数据修正分类。在分类处理过程中，分别利用了图像的空间信息、光谱信息以及地形数据。利用该分类方法在实验小区内进行植被类型提取试验，其精度为９０％。与最大似然分类方法所得结果相比较，其分类精度提高了１０％。

二值图象邻域寻找的一种快速方法

本文提出了一种基于线性四分树表示的二值图象四邻域寻找的快速算法。与前人的方法相比,该方法占用机器时间和内存空间都较小,而且该方法能方便地推广到八邻域的寻找。

基于MSTS与DEM数据的线路地形仿真与实现

三维场景仿真技术已被广泛应用于航空、城市规划、轨道交通等众多领域。该文章基于微软所开发的MSTS(Microsoft train simulation)列车运行仿真平台,以真实线路为原型,结合Google Earth地标功能,对如何快速准确复原地形进行了研究,提出利用DEM(Digital Elevation Model)数据导入,实现对仿真线路所在区域地形地貌环境的高度复原。该方法完善了仿真展示效果,提高了仿真结果的真实性与准确性。相比于传统人工修改地理参数的方式,该方法在保证一定仿真精度的前提下,通过导入DEM数据,能够大量减少复原线路地理环境的工作量。

支持OR语义的高效受限Top-k空间关键字查询技术

近些年,随着定位系统和移动设备的普及,空间文本对象的数量日益庞大,基于位置的地理信息服务在人们的生活中发挥着越来越重要的作用.对于空间关键字查询搜索的研究亦如火如荼.然而,现有许多研究工作只适用于AND语义,支持OR语义的搜索研究相对较少.当用户放松对关键字匹配的要求时,支持OR语义的搜索技术显得尤为重要.针对这一问题,在聚集线性四分树的基础上,利用线性四分树上物理存储的Morton码与逻辑空间位置的对应性,提出了基于虚拟网格的VGrid算法.该算法可同时支持OR语义和AND语义.最后,通过在真实数据集上进行大量实验,验证了所提算法的有效性和高效性.

一种面向WSN-物联网中能效的簇路由

无线传感网络(Wireless Sensor Networks,WSNs)已成为物联网(Internet of Things,IoT)的基石。然而,能耗成为阻碍WSNs应用拓展的绊脚石。为此,面向WSN-物联网,提出能效的簇路由(Energy-Efficient Clustering Routing,EECR)。EECR路由先利用象限四分树和二叉树分割算法将网络进行分割,再通过基于权重的簇头选择算法在每个分割区内产生一个簇头,并形成簇。随后,簇头利用模糊逻辑算法调整簇成员的休眠时隙,进而控制节点能耗。仿真结果表明,提出的EECR路由有效地降低能耗,提高了数据包传递率。