案事件時(shí)空數(shù)據(jù)倉庫在線分析方法研究

案事件時(shí)空數(shù)據(jù)倉庫在線分析方法研究AnalyticalProcessingofCaseSpace-timeDataWarehouse

理論知識(shí)關(guān)鍵技術(shù)研究在線分析結(jié)論展望緒論選題依據(jù)犯罪事件頻發(fā)，犯罪率急劇上升。公安機(jī)關(guān)預(yù)防和打擊犯罪管理的業(yè)務(wù)需求。GIS（空間分析功能）與OLAP（決策支持）相結(jié)合，為公安部門提供全面的空間決策支持。

需要解決的問題空間維度的合理表達(dá)快速、靈活的多維查詢分析復(fù)雜信息的綜合分析在線分析與GIS技術(shù)集成，將豐富的時(shí)空信息引入在線分析的結(jié)果。理論知識(shí)關(guān)鍵技術(shù)研究在線分析結(jié)論展望緒論研究?jī)?nèi)容

案事件時(shí)空數(shù)據(jù)倉庫在線分析相關(guān)理論與技術(shù)分析（1）時(shí)空數(shù)據(jù)倉庫（2）空間在線分析

對(duì)基于時(shí)空數(shù)據(jù)倉庫的在線分析關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究（1）空間數(shù)據(jù)分布存儲(chǔ)模式的設(shè)計(jì)（2）GIS和OLAP的集成方式研究（3）時(shí)空數(shù)據(jù)立方體模型具體設(shè)計(jì)與構(gòu)建（4）基于雙向貪心算法進(jìn)行空間立方體的物化

案事件在線分析（1）OLAP分析（2）OLAP組合分析以及可視化展現(xiàn)（3）運(yùn)用z分?jǐn)?shù)法進(jìn)行犯罪趨勢(shì)分析理論知識(shí)關(guān)鍵技術(shù)研究在線分析結(jié)論展望緒論時(shí)空數(shù)據(jù)倉庫在時(shí)態(tài)地理信息系統(tǒng)（TemporalGIS,TGIS）的基礎(chǔ)上融合了數(shù)據(jù)倉庫技術(shù)，在傳統(tǒng)數(shù)據(jù)倉庫的基礎(chǔ)上，導(dǎo)入空間維和時(shí)間維的相關(guān)信息。時(shí)空數(shù)據(jù)倉庫為時(shí)間和空間上的相關(guān)數(shù)據(jù)的管理提供了一個(gè)集成的數(shù)據(jù)環(huán)境，從而完美地解決時(shí)空數(shù)據(jù)之間的沖突和表達(dá)方式上的不一致等問題。特征（1）海量數(shù)據(jù)；（2）具有統(tǒng)一的坐標(biāo)系與比例尺；（3）可進(jìn)行時(shí)空分析，反應(yīng)空間隨時(shí)間的變化趨勢(shì)。理論知識(shí)關(guān)鍵技術(shù)研究在線分析結(jié)論展望緒論理論知識(shí)空間在線分析對(duì)時(shí)空數(shù)據(jù)倉庫中的多維數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，轉(zhuǎn)化成可以為用戶提供決策支持的信息的過程?？臻g在線分析的核心是對(duì)空間維的分析。通過對(duì)數(shù)據(jù)的分析和處理，使用戶對(duì)空間數(shù)據(jù)得到全方位的了解，從而獲取空間數(shù)據(jù)中包含的信息。操作（1）概括分析：空間上卷、下鉆（2）局部分析：空間切片、切塊（3）空間旋轉(zhuǎn)理論知識(shí)關(guān)鍵技術(shù)研究在線分析結(jié)論展望緒論理論知識(shí)案事件時(shí)空數(shù)據(jù)倉庫在線分析

關(guān)鍵技術(shù)研究空間數(shù)據(jù)的分布存儲(chǔ)模式OLAP與GIS的集成時(shí)空數(shù)據(jù)立方體模型設(shè)計(jì)與構(gòu)建時(shí)空數(shù)據(jù)立方體的物化理論知識(shí)在線分析結(jié)論展望緒論關(guān)鍵技術(shù)研究空間數(shù)據(jù)分布式存儲(chǔ)保持?jǐn)?shù)據(jù)集中管理能力降低網(wǎng)絡(luò)通訊成本縮短聯(lián)機(jī)分析響應(yīng)時(shí)間抽取與業(yè)務(wù)相關(guān)的空間數(shù)據(jù)（部分選?。├碚撝R(shí)在線分析結(jié)論展望緒論關(guān)鍵技術(shù)研究GIS與OLAP集成空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)一體化存儲(chǔ)OLAP服務(wù)、GIS服務(wù)的后端集成簡(jiǎn)單集成完全集成完全OLAP能力、OLAP圖形用戶接口通過數(shù)據(jù)綁定技術(shù)相連但僅利用了GIS的制圖顯示能力理論知識(shí)在線分析結(jié)論展望緒論關(guān)鍵技術(shù)研究時(shí)空數(shù)據(jù)立方體維非空間維空間-非空間維空間維度量數(shù)值度量空間度量AJBHFASJAJLBDMAJLBMCXYFACSPCSBMFJBMSJBMFJMCYJAQ案件編號(hào)案發(fā)時(shí)間案件類別代碼案件類別名稱X坐標(biāo)Y坐標(biāo)發(fā)案場(chǎng)所派出所編碼分局編碼市局編碼分局名稱簡(jiǎn)要案情理論知識(shí)在線分析結(jié)論展望緒論關(guān)鍵技術(shù)研究實(shí)際應(yīng)用時(shí)空數(shù)據(jù)立方體模型設(shè)計(jì)案發(fā)地點(diǎn)、案發(fā)時(shí)間、案件類別、犯罪主體、犯罪客體維度概念層次理論知識(shí)在線分析結(jié)論展望緒論關(guān)鍵技術(shù)研究理論知識(shí)關(guān)鍵技術(shù)實(shí)際應(yīng)用結(jié)論展望緒論時(shí)空數(shù)據(jù)立方體建立理論知識(shí)在線分析結(jié)論展望緒論關(guān)鍵技術(shù)研究在AnalysisServices創(chuàng)建的數(shù)據(jù)立方體關(guān)系圖組理論知識(shí)關(guān)鍵技術(shù)實(shí)際應(yīng)用結(jié)論展望緒論時(shí)空數(shù)據(jù)立方體的物化提高OLAP查詢效率物化視圖（事先從數(shù)據(jù)源中抽取一些查詢處理中間結(jié)果存放在數(shù)據(jù)倉庫）不直接訪問數(shù)據(jù)源三種物化視圖實(shí)施策略實(shí)物化所有視圖。（查詢響應(yīng)時(shí)間最快，系統(tǒng)開銷過大）不實(shí)物化任何視圖。（系統(tǒng)開銷減小，查詢響應(yīng)速度會(huì)很慢）實(shí)物化部分視圖。（提高查詢性能，系統(tǒng)開銷適中）選擇合適的視圖集物化響應(yīng)時(shí)間存儲(chǔ)空間理論知識(shí)在線分析結(jié)論展望緒論關(guān)鍵技術(shù)研究雙向Greedy算法理論知識(shí)關(guān)鍵技術(shù)實(shí)際應(yīng)用結(jié)論展望緒論基于雙向Greedy的空間度量物化視圖選擇（1）根據(jù)數(shù)據(jù)立方體的格(cube

latice)，運(yùn)行貪心算法選擇出待物化的方體(cuboid)；（2）所選中方體的每個(gè)單元（cell）中的空間指針集合；（3）表明空間對(duì)象鄰接關(guān)系的鄰接信息表；（4）由（1）、（2）、（3）找出相鄰的空間對(duì)象集合；（5）方體的訪問頻度，每個(gè)可合并的空間對(duì)象集合的頻度f（g），是指包含的該空間度量集合所有cuboid的訪問頻度之和；（6）擬物化的視圖個(gè)數(shù)k。Input

得出待物化的空間對(duì)象集合M，作為空間物化視圖選擇的解。Output

找到訪問頻率f(g)高，合并空間對(duì)象的個(gè)數(shù)N(g)多的一組可合并空間對(duì)象目的g的預(yù)計(jì)算帶來的總利益

=直接利益+間接利益理論知識(shí)在線分析結(jié)論展望緒論關(guān)鍵技術(shù)研究理論知識(shí)關(guān)鍵技術(shù)實(shí)際應(yīng)用結(jié)論展望緒論基于雙向Greedy的空間度量物化視圖選擇空間Greedy算法與反向空間Greedy算法相結(jié)合當(dāng)k小于某設(shè)定值時(shí)，用空間Greedy算法當(dāng)k大于該設(shè)定值時(shí)，用反向空間Greedy算法反向空間Greedy算法空間Greedy算法物化空間對(duì)象集合Ci帶來的總利益去除空間對(duì)象集合Ci帶來的總損失=理論知識(shí)在線分析結(jié)論展望緒論關(guān)鍵技術(shù)研究理論知識(shí)關(guān)鍵技術(shù)實(shí)際應(yīng)用結(jié)論展望緒論基于雙向Greedy的空間度量物化視圖選擇雙向空間Greedy算法的求解時(shí)間|M|/2為空間Greedy與反向空間Greedy的轉(zhuǎn)折點(diǎn)（見圖中的右圖），當(dāng)k<|M|/2時(shí)執(zhí)行空間Greedy，反之執(zhí)行反向空間Greedy。從算法的最小復(fù)雜度的角度看，雙向空間Greedy無疑具有更快的求解速度。抽取20個(gè)空間視圖進(jìn)行物化視圖選擇的實(shí)驗(yàn)。理論知識(shí)在線分析結(jié)論展望緒論關(guān)鍵技術(shù)研究理論知識(shí)關(guān)鍵技術(shù)研究在線分析結(jié)論展望緒論案事件的時(shí)空在線分析以及可視化OLAP操作基于各維度的在線分析及其可視化犯罪趨勢(shì)分析理論知識(shí)關(guān)鍵技術(shù)實(shí)際應(yīng)用結(jié)論展望緒論OLAP基本操作切片切塊左圖在案件類型維上切片案件類型=“入室盜竊”右圖在時(shí)間和案件類型維上切塊

案件類型=“入室盜竊”

時(shí)間=“2010”理論知識(shí)關(guān)鍵技術(shù)研究在線分析結(jié)論展望緒論理論知識(shí)關(guān)鍵技術(shù)實(shí)際應(yīng)用結(jié)論展望緒論OLAP基本操作上卷、下鉆左圖中只顯示每年各辦案地區(qū)的各類案事件數(shù)量，通過在時(shí)間維度上進(jìn)行下鉆操作，在右圖中具體顯示了每個(gè)月各辦案地區(qū)的各類案事件詳細(xì)信息。理論知識(shí)關(guān)鍵技術(shù)研究在線分析結(jié)論展望緒論理論知識(shí)關(guān)鍵技術(shù)實(shí)際應(yīng)用結(jié)論展望緒論OLAP基本操作空間維度上的上卷和下鉆在全省案事件分布圖中點(diǎn)擊福州市，可以查詢到福州市案事件具體分布情況，查看更加詳細(xì)的信息。理論知識(shí)關(guān)鍵技術(shù)研究在線分析結(jié)論展望緒論理論知識(shí)關(guān)鍵技術(shù)實(shí)際應(yīng)用結(jié)論展望緒論OLAP基本操作將案事件的行政區(qū)劃維度和時(shí)間維度在垂直方向上進(jìn)行旋轉(zhuǎn)理論知識(shí)關(guān)鍵技術(shù)研究在線分析結(jié)論展望緒論理論知識(shí)關(guān)鍵技術(shù)實(shí)際應(yīng)用結(jié)論展望緒論基于案發(fā)地犯罪時(shí)間維度的分析選取案件類型維度值為“入室盜竊”，并在不同時(shí)間維上進(jìn)行上卷、下鉆，選取“周”和“時(shí)刻”維度做成矩陣形式，然后用連續(xù)色階表示出來?；蛘咦龀傻戎稻€圖，可以更直觀的找到時(shí)間熱點(diǎn)。2010年入室盜竊案二維顏色矩陣圖2010年入室盜竊案二維等值區(qū)域圖理論知識(shí)關(guān)鍵技術(shù)研究在線分析結(jié)論展望緒論理論知識(shí)關(guān)鍵技術(shù)實(shí)際應(yīng)用結(jié)論展望緒論基于案發(fā)地犯罪時(shí)間維度的分析2010年入室盜竊案雷達(dá)圖2010年入室盜竊案圓環(huán)圖理論知識(shí)關(guān)鍵技術(shù)研究在線分析結(jié)論展望緒論理論知識(shí)關(guān)鍵技術(shù)實(shí)際應(yīng)用結(jié)論展望緒論基于案發(fā)地犯罪時(shí)間維度的分析時(shí)間維度的下鉆操作理論知識(shí)關(guān)鍵技術(shù)研究在線分析結(jié)論展望緒論理論知識(shí)關(guān)鍵技術(shù)實(shí)際應(yīng)用結(jié)論展望緒論基于時(shí)空多個(gè)維度的分析

用二維顏色矩陣圖表示各縣（市、區(qū)）不同時(shí)刻的犯罪數(shù)量理論知識(shí)關(guān)鍵技術(shù)研究在線分析結(jié)論展望緒論理論知識(shí)關(guān)鍵技術(shù)實(shí)際應(yīng)用結(jié)論展望緒論基于時(shí)空多個(gè)維度的分析空間維度和度量組合分析理論知識(shí)關(guān)鍵技術(shù)研究在線分析結(jié)論展望緒論理論知識(shí)關(guān)鍵技術(shù)實(shí)際應(yīng)用結(jié)論展望緒論犯罪趨勢(shì)分析福州市某區(qū)2010年五類案件的各月份統(tǒng)計(jì)值如果通過常規(guī)的方法進(jìn)行展示，對(duì)于發(fā)案數(shù)值較小的如強(qiáng)奸案趨勢(shì)很難直觀出來。很難通過同一張圖表來展示同一地區(qū)不同類型案件的變化趨勢(shì)，也就無法直觀的展現(xiàn)同一個(gè)地區(qū)各種類型案件的總體變化趨勢(shì)。

1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月盜竊18522610120454831051121073210196斗毆27220122219722110216010316199173289賭博891641671291315413298967713463詐騙786451666237574155356760強(qiáng)奸369433971231理論知識(shí)關(guān)鍵技術(shù)研究在線分析結(jié)論展望緒論理論知識(shí)關(guān)鍵技術(shù)實(shí)際應(yīng)用結(jié)論展望緒論犯罪趨勢(shì)分析

Z分?jǐn)?shù)法（Z-Score）——同一地區(qū)不同類型案件的同時(shí)展現(xiàn)。

，其中μ為平均數(shù)，σ表示標(biāo)準(zhǔn)差。案件算術(shù)平均數(shù)（μ）標(biāo)準(zhǔn)方差（σ）總和472131.3盜竊11758.5斗毆18363.1賭博11137.2詐騙5613.1強(qiáng)奸42.8

1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月盜竊1.161.86-0.271.49-1.08-0.58-0.21-0.09-0.17-1.45-0.27-0.36斗毆1.410.29-0.160.220.6-1.28-0.36-1.27-0.35-1.330.621.68賭博-0.591.420.620.480.54-1.530.56-0.35-0.4-0.911.51-1.29詐騙1.680.610.840.760.46-1.450.08-1.15-0.08-1.6-0.380.31強(qiáng)奸-0.361.79-0.3601.07-0.360.71-0.36-1.07-0.711.79-1.07總和1.181.460.050.970.02-1.47-0.09-0.88-0.4-1.730.590.28標(biāo)準(zhǔn)化后的各類案事件每月Z值理論知識(shí)關(guān)鍵技術(shù)研究在線分析結(jié)論展望緒論理論知識(shí)關(guān)鍵技術(shù)實(shí)際應(yīng)用結(jié)論展望緒論犯罪趨勢(shì)分析發(fā)案數(shù)量很小的強(qiáng)奸案變化趨勢(shì)變得明顯。數(shù)量級(jí)相差較大的兩個(gè)案件，可以放在一起觀察變化趨勢(shì)。理論知識(shí)關(guān)鍵技術(shù)研究在線分析結(jié)論展望緒論理論知識(shí)關(guān)鍵技術(shù)實(shí)際應(yīng)用結(jié)論展望緒論論文工作總結(jié)

結(jié)論本文在分析公安機(jī)關(guān)業(yè)務(wù)需求的基礎(chǔ)上，圍繞案事件時(shí)空數(shù)據(jù)倉庫在線分析方法展開研究：設(shè)計(jì)了一種適合案事件空間數(shù)據(jù)的分布存儲(chǔ)模式；研究了適合于案事件在線分析的GIS和OLAP的集成方式；設(shè)計(jì)和構(gòu)建了案事件時(shí)空數(shù)據(jù)立方體模型；基于雙向貪心算法進(jìn)行空間立方體的物化，在保證系統(tǒng)存儲(chǔ)空間的前提下提高在線分析的響應(yīng)速度；最后，以福建省案事件時(shí)空數(shù)據(jù)倉庫為例，對(duì)其進(jìn)行在線分析及可視化展示。創(chuàng)新性（1）在關(guān)系數(shù)據(jù)庫的基礎(chǔ)上，加上時(shí)間維和空間維的數(shù)據(jù)；