移動オブジェクトデータベース (MoDB: Moving Object Database)

2009/1/28 更新

移動オブジェクトデータベースとは

移動オブジェクト (Moving Object: mob)(注1)とは，「1) 時間経過に従って位置が変わる物体」のことで，特に「2) 移動先の単純予測が難しい」物体のことを指します．具体的には，歩行者や移動する車，野生の動物，台風やハリケーンなどがそれに当たります．天体や砲弾のように，物理法則を用いればかなりの精度で移動先が予測できる物体は，MoDB の研究の中では対象としません．画像処理技術などでは Moving Object という用語は「画像の中にある動いている物体全般」の意味で使われますが，MoDB の扱う mob はこれとは異なります． MoDB は GPS などの測位システムで取得された mob の位置データを扱うデータベースです．位置データは「座標点 (x,y,z)，時刻(t)」の組で表されます．ある mob の移動した位置のデータを時間軸に並べたものを「軌跡データ (Trajectory Data)」と呼びます．軌跡データは，位置データの列 L = (p1, p2, ..., pn) という形で表現できます． MoDB が管理する対象データは，この位置データの列 L です．どのように L を取得するかという，測位方法については問いません．どのように位置を取得したとしても，軌跡データは L = (p1, p2, ..., pn) という形で表せます．MoDB の研究分野では，この測位によって得られた多数の軌跡データ L に対し，下記のクエリを処理する方法について議論されています．

奈良市内を走る車両の軌跡データ (8時間/約20km)

1. ある空間的/時間的範囲に存在している mob を検索するクエリ (spatial/temporal query）

2. ある mob の軌跡と似た軌跡を持つ mob を検索するクエリ (similarity search query)

注1: mob という略称はこのページ内でのみ私が使っている略称であり，研究分野での一般的な呼称ではありません．オンラインゲーム等で「動く物体」を表わす用語として定着しているため，便宜上このページ内でのみ使用しています．

軌跡データ（移動オブジェクトデータ）の特徴

1. 時間的な連続性がある: ある時刻の位置 pt は，直前の時刻の位置 pt-1, pt-2, ... に大きく依存する．

2. 形状を持つ: mob の各時刻における「位置」だけでなく，移動した軌跡が描く「形状」も重要な特徴のひとつである．

3. 分散システム化の要請: MoDB は実質的に多数の mob (測位システム）とサーバ DB からなる分散システムである．

4. 誤差と欠落: データ自体に測定誤差がある．測位失敗によって，データの欠落が起きる．

研究課題

1. 時間的な連続性を生かした効率的なデータ構造，クエリ処理手法

2. 形状の類似度（距離）の計算方法

3. mob とサーバ間の通信量を抑制するデータ管理手法，クエリ処理手法

4. データの誤差や欠落に頑健なクエリ処理手法