Οπτικοποίηση Ρευμάτων Τροχιάς Κινούμενων Αντικειμένων

Abstract

Αντικείμενο της διπλωματικής εργασίας είναι ο σχεδιασμός και η υλοποίηση μιας εφαρμογής που προσφέρει τη δυνατότητα παρακολούθησης και επεξεργασίας τροχιών κινούμενωναντικείμενων στο πλαίσιο ενός φιλικού γραφικού περιβάλλοντος διεπαφής . Τα κινούμενα αντικείμενα είναι σημειακά και η θέση τους μεταβάλλεται δυναμικά . Οι πληροφορίες που τα αφορούν εισέρχονται στο σύστημα με τη μορφή ρευμάτων δεδομένων , η επεξεργασία των οποίωνσυνίσταται κυρίως στην αποτίμηση ερωτημάτων διαρκείας . Τα τελευταία εκτελούνται συνεχώς και τα αποτελέσματά τους ενημερώνονται με την άφιξη νέων δεδομένων .Η εφαρμογή οπτικοποιεί την τρέχουσα θέση και την τροχιά κάθε αντικειμένου πάνω σε χάρτη . Παράλληλα παρέχει τη δυνατότητα ταυτόχρονης υποβολής πολλαπλών ερωτημάτωνδιαρκείας και παρουσίασης των αποτελεσμάτων τους μέσω κατάλληλης γραφικής διασύνδεσης .Η εφαρμογή δοκιμάστηκε στην παρακολούθηση κίνησης οχημάτων στο οδικό δίκτυο της Αθήνας . Τα ερωτήματα διαρκείας που παρουσιάζουν μεγαλύτερο ενδιαφέρον σε αυτές τις συνθήκες ,εξετάζουν τις χωρικές συσχετίσεις αντικειμένων , κινούμενων και στατικών . Τα σημαντικότερα είναι ερωτήματα με επιλογή χωρικού παραθύρου (range queries), χωρικής περιοχής (spatialcontainment queries), απόστασης (distance queries), εγγύτερου γείτονα (nearest neighbor queries), τα οποία στο πλαίσιο της εφαρμογής υλοποιήθηκαν παρακάμπτοντας τους περιορισμούς της γλώσσας ερωταποκρίσεων . Η σύνταξη των ερωτημάτων με στατικά χωρικά κατηγορήματα μπορεί να πραγματοποιηθεί αλληλεπιδρώντας με το χάρτη , με χρήση κατάλληλων σχεδιαστικών εργαλείων . Η ανανέωση των αποτελεσμάτων γίνεται σταδιακά , σε πραγματικό χρόνο καιακολουθεί το ρυθμό άφιξης των δεδομένων .Η διαχείριση των χωροχρονικών ρευμάτων δεδομένων πραγματοποιείται από το TelegraphCQ, ένα πρωτότυπο Σύστημα Διαχείρισης Ρευμάτων Δεδομένων , που στηρίζεται στηνPostgreSQL. Η απεικόνιση των στατικών και δυναμικών δεδομένων γίνεται με χρήση των βιβλιοθηκών MapObjects-Java της ESRI και το περιβάλλον διεπαφής αναπτύχθηκε πάνω στιςβιβλιοθήκες γραφικών της JAVA.The aim of this thesis is the development of a graphical tool that enables the visualization and processing of moving object trajectories. Moving objects are modelled aspoints whose location changes dynamically. Movement information arrives at the system in the form of data streams and it is elaborated continuously. This is achieved by employing continuous queries, a new type of queries, whose results are continuously updated.The trajectory of each object is visualized on a map together with its current location. The GUI also provides graphical forms and tables for query design, submission and result viewing. Finally, there is support for simultaneous execution of multiple queries.The application is evaluated in the context of car movement monitoring, in Athens' street network. In this case we are mostly interested on queries that examine the spatialcorrelations between static and moving objects. The application focuses on range, spatial containment, distance and nearest neighbor queries. The implementation of the previous queries is achieved even in cases when it is not supported by the underlying system. Spatial queries areexecuted against the streaming data by using graphical tools, using the map representation. Results are produced on-line, incrementally according to the data arrival rate.The implementation tools are: TelegraphCQ, a prototype Data Stream Management System built over PostgreSQL, for the data stream management, ESRI 's MapObjects-Java for the spatial (static and dynamic) object rendering and Java programming language for the GUI development.