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Aragats Amirkhanyan

Methods and Frameworks for GeoSpatioTemporal Data Analytics

Heute ist die Zeit der sozialen Netzwerke, des Internets der Dinge und der Standortbezogenen Diensten (Location-Based services). Viele Online-Dienste erzeugen eine riesige Datenmenge, die wertvolle Informationen enthält, wie z. B. geographische Koordinaten und Datum sowie Zeit. Diese Informationen (Parameter) in Kombination mit einem Textparameter stellen die Herausforderung für die Entdeckung von geo-raumzeitlichem (geospatiotemporal) Wissen dar. Diese Herausforderung erfordert effiziente Methoden zum Clustering und Pattern-Mining in räumlichen, zeitlichen und textlichen Aspekten. In dieser Dissertation stellen wir uns der Herausforderung, Methoden und Frameworks für geo-raumzeitliche Datenanalysen bereitzustellen. Im ersten Schritt gehen wir auf die Herausforderungen der Geodatenverarbeitung ein: Datenerfassung, -Normalisierung, -Ortung und -Speicherung. Dieser Schritt ist der Grundstein für die nächste Herausforderung — das geographische Clustering. Es erfordert das Entwerfen einer Methode für das Online-Clustering georeferenzierter Daten. Dieser Algorithmus kann als Serverseitiger Clustering-Algorithmus für Online-Karten verwendet werden, die massive georeferenzierte Daten visualisieren. Im zweiten Schritt entwickeln wir die Erweiterung dieser Methode, die zusätzlich den zeitlichen Aspekt der Daten berücksichtigt. Dazu schlagen wir den Dichte- und Intensitätsbasierten geo-raumzeitlichen Clustering-Algorithmus mit festem Abstand und Zeitradius vor. Jede Version des Clustering-Algorithmus hat einen eigenen Anwendungsfall, den wir in dieser Doktorarbeit zeigen. Im nächsten Kapitel dieser Arbeit betrachten wir die raumzeitlich Analyse aus der Perspektive der sequentiellen Regel-Mining-Herausforderung. Wir entwerfen und implementieren ein Framework, das Daten in textliche raumzeitliche Daten umwandelt. Solche Daten enthalten geographische Koor-dinaten, Zeit und Textparameter. Auf diese Weise stellen wir uns der Herausforderung, Muster- / Regel-Mining-Algorithmen auf geo-raumzeitliche Daten anzuwenden. Als Anwendungsfallstudie schla-gen wir raumzeitliche Verbrechensanalysen vor — Entdeckung raumzeitlicher Muster von Verbrechen in öffentlich zugänglichen Datenbanken. Im zweiten Teil der Arbeit diskutieren wir über die Anwendung und die Fallstudien. Wir entwer-fen und implementieren eine Anwendungssoftware, die die vorgeschlagene Clustering-Algorithmen verwendet, um das Wissen in Daten zu entdecken. Gemeinsam mit der Anwendungssoftware be-trachten wir Anwendungsbeispiele für die Analyse georeferenzierter Daten im Hinblick auf das Situationsbewusstsein.