WO2006059629A1 - エリア情報の管理装置・方法・プログラム - Google Patents

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WO2006059629A1
WO2006059629A1 PCT/JP2005/021965 JP2005021965W WO2006059629A1 WO 2006059629 A1 WO2006059629 A1 WO 2006059629A1 JP 2005021965 W JP2005021965 W JP 2005021965W WO 2006059629 A1 WO2006059629 A1 WO 2006059629A1
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WO
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area
data structure
information
leaf node
storage unit
Prior art date
Application number
PCT/JP2005/021965
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Akio Yamamoto
Original Assignee
Hewlett-Packard Development Company, L.P.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hewlett-Packard Development Company, L.P. filed Critical Hewlett-Packard Development Company, L.P.
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Priority to US11/720,325 priority patent/US7619913B2/en
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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F16/00—Information retrieval; Database structures therefor; File system structures therefor
    • G06F16/20—Information retrieval; Database structures therefor; File system structures therefor of structured data, e.g. relational data
    • G06F16/29—Geographical information databases

Definitions

  • the present invention relates to an apparatus / method for searching for a service or the like related to a predetermined position, when a service or the like related to a predetermined position is provided.
  • i-Area a location information service that can be used with NTT Docomo's “i-mode” compatible phones.
  • Similar services include au's GPS location information service “eznavigation”, J-phone map information service “J-Navi”, NTT Docomo's PHS “My Where Service”, “mopera location information service”, DDI Pocket “ There are “location information service” and “P Navi” of Tokyo Telephone Astel (TTNet).
  • This location information is only the area code specified by the telecommunications carrier, not the information indicating detailed points such as latitude and longitude. Also, since location information corresponding to the location of the base station is used, it may differ from the user's location in some cases.
  • this system also uses the circle defined by the central coordinates (latitude and longitude) and the effective radius as the effective space for information, so it is possible to provide an information service for areas with more complex shapes. There is a problem that it is difficult.
  • V ⁇ since information is managed using only spatiotemporal information (with spatiotemporal as an index), V ⁇ , which cannot explicitly link information to a specific object in real space, There are still problems!
  • the method disclosed in US Pat. No. 6,212,392 uses location information associated with a cell in a wireless communication system using a mobile phone.
  • This method is a method for determining whether or not a wireless communication device is within a designated area.
  • the service provider can define and manage an area using area representation based on quadtree data.
  • Patent Document 1 US Pat. No. 6,212,392
  • Non-patent literature l i-area
  • Non-patent document 2 http://www.spacetag.jp/
  • Non-Patent Document 3 H. bamet. The Quadtree and Related Hierarcnical Data Structures. A CM Computing Surveys, Vol. 16, No. 2, 1984
  • Non-Patent Document 4 N. Beckmann, H.-P. Kriegel, R. Schneider and B. Seeger.
  • TheR *-tre e An Efficient and Robust Access Method for Points and Rectangles.Proceedings of ACM SIGMOD, pp.322- 331, 1990
  • Non-Patent Document 5 V. Gaede and O. Gunther. Multidimensional Access Methods. ACM Computing Surveys, Vol. 30, No. 2, June 1998
  • Patent Document 6 US Patent Document.Method for determining if the location of a wir eless communication device is within a specified area.
  • Patent Document 7 A. Guttman. R- Trees: a dynamic index structure for spatial searching. Proceedings of the 13th ACM SIGMOD Conference, pp.47-57, 1984
  • An object of the present invention is to solve the problems existing in the prior art as described above.
  • the above problems can be summarized as follows.
  • an area (good V ⁇ in n-dimensional space) is expressed using a data structure based on “R * -tree”, which is one of the multi-dimensional indices. Provide a way to build.
  • a quadtree data structure is used for each area representation, From the location information obtained from terminals such as GPS and mobile phones owned by the user, the user can quickly search for the power in any service provision area defined in advance and identify an identifier that uniquely identifies the area. Show how to get.
  • the user's profile information, information on service providers, and other spatial services and objects related to adjacent areas are also referenced while referring to various services and objects associated with the area.
  • Claim 1 discloses an apparatus that has an area management data structure and an area-related information storage unit and outputs area-related information corresponding to arbitrary position information.
  • the area management data structure has an index data structure including a root node, an intermediate node, and a leaf node corresponding to the area set including the area, and a data storage unit corresponding to the leaf node.
  • the area-related information storage unit stores area-related information corresponding to the area, and has the following means (a) to (d)! /
  • (b) means for searching the index data structure and identifying the leaf node corresponding to the position information
  • (c) means for searching the data storage unit corresponding to the specified leaf node and specifying the area corresponding to the position information
  • Claim 2 discloses the case where the area of the apparatus of claim 1 is approximated by an approximate polygon.
  • a leaf node of the index data structure includes data based on the first minimum enclosing rectangle of the approximate polygon, and an intermediate node includes a set of one or more first minimum enclosing rectangles. Data based on two smallest bounding rectangles Data.
  • the data storage unit is configured based on quadrilateral tree data of the approximate polygon of the area.
  • Claim 3 discloses the case where the area of the apparatus of claim 1 is approximated by one or more rectangles.
  • the leaf node of the index data structure includes data based on the first minimum enclosing rectangle having one or more rectangular forces
  • the intermediate node includes a set of one or more of the first minimum enclosing rectangles.
  • the data storage is organized based on the area rectangle!
  • Claim 4 discloses the case where the area of the apparatus of claim 1 is approximated by a broken line composed of one or more straight lines.
  • the leaf node of the index data structure contains data based on the first minimum enclosing rectangle of the line
  • the intermediate node is the second minimum enclosing that contains a set of one or more first minimum enclosing rectangles. Includes data based on rectangles.
  • the data storage unit is configured based on one or more straight lines.
  • Claim 5 discloses in the apparatus of claim 1 if the area is approximated by a curve, and further if this curve is approximated by a polygonal line that also has one or more linear forces!
  • the leaf node of the index data structure contains data based on the first minimum enclosing rectangle of the straight line
  • the intermediate node contains the set of one or more first enclosing rectangles.
  • the data storage unit is configured based on one or more straight lines.
  • Claim 6 discloses a case in which the area of the apparatus of claim 1 is approximated by a curve by spline interpolation.
  • the leaf node of the index data structure includes data based on the first minimum enclosing rectangle of the spline-interpolated curve, and the intermediate node includes a set of one or more first minimum enclosing rectangle forces.
  • the second most inclusive Contains data based on a small bounding rectangle.
  • the data storage unit is configured based on the spline interpolated curve!
  • the basic data structure is the same as in claim 1, but the index data structure of the area management data structure is based on area information collected based on one or more area attributes specified by the service user. Constructed and built.
  • the data storage unit includes two or more index data structures and a lowest index data structure, and is specified by a leaf node of an upper index data structure.
  • Area power A case of having a structure corresponding to the root node of a lower index data structure is disclosed. Furthermore, the area corresponding to the location information is specified by the following means.
  • (b) means for searching a lower index data structure corresponding to the identified leaf node and identifying the leaf node corresponding to the position information
  • the spatial coordinate resolution of the first area for constructing the index data structure further comprises the spatial coordinates of the second area for constructing the other index data structure. It is disclosed that the resolution force is also set independently.
  • Claim 10 discloses in the apparatus of claim 8 the addition or expansion of the second area of the upper index data structure by the following means.
  • a means of accepting a change request for the first area information in the lower index data structure (b) means for determining whether there is a second area of the higher-order index data structure corresponding to the first area;
  • (c) means for adding a second area of an upper index data structure corresponding to the first area if the second area does not exist;
  • Claim 11 discloses that the apparatus of claim 8 deletes the index data structure based on the lower area attribute by the following means.
  • Claim 12 considers at least one of the means for outputting the area-related information, the information about the service user, the service provider, or the attribute of the area in the apparatus according to claims 1 to 11. The search is disclosed.
  • Claim 13 discloses a program for controlling the apparatus of claim 1 and outputting area related information corresponding to arbitrary position information by controlling a computer.
  • Claim 14 discloses a program for controlling the apparatus of claim 7 to output area related information corresponding to arbitrary position information by controlling a computer.
  • Claim 15 discloses a program for controlling the computer according to claim 8 to output area-related information corresponding to arbitrary position information by controlling a computer.
  • Claim 16 discloses a method for outputting area-related information corresponding to arbitrary position information in the apparatus of claim 1.
  • R-tree one of the multi-dimensional indexes, targets a wide range of objects in the field of CAD, etc., and is frequently updated! It is a data structure suitable for use in a dynamic environment.
  • FIG. 1 is a diagram showing an outline of the implementation of the present invention.
  • FIG. 2 is a block diagram showing an apparatus for carrying out the present invention.
  • FIG. 3a is a functional block diagram of an apparatus embodying the present invention.
  • FIG. 3b is a block diagram of an area information storage unit implemented by the present invention.
  • FIG. 4a is a diagram showing an index data structure.
  • FIG. 4b shows quadtree data
  • FIG. 5 is a diagram for explaining the concept of a minimum enclosing rectangle (MBR).
  • FIG. 6 is a diagram showing an area corresponding to an index data structure.
  • FIG. 7 is a diagram for explaining quadtree data.
  • FIG. 8 is a flowchart showing Example 1 of the present invention.
  • FIG. 9a is a diagram for explaining an example of approximating a region with a plurality of rectangles.
  • FIG. 9b is a diagram for explaining an example of approximating a region with a plurality of rectangles.
  • FIG. 10a is a flowchart showing Example 2 of the present invention.
  • FIG. 10b is a flowchart showing Example 3 of the present invention.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating an embodiment in which an area is a straight line and approximated by a straight line.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating an embodiment in which an area is a non-linear region and approximated by a plurality of straight lines.
  • FIG. 13 is a diagram illustrating an example in which an area is approximated as a curved region.
  • FIG. 14 is a diagram for explaining an embodiment in which an area is a curved area and approximated by a plurality of curves.
  • FIG. 15 is a diagram showing a multistage index structure of the present invention.
  • FIG. 16 is a diagram showing an example in which the regional management index is also omitted in the multi-level index structural capability.
  • FIG. 17 is a diagram showing indexes based on area attributes according to the present invention.
  • FIG. 18 is a diagram showing an index based on two area attributes of the present invention.
  • FIG. 19 is a block diagram of the present invention.
  • FIG. 20 is a block diagram of the present invention.
  • FIG. 21 is a diagram showing that the granularity of an area can be changed in the present invention.
  • FIG. 22a is a diagram showing area setting of the present invention.
  • FIG. 22b is a diagram showing an example of expanding the area of the present invention.
  • FIG. 23 is a diagram showing an example of expanding the area of the present invention.
  • FIG. 24 is a diagram showing an example of expanding the seed region of the present invention.
  • FIG. 25 is a flowchart relating to a preferred embodiment of the present invention.
  • FIG. 26 is a flowchart relating to a preferred embodiment of the present invention.
  • FIG. 27 is a flowchart relating to a preferred embodiment of the present invention.
  • FIG. 28 is a flowchart relating to a preferred embodiment of the present invention.
  • FIG. 29 is a flowchart relating to a preferred embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 illustrates one embodiment of the present invention. Based on current location information The user who wants to receive the service is based on the GPS 20 or other means to obtain the current location information of the user.
  • GPS will be described as an example of means for acquiring current location information of the user.
  • GPS is a system that uses satellites to accurately determine where you are on the earth, and is managed by the US Department of Defense, which is arranged in four circular orbits at an altitude of about 20,000 km. It is a system that can determine the latitude, longitude, etc. with high accuracy by using radio waves of satellite power.
  • the user who has acquired the location information can access the area related information providing device 50 on the network from the information receiving device 30 via the radio base station 40.
  • one or more service information corresponding to the predetermined position information can be acquired.
  • the service provider registers information, which is a combination of the service provided by the service provider and information related to the service providing area, in the area related information providing apparatus 50 using the service provider terminal 60.
  • FIG. 2 shows an area-related information providing apparatus 50 that implements the present invention.
  • the area-related information providing device 50 includes a storage unit 110, a main memory 120, an output unit 130, a central control unit (CPU) 140, a position information input unit 150, an area information input unit 160, and a user information input unit 170. include.
  • the service provider inputs in advance information about the service content to be provided and the corresponding service providing area from the area information input unit 160 via a network or the like.
  • the user can also input personal information such as his / her gender “age” preference information in advance from the user information input unit 170 via a network or the like.
  • the central control unit 140 stores these pieces of information in the storage unit 110.
  • the user inputs the current position information from the position information input unit 150 via a network or the like.
  • the central control unit 140 reads the service information corresponding to the location information stored in the storage unit 110 and outputs the result from the output unit 130.
  • Fig. 3a shows a functional block diagram of the area-related information providing apparatus 50 based on the position of the user according to the present invention.
  • 210 is a location information input unit
  • 220 is an area information input unit
  • 225 is a user information input unit
  • 230 is an area information search unit
  • 240 is an area information storage unit
  • 250 is An area information management unit
  • 255 is a user information management unit
  • 260 is an area related information search unit
  • 270 is an area related information storage unit
  • 275 is a user related information storage unit
  • 280 is an area related information output unit. Details of these will be described below.
  • the service providing area data is constructed by the “vectorization processing method”, and a method for retrieving these data will be described.
  • the user detects the position where the user is using GPS or the like, and inputs the position information to the position information input unit (block 210) of the area related information providing apparatus via the network.
  • the service provider performs vectorization processing of the service providing area using a digitizer or a graphical user interface, and inputs the data and the corresponding service contents.
  • the user inputs personal information such as a list of campaign programs in which the user's gender 'age' preference information 'user participates in advance.
  • the area information storage unit includes a first area information storage unit and a second area information storage unit.
  • a wide range of area information is stored in the first area information storage unit, and the user's position can be detected in a wide range.
  • the second area information storage unit stores area information in a narrow range, and the user's position can be detected in a narrow range and a specific service area can be specified.
  • the first area information storage unit includes an “index using R * -tree” shown in FIG. Stored in an index structure (hereinafter referred to as “index structure” in the present specification).
  • the second area information storage unit stores “quadrant tree data” shown in FIG. 4b.
  • the user information input by the user is managed.
  • registration of users, confirmation of whether personal information entered by users complies with the rules, etc. and manages the registration 'deletion' and update of these data.
  • the area information storage capacity is searched for the area to be acquired, and an identifier that uniquely identifies the corresponding area is acquired.
  • multiple area identifiers can be obtained for that location information.
  • various information associated with the area is searched.
  • the user related information stored in the block 275 only information that meets the conditions of the user or the service provider can be selected and provided.
  • the personal information of each user input by the user is stored. This information is professional
  • the search result is output and transmitted to the user via the network.
  • MRR Minimum Bounding Rectangle
  • MBR means that a predetermined area is represented by a rectangle circumscribing the area by performing vectorization processing.
  • the boundary line of the area is approximated by a polygon consisting of multiple straight lines and vertices (center of Fig. 5), and this approximated polygon is represented by a minimum enclosing rectangle (MBR: This is expressed by a bounding rectangle (Minimum Bounding Rectangle) (right end of Fig. 5).
  • MRR minimum enclosing rectangle
  • the accuracy of approximation can be arbitrarily set based on the amount of data and an allowable error.
  • the MBR of each of region A, region B, and region C, and region 1 is shown as the MBR that encompasses them.
  • Region 2 is shown as the MBR of region D, region E, and region F, and the MBR that encompasses them.
  • the data represented by the eight MBRs in areas A to F, area 1 and area 2 shown in Fig. 6 is stored in the "index structure" shown in Fig. 4a.
  • the node that stores the areas 1 and 2 is referred to as an intermediate node, and the node that stores the areas A to F to be managed is stored as a leaf node.
  • the MBR of all the target data is managed in a multi-tree structure, and the top node is the root node (root node).
  • region 1” and “region 2” are shown as intermediate nodes, which correspond to “region 1” and “region 2” in FIG. 6, respectively.
  • “Area A” to “Area F” are shown as leaf nodes, which correspond to “Area A” to “Area F” in FIG. 6, respectively.
  • the intermediate node includes an MBR that includes a set of MBRs of “leaf nodes” positioned below, and an intermediate node. These have pointers to a plurality of “leaf nodes”. Each leaf node has a pointer to the MBR of the target area and the corresponding quadtree data! /.
  • the “intermediate node” contains the information shown in (Equation 1)
  • the “leaf node” contains the information shown in (Equation 2).
  • I represents the coordinates of one corner of the MBR in n-dimensional space, I is the other corresponding to I
  • R (x3, y3) and S (x 4, y4) are stored as coordinates representing the MBR of the region A.
  • the position information input by the user is searched, and first, it is searched whether it is in area 1 or area 2.
  • quadtree data (Fig. 4b) is searched according to the “pointer to quadtree data” included in the corresponding leaf node.
  • the “index structure” is expressed in MBR, it is possible to narrow down the area containing the input position at a high speed, but it is not possible to identify individual service areas provided by the service provider. .
  • the “quadrant tree data” specified by the pointer to the quadtree data contained in the leaf node is further searched.
  • Quadtree data is a structure that uses a kind of data compression method and has a structure that is suitable for determining whether or not a predetermined position is located inside an approximate polygon with a predetermined accuracy. To do.
  • the approximate polygon information can be expressed as a tree structure as shown in Fig. 4b.
  • the highest level of the quadtree data is also called a root node, and stores an "area identifier" that uniquely identifies the area A shown in FIG.
  • Figure 7 shows an example of an approximate polygon of the service provision area corresponding to area A and its MBR.
  • the second row of the quadtree data shown in Fig. 4b shows the first quadrant (1), the second quadrant (11), the third quadrant (111), Data corresponding to four quadrants (IV) is stored.
  • the third row corresponds to each block (1-1, 1-2, 1-3, 1-4) when the first quadrant (I) is further divided into four as shown in the right figure of FIG. Data to be stored.
  • the stored data is given 1 (one) or 0 (zero) depending on whether the force is inside or outside the approximated polygon.
  • G 1 is given 0 (zero) because all regions are outside the polygon.
  • “G 3” is given 1 (one) because the inner area is more than the outer area.
  • data obtained by dividing “1-4” into four parts is stored. That is, 0 (zero), 0 (zero), 1 (one), and 1 (one) are stored in each node.
  • the service provider can arbitrarily determine how far the quadtree is divided, such as the amount of data.
  • the area identifier search corresponds to block 230 in FIG. 3a. Based on the specified position information, an area where the user exists is searched from the area information storage unit, and an area identifier for uniquely identifying the corresponding area is acquired. The search method is shown below.
  • the position information obtained with force such as GPS or a portable terminal is also received by the user and is converted into a coordinate system used for storage in the area information storage unit.
  • quadtree data is used to determine whether the input location information is inside the polygon (service area) included in the MBR data. To confirm.
  • the search for area-related information corresponds to block 260 in Figure 3a.
  • One location information capability When multiple area identifiers are searched, multiple services or related information is searched.
  • the related information of areas 1 and 3 corresponding to companies 1 and 3 is selected for user A. Is output as a search result. Similarly, related information of areas 2 and 3 corresponding to companies 2 and 3 is output to user B.
  • the user-related information storage unit stores that user A is a man in his 20s and user B is a woman in his 40s.
  • the related information corresponding to areas 1 and 2 includes access control information “provided for males” and the related information corresponding to area 3 “provided for over 30 years old”.
  • the search result output corresponds to block 280 in FIG. 3a.
  • the search result is output and sent to the user via the network.
  • Step 10 Accepting location information and user identifier.
  • the user transmits the location information of the user and the user identifier via the information receiving apparatus power network.
  • the area-related information providing device accepts this information.
  • Step 20 A step of searching all leaf nodes included in the position data. Guttman's search algorithm is executed for the index structure (Fig. 4a), and all leaf nodes having MBR data corresponding to the position data are searched.
  • Step 30 Step of obtaining search results for quadtree data
  • Step of obtaining area identifiers A search algorithm is executed for quadtree data corresponding to all detected leaf nodes, and designated by the pointers of the leaf nodes
  • For quadtree data it is determined whether the user's position is inside the area specified by the service provider. When it is inside, The area identifier stored in the root node of the quadtree data is returned.
  • Step 40 A step of searching for information associated with the area based on the obtained area identifier.
  • Various information related to the area such as a map near the position, timetable, transfer information, train accident status, weather information, road congestion, etc., or various information provided in the area Information such as services, for example, products provided at a store in the area, price, and inventory status is searched.
  • Step 50 Using the user identifier transmitted together with the selected location information of the related information based on the user related information, refer to the personal information of the user stored in advance and the information related to the service provider, and provide it to the user It is possible to selectively search for services or related information that can be performed.
  • Step 60 A step of outputting search results.
  • the information retrieved in step 50 is output to the display unit of the information receiving apparatus.
  • Example 2
  • the first area information storage unit stores an “index structure” that manages an MBR that includes all of a plurality of rectangles that approximate each area, and the second area information storage unit stores the index structure. Area information approximated by a combination of multiple rectangles is stored. “Rectangle set data” (Equation 4, described later) is used for the second area information storage unit.
  • Example 3 an “index structure” that individually manages a plurality of rectangles approximating an area is stored in the first area information storage unit, and the one corresponding to the second area information storage unit is used. do not do.
  • Example 2 When approximating the figure shown at the left end of Fig. 9a, it can be approximated by multiple rectangles as shown at the right end of Fig. 9a. In order to improve the accuracy of approximation, the number of rectangles should be increased, but it is necessary to retain information on more rectangles.
  • the rightmost figure is approximated by a total of five rectangles from rectangle A to rectangle E, and as shown in the rightmost figure in Figure 9b, an MBR that encompasses all these rectangles A to E is defined. I can do it.
  • the leaf node shown in Fig. 4a includes information defined by (Equation 3).
  • the leaf node stores MBR information including all m rectangles approximating the service area.
  • this is the part surrounded by the broken line.
  • I represents the coordinates of one corner of the MBR in n-dimensional space, and I corresponds to I
  • “Rectangle set data” consists of a string of area identifiers and m pieces of rectangle data, as shown in (Equation 4).
  • Rectangle set data (Area identifier, (II, 12, ..., Im))
  • IJ is the MBR coordinate of the Jth rectangle.
  • IJ (IJ, IJ, ..., IJ)
  • IJ (IJ, IJ, ..., IJ).
  • IJ represents the coordinates of one corner of the MBR of the Jth rectangle, IJ is the other corresponding to IJ
  • rectangle set data specified by the leaf node pointer. It is included, and it is determined whether the user's position is inside each rectangle in the rectangle set data. If it is inside any rectangle, the area identifier stored in the rectangle set data is returned.
  • the service provider approximates the shape of the service area using a digitizer or a graphical user interface (Fig. 9a).
  • the shape of the service area to be defined is approximated by several rectangular threads.
  • the service provider can arbitrarily set the size and arrangement of the rectangle.
  • the MBR that includes all the rectangles used for shape approximation is the MBR data in the index structure, and the pointer to the MBR data and the rectangle set data is set as shown in (Equation 3).
  • the rectangular set data specified by the pointer includes a set of an area identifier of the corresponding area and a plurality of rectangular data used for shape approximation of the area.
  • an area identifier corresponding to the position where the user exists is searched from the area information storage unit.
  • Guttman's search algorithm (Non-Patent Document 7) is executed on the index structure to find a leaf node that stores MBR data corresponding to position data. It is determined whether the user's position is inside each rectangle among the rectangle data included in the rectangle set data specified by the leaf node pointer.
  • Step 10 Accepting location information and user identifier.
  • the user transmits the location information of the user and the user identifier via the information receiving apparatus power network.
  • the area-related information providing device accepts this information.
  • Step 20 A step of searching all leaf nodes included in the position data. If Guttman's search algorithm is executed on the index structure (Fig. 4a), all leaf nodes that store MBR data corresponding to the relevant position data are searched, Is obtained.
  • Step 30 Determine whether or not the user's position is inside each rectangle with respect to the rectangle data included in the “rectangle set data” specified by the leaf node pointer! I do. If it is inside the area specified by the service provider, the area identifier stored in the rectangle set data is acquired.
  • Step 40 A step of searching for information associated with the area based on the obtained area identifier. Various information related to the area is the same as in Example 1.
  • Step 50 A step of outputting search results.
  • the information retrieved in step 30 is output to the display unit of the information receiving apparatus.
  • the first area information storage unit stores an “index structure” for individually managing a plurality of rectangles approximating the area, and the second area information storage unit is not used.
  • m rectangles approximating the service providing area are regarded as independent MBRs, and the information defined by (Equation 5) is stored for each rectangle in the leaf node of the index structure.
  • I (I, 1).
  • I is one code of the rectangular MBR in the leaf node
  • Step 10 Accepting location information and user identifier.
  • the user transmits the location information of the user and the user identifier via the information receiving apparatus power network.
  • the area-related information providing device accepts this information.
  • Step 20 Searching leaf nodes and obtaining area identifiers.
  • Guttman's search algorithm is executed on the index structure (Fig. 4a), the leaf node storing the MBR data corresponding to the position data is searched, and whether the user's position is inside the rectangle is determined. .
  • the area identifier stored in the leaf node is acquired.
  • Step 30 A step of searching for information associated with the area based on the obtained area identifier.
  • Step 40 A step of outputting search results.
  • the information retrieved in step 30 is output to the display unit of the information receiving apparatus.
  • the leaf node that executes Guttman's search algorithm for the index structure and stores the MBR corresponding to the location data
  • the area identifier can be obtained immediately.
  • Example 1 Example 2, and Example 3 the provided service area is described as a two-dimensional plane having a certain extent, but in Example 4 and Example 5, The case where the service area can be approximated by a straight line or a curve instead of a two-dimensional plane will be explained. In the fourth embodiment, a case where the service area can be approximated by a straight line will be described.
  • the first area information storage unit stores a straight MBR that approximates a predetermined area and an “index structure” that manages a pointer to the straight line data as a set.
  • the second area information storage unit stores “straight line data” (Equation 7, described later) including an area identifier.
  • Example 4 A preferred embodiment of Example 4 is a case where information such as services provided to an area including the place is obtained from a vehicle traveling on a road that can be approximated by a straight line. It is.
  • the special shape for defining the service area can be a straight line, a broken line, or a curved line.
  • FIG. 11 shows an area that can be approximated by a straight line.
  • the minimum enclosing rectangle (MBR) can be applied.
  • a straight line connecting points a and b is defined, and a minimum enclosing rectangle (MBR) including points a and b is defined.
  • roads have a certain width, and it is necessary to allow a certain amount of error in the acquisition of position information, so an allowable error range is defined.
  • the information stored in the leaf node is defined by (Equation 6).
  • I represents the coordinates of one corner of the MBR in n-dimensional space, I is the other corresponding to I
  • Linear data is a set of data including a data type, a flag, and an area identifier, and is defined by (Equation 7) in the fourth embodiment.
  • the data type is information indicating that the data is straight line data
  • the flag is information indicating whether the slope of the straight line is positive or negative
  • the area identifier is an identifier that uniquely identifies the area.
  • the diagonal line can be uniquely identified by specifying the force gradient that calculates the two straight lines when the slope is positive and when the slope is negative.
  • the allowable error range is determined in advance, it can be detected whether or not the user's position is within the allowable range of the straight line.
  • the area identifier defined in the straight line data specified by the pointer of the leaf node can be obtained, and the process can proceed to the next step.
  • each rectangle corresponding to each straight line corresponds to each leaf node shown in Figure 4a.
  • one minimum enclosing rectangle (MBR) represented by one straight line corresponds to one leaf node, so that a plurality of straight lines included in a certain range can be approximated.
  • the service provider uses a digitizer or a graphical user interface to approximate the service area with a straight line (Fig. 12).
  • Approximation is performed by combining a plurality of rectangles including a service area defined by a straight line.
  • the service provider can arbitrarily set the size and layout of the rectangle.
  • Information related to the service providing area is stored in the area information storage unit.
  • the first area information storage unit stores a straight-line MBR that approximates a predetermined area and an “index structure” that manages a pointer to the straight-line data as a set.
  • the second area information storage unit stores information defining an area approximated by a straight line and “straight line data” including an area identifier.
  • an area identifier corresponding to the position where the user exists is searched from the area information storage unit.
  • Example 4 Guttman's search algorithm (Non-Patent Document 7) is executed on the index structure, all leaf nodes storing MBR corresponding to the position information are searched, and a pointer to straight line data is read.
  • the area identifier stored therein is acquired, and the process proceeds to search for area-related information.
  • step 30 it is determined whether or not the force is inside the approximated straight line area obtained by the “straight line data” designated by the leaf node pointer, and an area identifier is obtained if applicable.
  • step 30 it is determined whether or not the force is inside the approximated straight line area obtained by the “straight line data” designated by the leaf node pointer, and an area identifier is obtained if applicable.
  • the first area information storage unit stores an “index structure” that manages a set of data including an MBR of a curve approximating a predetermined area and data including a pointer to the curve data.
  • the second area information storage unit stores “curve data” (Equation 9, which will be described later) including an area identifier.
  • One method of approximating a curved area is to divide the curve into a predetermined number of sections and to express each section as a straight line, that is, to approximate the curve with a broken line.
  • the curvilinear area can be approximated by applying the method described in Example 4 to the MBR defined for each straight line.
  • Spline approximation approximates discrete data with interval polynomials. That is, each data can be approximated by a predetermined function.
  • a curve can be approximated by giving coordinates between two points and a predetermined coefficient.
  • I represents the coordinates of one corner of a rectangular MBR in n-dimensional space, and I corresponds to I
  • “Curve data” consists of a set of data including data type, coefficient, and area identifier. In Example 5, it is defined by (Equation 9).
  • Curve data (Data type, coefficient, area identifier)
  • the data type is information indicating that the data is curve data
  • the coefficient is a spline interpolation coefficient
  • the area identifier is an identifier that uniquely identifies the area.
  • the area identifier stored in the curve data specified by the pointer of the leaf node can be acquired, and the search can be made for area related information.
  • each rectangle corresponding to each part of the curve corresponds to each leaf node shown in Figure 4a.
  • the service provider uses a digitizer or a graphical user interface to divide the service provision area with curvilinear power into a predetermined number (Fig. 14). Next, an MBR that includes each segment of the divided curve is defined. The curve in each MBR is approximated with the MBR's two coordinates and the predetermined coefficients for each section.
  • the service provider can arbitrarily set the division of the curve, the size of the rectangle, and the arrangement.
  • the first area information storage unit stores an MBR of a curve that approximates a predetermined area and an “index structure” that manages a set of pointers to the curve data.
  • the area information storage unit 2 stores “curve data” including an area identifier.
  • an area identifier corresponding to the position where the user exists is searched from the area information storage unit.
  • Example 5 Guttman's search algorithm (Non-Patent Document 7) is executed on the index structure, all leaf nodes storing MBR corresponding to the position information are searched, and a pointer to the curve data is read.
  • the area identifier stored therein is acquired, and the process proceeds to search for area-related information.
  • step 30 it is determined whether the force is inside the approximate curve area obtained using the “curve data” specified by the leaf node pointer, and if applicable, the area identifier is set. get.
  • the area information storage unit (240) has a single index structure, that is, the first area information storage unit and the second area information storage unit will be described. did.
  • an R * -tree structure consisting of a root node, intermediate node, and leaf node can be constructed in both the upper and lower stages.
  • the lower root node is specified by the pointer stored in the upper leaf node.
  • Example 6 the upper row is referred to as a regional management index, and the lower row is referred to as an area management index.
  • the index tree based on the area attribute information is disclosed.
  • Information such as the service provider and service type in the is an attribute.
  • Specific attribute values include, for example, a predetermined restaurant and a predetermined movie theater.
  • the index trees described in the first to fifth embodiments are based on geographical location information. An index tree.
  • an index tree based on geographical location information is called a “location information index tree”, and an index tree based on area attribute information is called an “area attribute index tree”.
  • the location information index tree is composed of a “location information area management index tree” and a “location information area management index tree”, and the area attribute index trees are “area attribute area management index tree” and “area attribute area management index tree”. It consists of a tree.
  • the area attribute DB (410) in FIG. 20 stores area attribute information (attribute type, attribute value, etc.).
  • the spatial resolution in each region can be set independently.
  • the overall memory efficiency can be improved by changing the spatial resolution of the local coordinate system that defines the area, and the management of those can be improved. It becomes easy.
  • area A must be defined as an area definition with fine resolution
  • area C should be defined as an area definition with coarse resolution
  • area B should be defined as an area definition with medium resolution. I can do it.
  • memory management is the realization of area management in a large metropolitan area and area management in a suburban area where the target area is distributed as a region having the same spatial resolution. Top waste occurs.
  • the spatial resolution is roughly set in the area where suburban area management is performed.
  • the range of the area may be extended beyond the range defined when the index tree is constructed.
  • the area may be expanded due to the expansion of a shopping mall or the merger of Sakaimachi Village.
  • the area that encompasses the area is just the area management index tree.
  • the regional management index tree to be managed also needs to be changed.
  • area al included in area A has expanded beyond area A as shown in figure 22b. If so, expand area A to include the expanded area al '.
  • the MBR data included in the leaf node corresponding to region A among the leaf nodes in the upper R * -tree structure is changed, and the node corresponding to area al in the lower R * -tree structure is changed. Make a change.
  • region B is defined as a new region, and nodes corresponding to the R * -tree structures in the upper and lower levels are shown. Is added.
  • Fig. 24 shows another regional setting method.
  • the system administrator or service provider sets an initial region (hereinafter referred to as “species region”) in advance in consideration of geographical factors and the like.
  • regions region an initial region
  • the same processing as described above is performed.
  • FIG. 19 shows a system configuration diagram of the area management system of the sixth embodiment.
  • the area information DB (310) stores information such as the shape and position that defines each area and the identifier of the area.
  • the area management unit (315) manages the area information DB (310).
  • Area management control unit (320 ) Manages the area management unit and indirectly controls the area information DB (310).
  • the regional information DB (330) stores information defining a wider region including a plurality of areas and identifiers of the regions.
  • the regional management unit (335) manages the regional information DB (330).
  • the regional management control unit (345) manages the regional management unit and indirectly controls the regional information DB (330).
  • the service provider or the system administrator performs input when the contents of the area information DB (310) or the region information DB (330) are registered to “delete” and change.
  • the user inputs position information through the area search operation unit (360) and obtains an area identifier as a search result.
  • the search execution unit (350) executes an actual search.
  • FIG. 20 shows a system configuration part for performing a search or the like considering area attributes inside the broken line part.
  • the area attribute DB (410) stores data not including position information.
  • search based on area attributes is performed without using location information.
  • Area information is temporarily stored in the dynamic area management storage unit (430).
  • the space search execution unit (440) performs a search for position information for each item for which the area attribute power is also searched.
  • the search control unit (450) controls the spatial search execution unit (440) and the non-spatial search execution (420).
  • Registration of the region is performed by advance setting by the system administrator or automatic setting by the system • Registration (region expansion processing).
  • the location information index tree is constructed or updated (FIG. 25). 10: Enter area information to register:
  • Location information registered by the service provider ⁇ Enter area information such as shape.
  • step 30 If the “region” that includes the “area” is registered, go to step 30. (i) If “Region” including “Area” is registered,
  • a node corresponding to the location information area management index tree is added.
  • the area information is stored in the area information storage unit (FIGS. 19 and 310).
  • the service user enters his current location information.
  • search the location information area management index tree to detect the “region” corresponding to the location information. If the area exists, go to step 30. If there is no corresponding area, the search process is terminated.
  • Search location information area management index tree Based on the spatial coordinate resolution used for area definition in the area management unit, the area search is performed using the position information area management index tree.
  • the area attribute includes a specific restaurant name, a specific movie theater name, and the like. Here, an example using these area attributes will be described (Fig. 27).
  • step 30 If the “region” that includes the “area” is registered, go to step 30.
  • the search can be performed quickly.
  • the area attribute area management index tree before the update cannot be used because it reflects the latest data. Therefore, it is necessary to delete this.
  • a service user uses an area attribute and location information to search for a service that can be used at that location.
  • area attributes multiple area attributes can be entered.
  • “Restaurant” and “Movie theater” can be specified as area attributes, and service areas that satisfy both conditions can be extracted (Fig. 28).
  • a new area attribute index tree is constructed so that a search based on the same area attribute can be performed efficiently (Fig. 29).
  • the service user inputs the current location information and area attributes.
  • Search area attribute area management index tree Detects "area” corresponding to Lf standing information.
  • step 40 If the area exists, go to step 40. If there is no corresponding area, the search process is terminated.
  • An area search is performed using the area attribute area management index tree based on the spatial coordinate resolution used for area definition in the area management unit.
  • a search is performed based on the area attribute, and the corresponding area is extracted.
  • CPU 140 Central control unit (CPU)
  • Area management control unit 340 Area information operation unit 360: Area search operation unit 350: Search execution unit

Abstract

　指定した位置に対応する情報を提供する場合に、従来技術では、同一位置に複数の異なる情報提供エリアを定義できない、また、エリアを定義するデータを４分木データで格納する場合には、対象となるすべてのエリアを同一の解像度で格納する必要があるために格納方法の最適化が図れない、などの問題が存在する。　「R*-tree」に基づく多段のインデックス構造を利用し、最小包囲矩形（ＭＢＲ）で表現された各エリアの中から候補となるエリアを高速に検索する。さらに、検索されたエリアから改良された４分木データを利用してエリアを特定し、ユーザおよびサービス提供者に関する情報に基づき、特定されたエリアに関連するサービスや情報を提供する。

Description

明 細 書
エリァ情報の管理装置 ·方法 ·プログラム
技術分野
[0001] 本願発明は、所定の位置に関連するサービス等が提供される場合に、所定の位置 力も当該位置に関連するサービス等を検索する装置 ·方法'プログラムに関する。 背景技術
[0002] ューザの 、る位置情報に関連したサービスを提供する方法として様々な方法が存 在する。
例えば、 NTTドコモの「iモード」対応電話機で利用できる位置情報サービスである「i —エリア」がある。
これは基地局力 の携帯電話の現在地情報により全国を数百ケ所余りに分割した エリアごとの情報を受けることができる。
このように分割したエリアごとの情報提供が可能なため、エリアに特ィ匕した天気予報 、地図、交通情報、グルメや買い物情報などといったサービスが存在する。
同様のサービスとして auの GPS位置情報サービス「eznavigation」、 Jフォンの地図情 報サービス「J- Navi」、 NTTドコモの PHSの「いまどこサービス」、 「mopera位置情報サ 一ビス」、 DDIポケットの「位置情報サービス」、東京電話アステル (TTNet)の「Pナビ」 などが存在する。
[0003] し力しながら、これらは、広範囲のエリアに共通する情報、例えば、当該エリアの天 気予報、地図、交通情報などは提供することが出来る。
しかし、これらは、携帯電話の基地局の情報をもとに、その基地局がどのエリアに属 するかという位置情報によって情報を提供する。
この位置情報は、緯度経度のような詳細なポイントを示す情報ではなぐ通信事業 者が規定したエリアコードのみである。また、基地局の位置に対応する位置情報を利 用するため、場合によっては、ユーザの利用場所と異なることもある。
さらに、事前に規定されたエリアのみを利用するため、より狭いエリアに特化したサ 一ビス情報の提供は出来ない。 また、携帯端末を所持したモパイルユーザに対して、位置 ·時間'数量限定で情報 アクセスを許可するシステムが開発されて!、る (http://www.spacetag.jp/)。
しかし、当該システムでも、情報の有効空間として中心座標 (緯度'経度)と有効半 径により定められる円形を利用しているため、より複雑な形状のエリアに対して情報' サービスを提供することが困難であるという問題がある。
また、時空間情報のみを用いて（時空間をインデックスとして)情報を管理して 、る ため、実空間の具体的なオブジェクトに対して明示的に情報をリンクすることができな Vヽと 、う問題点が残されて!/、る。
さらに、 GPSや、携帯電話のみならず、様々な無線通信デバイスを使用して得られ る正確な位置情報に基づき、小まめなサービス及びそれらに関連する情報を提供す ることち検討されている。
例えば、米国特許 6,212,392号において開示されている方法では、携帯電話を利用 する無線通信システムにお 、て、セルに対応付けられた位置情報を利用して 、る。 この方法は、無線通信デバイスが指定エリア内にある力否かを判定する方法であり 、 4分木データに基づくエリア表現を用いて、サービス提供者がエリアの定義および 管理を行うことが出来る。
しかし当該方法ではデータ構造のもつ制約から、エリアの重複が許されないため、 同一地点 (領域）に複数の異なるサービスを割当てることができないという欠点がある 特許文献 1：米国特許 6,212,392号
非特許文献 l :i-エリア
非特許文献 2： http://www.spacetag.jp/
非特許文献 3 : H. bamet. The Quadtree and Related Hierarcnical Data Structures. A CM Computing Surveys, Vol. 16, No. 2, 1984
非特許文献 4 : N. Beckmann, H.-P. Kriegel, R. Schneider and B. Seeger. TheR*- tre e: An Efficient and Robust Access Method for Points and Rectangles. Proceedings of ACM SIGMOD, pp.322- 331, 1990
非特許文献 5 : V. Gaede and O. Gunther. Multidimensional Access Methods. ACM Computing Surveys, Vol. 30, No. 2, June 1998
特許文献 6 : U.S. Patent Document. Method for determining if the location of a wir eless communication device is within a specified area. Patent No. US 6,212,392 Bl 非特許文献 7 : A. Guttman. R- Trees: a dynamic index structure for spatial searching . Proceedings of the 13th ACM SIGMOD Conference, pp.47- 57, 1984
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0005] 本発明の目的は、以上のような従来技術に存在する問題を解決することである。以 上の問題点をまとめると以下のようになる。
(1)複数の異なるサービス提供者が提供するエリア情報を統一的に管理すると、同 一地域に複数の異なるサービスが割当てられる場合がある。また、同一のサービス提 供者が複数のサービスを定義した 、と 、う要求も発生する。従来のエリア (空間デー タ）管理手法として用いられている 4分木データでは、同一地点に複数の異なるサー ビス提供エリアを定義することができない、また、同一エリアに存在する複数のサービ ス情報を扱うことができない、という問題がある。
(2) 4分木データでは事前に表現レベル数を指定する必要があるため、対象となるす ベてのエリアを同一の解像度、すなわち同一の近似精度で表現することになる。サー ビスの種類によってはそれほど高精度で近似する必要がないことが在るにもかかわら ず、 4分木を用いてエリア情報を管理する場合にはサービスエリアごとに異なる表現 レベルを設定できな 、と 、う問題がある。
[0006] 所定の位置に依存したサービスおよび情報提供の実現にお!、て、
(1)サービス提供範囲 (エリア)の設定 ·更新 '変更などの管理、及び、
(2)モパイルユーザ (携帯端末)の位置とエリアの対応付け、
は重要であり必要不可欠な技術である。
本発明では、サービス提供エリアを柔軟かつ容易に管理するために多次元インデ ッタスの 1つである「R*-tree」に基づくデータ構造を用いたエリア（n次元空間でも良 Vヽ)表現を構築する方法を提供する。
また、個々のエリア表現に 4分木（Quadtree)データ構造等を利用し、モパイルユー ザの所持する GPSや携帯電話などの端末から得られた位置情報から、そのユーザが 事前に定義されたどのサービス提供エリアに存在する力を高速に探索し、そのエリア を一意に同定する識別子を得る方法を示す。
さらに、得られたエリア識別子に基づき、ユーザのプロファイル情報やサービス提供 者に関する情報、その他に隣接エリアとの空間的な位置関係なども参照しながら、ェ リアに関連付けられた様々なサービスやオブジェクトに関する情報を選択的に探索し 、ユーザに提示する方法を提供する。
課題を解決するための手段
[0007] 1.請求項 1 :
請求項 1では、エリア管理データ構造、及び、エリア関連情報格納部を有し、任意 の位置情報に対応するエリア関連情報を出力する装置を開示している。ここで、エリ ァ管理データ構造は、エリアを包含するエリア集合に対応するルートノード、中間ノー ド、及び、葉ノードを含むインデックスデータ構造、並びに、葉ノードに対応するデー タ格納部を有し、また、エリア関連情報格納部は、エリアに対応するエリア関連情報 を格納し、以下の（a)から (d)の手段を有して！/、る。
(a)前記位置情報を受け入れる手段、
(b)前記インデックスデータ構造を検索し前記位置情報に対応する前記葉ノードを特 定する手段、
(c)前記特定された葉ノードに対応する前記データ格納部を検索し、前記位置情報 に対応する前記エリアを特定する手段、
及び、
(d)前記エリア関連情報格納部を検索し前記特定されたエリアに対応するエリア関連 情報を出力する手段。
[0008] 2.請求項 2 :
請求項 2では、請求項 1の装置において、エリアが近似多角形で近似されている場 合について開示している。ここで、インデックスデータ構造の葉ノードは前記近似多 角形の第一の最小包囲矩形に基づくデータを含み、また、中間ノードは一つ以上の 前記第一の最小包囲矩形からなる集合を包含する第二の最小包囲矩形に基づくデ ータを含んでいる。データ格納部は前記エリアの近似多角形の 4分木データに基づ いて構成されている。
[0009] 3.請求項 3 :
請求項 3では、請求項 1の装置において、エリアが一つ以上の矩形で近似されてい る場合について開示している。ここで、インデックスデータ構造の葉ノードは一つ以上 の矩形力 なる第一の最小包囲矩形に基づくデータを含み、また、中間ノードは一 つ以上の前記第一の最小包囲矩形からなる集合を包含する第二の最小包囲矩形に 基づくデータを含んで 、る。データ格納部はエリアの矩形に基づ 、て構成されて!、る
[0010] 4.請求項 4 :
請求項 4では、請求項 1の装置において、前記エリアが一つ以上の直線からなる折 れ線で近似されている場合について開示している。ここで、インデックスデータ構造 の葉ノードは直線の第一の最小包囲矩形に基づくデータを含み、また、中間ノードは 一つ以上の第一の最小包囲矩形からなる集合を包含する第二の最小包囲矩形に基 づくデータを含んで 、る。データ格納部は一つ以上の直線に基づ 、て構成されて ヽ る。
[0011] 5.請求項 5 :
請求項 5では、請求項 1の装置において、エリアが曲線で近似され、さらに、この曲 線が一つ以上の直線力もなる折れ線で近似されて 、る場合にっ 、て開示して!/、る。 ここで、インデックスデータ構造の葉ノードは直線の第一の最小包囲矩形に基づくデ ータを含み、また、中間ノードは一つ以上の第一の最小包囲矩形からなる集合を包 含する第二の最小包囲矩形に基づくデータを含んでいる。データ格納部は一つ以 上の直線に基づ 、て構成されて 、る。
[0012] 6.請求項 6 :
請求項 6では、請求項 1の装置において、エリアがスプライン補間によって曲線近似 されている場合について開示している。ここで、インデックスデータ構造の葉ノードは スプライン補間された曲線のの第一の最小包囲矩形に基づくデータを含み、また、中 間ノードは一つ以上の前記第一の最小包囲矩形力 なる集合を包含する第二の最 小包囲矩形に基づくデータを含んでいる。データ格納部はスプライン補間された曲 線に基づ 、て構成されて!、る。
[0013] 7.請求項 7 :
請求項 7では、基本的なデータ構造は請求項 1と同様であるが、エリア管理データ 構造のインデックスデータ構造がサービス利用者の指定する一つ以上のエリア属性 に基づき収集されたエリア情報に基づ 、て構築されて 、る。
[0014] 8.請求項 8 :
請求項 8では、請求項 1から 7の装置において、二つ以上の前記インデックスデータ 構造、及び、最下位のインデックスデータ構造のデータ格納部を含み、上位のインデ ックスデータ構造の葉ノードで特定されるエリア力 下位のインデックスデータ構造の 前記ルートノードに対応する構造を有する場合について開示している。さらに、以下 の手段によって、位置情報に対応するエリアを特定している。
(a)上位インデックスデータ構造を検索し位置情報に対応する葉ノードを特定する手 段、
(b)特定された葉ノードに対応する下位のインデックスデータ構造を検索し位置情報 に対応する葉ノードを特定する手段、
(c)最下位のインデックスデータ構造の葉ノードが得られるまで繰り返し、得られた最 下位のインデックスデータ構造の葉ノードに対応するデータ格納部を検索し、位置情 報に対応するエリアを特定する手段。
[0015] 9.請求項 9 :
請求項 9では、請求項 8の装置において、さらに、インデックスデータ構造を構築す るための第一のエリアの空間座標解像度が、他のインデックスデータ構造を構築する ための第二のエリアの空間座標解像度力も独立に設定されることを開示している。
[0016] 10.請求項 10 :
請求項 10では、請求項 8の装置において、以下の手段により、上位インデックスデ ータ構造の第二のエリアの追加または拡張にっ 、て開示して 、る。
(a)下位のインデックスデータ構造の第一のエリア情報の変更要求を受け入れる手 段、 (b)前記第一のエリアに対応する上位インデックスデータ構造の第二のエリアが存在 するか否か判断する手段、
(c)前記第二のエリアが存在しない場合、前記第一のエリアに対応する上位インデッ タスデータ構造の第二のエリアを追加する手段、
(d)前記第二のエリアが存在するが、前記第一のエリアの全てを包含しない場合、前 記第二のエリアを拡張する手段。
[0017] 11.請求項 11 :
請求項 11では、請求項 8の装置において、以下の手段により、下位のエリア属性に 基づくインデックスデータ構造を削除することについて開示している。
(a)下位のインデックスデータ構造の第一のエリア情報の変更要求、及び、第一のェ リアの属性を受け入れる手段、
(b)第一のエリアの属性に対応する下位のエリア属性に基づくインデックスデータ構 造が存在している場合には、第一のエリア情報の変更を行い、また下位のエリア属性 に基づくインデックスデータ構造を削除する手段。
[0018] 12.請求項 12 :
請求項 12では、請求項 1から 11の装置において、エリア関連情報を出力する手段 力 さらに、サービス利用者に関する情報、サービス提供者、又は、エリアの属性に 関する情報のうち少なくとも一つを考慮して検索することを開示している。
[0019] 13.請求項 13 :
請求項 13は、請求項 1の装置を、コンピュータを制御して、任意の位置情報に対応 するエリア関連情報を出力するプログラムを開示している。
[0020] 14.請求項 14 :
請求項 14は、請求項 7の装置を、コンピュータを制御して、任意の位置情報に対応 するエリア関連情報を出力するプログラムを開示している。
[0021] 15.請求項 15 :
請求項 15では、請求項 8の装置を、コンピュータを制御して、任意の位置情報に対 応するエリア関連情報を出力するプログラムを開示している。
[0022] 16.請求項 16 : 請求項 16では、請求項 1の装置において、任意の位置情報に対応するエリア関連 情報を出力する方法を開示して 、る。
発明の効果
[0023] (1)多次元インデックスの 1つである「R-tree」は CAD等の分野で幅（広がり）をもつ物 体群を対象とし、かつデータ更新の多！ヽ動的な環境での利用に適したデータ構造で ある。
検索効率を更に向上させた「R*-tree」に基づくデータ構造を用 、てサービス提供 エリアを表現'管理することにより、モパイルユーザの位置がどのエリアに属している かという空間探索を高速に効率よく実行することができる。
(2)対象物体の表現に用いる包囲矩形の重複が可能である「R*-tree」を用いること により、サービス提供エリアの重複定義が可能となるため、複数の異なるサービスを 提供する提供者、あるいは複数のサービス提供者が利用できるエリア情報の管理シ ステムとなる。
(3)エリア情報の管理において、街の区画、区画内にある建物、建物内のフロア、フ ロア内の各店舗、店舗内での特定の場所など、様々なタイプおよび粒度のエリアを 定義することができ、それらに対して柔軟かつ容易にサービスを割当てることができる 図面の簡単な説明
[0024] [図 1]本発明の実施概要を示す図である。
[図 2]本発明の実施する装置を示すブロック図である。
[図 3a]本発明の実施する装置の機能ブロック図である。
[図 3b]本発明の実施するエリア情報格納部のブロック図である。
[図 4a]インデックッスデータ構造を示す図である。
[図 4b]4分木データを示す図である。
[図 5]最小包囲矩形 (MBR)の概念を説明する図である。
[図 6]インデックッスデータ構造に対応する領域を示す図である。
[図 7]4分木データを説明する図である。
[図 8]本発明の実施例 1の流れ図を示す図である。 [図 9a]複数の矩形で領域を近似する例を説明する図である。
[図 9b]複数の矩形で領域を近似する例を説明する図である。
[図 10a]本発明の実施例 2の流れ図を示す図である。
[図 10b]本発明の実施例 3の流れ図を示す図である。
[図 11]エリアを直線領域として直線で近似する実施例を説明する図である。
[図 12]エリアを非直線領域として複数の直線で近似する実施例を説明する図である。
[図 13]エリアを曲線領域として近似する実施例を説明する図である。
[図 14]エリアを曲線領域として複数の曲線で近似する実施例を説明する図である。
[図 15]本発明の多段インデックス構造を示す図である。
[図 16]多段インデックス構造力も地域管理インデックスを省いた例を示す図である。
[図 17]本発明のエリア属性に基づくインデックスを示す図である。
[図 18]本発明の二つのエリア属性に基づくインデックスを示す図である。
[図 19]本発明のブロック図である。
[図 20]本発明のブロック図である。
[図 21]本発明ではエリアの粒度が変えられることを示す図である。
[図 22a]本発明のエリア設定を示す図である。
[図 22b]本発明の地域を拡張する例を示す図である。
[図 23]本発明の地域を拡張する例を示す図である。
[図 24]本発明の種地域を拡張する例を示す図である。
[図 25]本発明の好適実施例に関するフローチャートである。
[図 26]本発明の好適実施例に関するフローチャートである。
[図 27]本発明の好適実施例に関するフローチャートである。
[図 28]本発明の好適実施例に関するフローチャートである。
[図 29]本発明の好適実施例に関するフローチャートである。
発明を実施するための最良の形態
[0025] 以下に本願発明の最良の実施形態を示す。
実施例 1
[0026] 図 1は本願発明の一実施例について説明している。現在自分のいる位置情報に基 づくサービスを受けたいユーザは、 GPS20その他の手段によって、ユーザのいる現 在の位置情報を取得する。
ユーザのいる現在の位置情報を取得する手段の一例として GPSについ て説明する。 GPSとは、人工衛星を利用して自分が地球上のどこにいるのかを正確 に割り出すシステムであり、高度約 2万 kmの 6つの円軌道に 4つずつ配された米国防 総省が管理する GPS衛星力 の電波を利用し、緯度、経度などを高精度で割り出す ことができるシステムである。
位置情報を取得したユーザは情報受信装置 30から無線基地局 40を経由して、ネ ットワーク上のエリア関連情報提供装置 50をアクセスすることが出来る。
ここで所定の位置情報に対応する一つ以上のサービス情報を取得できる。また、サ 一ビス提供者は自己の提供するサービスとそのサービス提供エリアに関する情報とを 組とした情報を、サービス提供者端末機 60を使用してエリア関連情報提供装置 50に 登録する。
[0027] 図 2は、本願発明を実施するエリア関連情報提供装置 50を示している。エリア関連 情報提供装置 50の中には、記憶部 110、メインメモリー 120、出力部 130、中央制御 部 (CPU) 140、位置情報入力部 150、エリア情報入力部 160、ユーザ情報入力部 1 70が含まれている。
サービス提供者は、提供するサービス内容とそれに対応するサービス提供エリアに 関する情報を、ネットワーク等を経由しエリア情報入力部 160から、予め入力しておく 。ユーザも自己の性別 '年齢'嗜好情報等の個人的な情報をネットワーク等を経由し ユーザ情報入力部 170から予め入力しておくことが出来る。
中央制御部 140は、これらの情報を記憶部 110に記憶する。ユーザは、現在の位 置情報をネットワーク等を経由して位置情報入力部 150から入力する。中央制御部 1 40は記憶部 110に記憶されて 、る位置情報に対応するサービス情報を読み出し出 力部 130から結果を出力する。
[0028] 図 3aは、本願発明によるユーザの位置に基づくエリア関連情報提供装置 50の機 能ブロック図を示している。 210は位置情報入力部、 220はエリア情報入力部、 225 はユーザ情報入力部、 230はエリア情報検索部、 240はエリア情報格納部、 250は エリア情報管理部、 255はユーザ情報管理部、 260はエリア関連情報検索部、 270 はエリア関連情報格納部、 275はユーザ関連情報格納部、 280はエリア関連情報出 力部を示す。以下、これらの詳細について説明する。
実施例 1では、サービス提供エリアのデータを「ベクトル化処理法」によって構築し、 これらのデータを検索する方法にっ 、て説明する。
[0029] (1)位置情報入力部 (ブロック 210) :
ユーザ力もの位置情報の入力部である。
ユーザは、 GPSなどを利用して、自分のいる位置を検出し、その位置情報をネット ワークを経由してエリア関連情報提供装置の位置情報入力部（ブロック 210)へ入力 する。
(2)エリア情報入力部 (ブロック 220)：
サービス提供者により提供されるサービスエリアに関する情報 (形状、位置など)の 入力部である。
サービス提供者は、デジタイザある 、はグラフィカルユーザインターフェース等を利 用してサービス提供エリアのベクトル化処理を行!ヽ、当該データ及びこれらに対応す るサービス内容とを入力する。
(3)ユーザ情報入力部 (ブロック 225)：
ユーザは自己の性別 '年齢'嗜好情報'ユーザが参加しているキャンペーンプログ ラムのリスト等の個人的な情報を予め入力しておく。
これにより、ユーザが入力した位置情報に基づくサービス情報が選択されたとき、ュ 一ザの必要とする情報のみを選択して出力することが出来る。
[0030] (4)エリア情報格納部（ブロック 240)：
エリア情報格納部は、図 3bに示すように、第 1のエリア情報格納部、及び、第 2のェ リア情報格納部を有して 、る。第 1のエリア情報格納部には広範なエリア情報が格納 されており、ユーザの位置を広 、範囲で検出することが出来る。
第 2のエリア情報格納部には狭い範囲のエリア情報が格納されており、ユーザの位 置を狭い範囲で検出し具体的なサービスエリアを特定することが出来る。
実施例 1では、第 1のエリア情報格納部には、図 4aに示す「R*-treeを用いたインデ ックス構造」（以下本願明細書では「インデックス構造」と呼ぶ）が格納される。
また、第 2のエリア情報格納部には、図 4bに示される「4分木データ」が格納される。
[0031] (5)エリア情報管理部（ブロック 250)：
ここでは、サービス提供者により定義されるサービスの内容、及び、サービスエリア に関する情報 (形状、位置など）が適正であるか否力確認し、これらのデータの登録' 削除'更新の管理を行う。
(6)ユーザ情報管理部（ブロック 255)：
ここでは、ユーザにより入力されるユーザ情報の管理を行う。すなわちユーザの登 録、ユーザにより入力された個人的な情報が規則に従っているか等の確認を行い、 これらのデータの登録 '削除'更新の管理を行う。
(7)エリア情報検索部 (ブロック 230)：
ユーザの所持する情報受信装置によって特定された位置情報に基づき、ユーザが 存在
するエリアをエリア情報格納部力 探索し、該当するエリアを一意に特定する識別子 を取得する。
一つの位置に複数のサービス提供エリアが重複して定義されている場合には、そ の位置情報力 複数のエリア識別子が得られる。
[0032] (8)エリア関連情報検索部 (ブロック 260)：
ブロック 230で得られたエリア識別子に基づき、当該エリアに関連付けられた様々 な情報を探索する。一つの位置に複数のサービスが提供されている場合には、その 位置情報から取得された複数のエリア識別子に基づき検索することが出来る。さらに 、ブロック 275に格納されているユーザ関連情報に基づき、ユーザあるいはサービス 提供者の条件に合致する情報のみを選択して提供することが出来る。
(9)エリア関連情報格納部 (ブロック 270)：
サービス提供者によって入力された各エリアで提供されるサービスなどの関連情報 が
格納される。
これらの情報はブロック 250のエリア情報管理部を経由して格納される。 (10)ユーザ関連情報格納部 (ブロック 275)：
ユーザによって入力された各ユーザの個人情報が格納される。これらの情報はプロ
V
ク 255のユーザ情報管理部を経由して格納される。
(11)エリア関連情報出力部 (ブロック 280)：
検索結果が出力され、ネットワークを経由してユーザへ送信される。
[0033] [各部の説明]
以下、各部について詳細に説明する。
[0034] 1.最小包囲矩形（MBR： Minimum Bounding Rectangle)：
先ず、 MBRについて説明する。 MBRとは、所定のエリアを、ベクトル化処理を行 うことにより、当該エリアに外接する矩形で表現することを言う。
すなわち、図 5に示されるように、エリアの境界線（図 5左端)を複数の直線と頂点か らなる多角形により近似し（図 5中央）、この近似多角形を最小包囲矩形 (MBR:Mini mum Bounding Rectangle)により外接する矩形で表現すること（図 5右端）を言う。 近似の精度は、データ量および許容できる誤差などから任意に設定できる。
[0035] 2.インデックス構造：
図 6には、領域 A、領域 B、領域 Cそれぞれの MBR、及び、それらを包括する MBR として領域 1が示されている。また、領域 D、領域 E、領域 Fそれぞれの MBR、及び、 それらを包括する MBRとして領域 2が示されている。図 6に示される領域 A〜F、領 域 1、及び、領域 2の 8つの MBRにより表現されるデータを、図 4aに示す「インデック ス構造」に格納する。ここで、領域 1〜2を格納するノードを中間ノードと呼び、管理' 格納の対象となる領域 A〜Fを格納するノードを葉ノードと呼ぶ。
図 4aに示される「インデックス構造」では対象となる全てのデータの MBRを多分木 構造で管理し、その最上部はルートノード (根ノード)である。二段目には中間ノードと して「領域 1」および「領域 2」が示されており、それぞれ図 6の「領域 1」および「領域 2 」に対応している。三段目のブロックには、葉ノードとして「領域 A」から「領域 F」が示 されて、それぞれ図 6の「領域 A」から「領域 F」に対応する。
[0036] 中間ノードは、下位に位置する「葉ノード」の MBRの集合を包含する MBRと、そ れら複数の「葉ノード」へのポインタを有している。各葉ノードは、対象となるエリアの MBRとそれに対応する 4分木データへのポインタを有して!/、る。図 4aに示した例で は、「中間ノード」には (式 1)で示す情報が、「葉ノード」には (式 2)で示す情報が含ま れている。
(式 1) 中間ノード = (1,葉ノードへのポインタ）
(式 2) 葉ノード = (I, 4分木データへのポインタ）
ここで、 I = (I ,1 ),但し I = (I , 1 , I )、 I = (I , I , I )である。
S E S SI S2 Sn E El E2 En
Iは n次元空間における MBRの一方のコーナーの座標を表し、 Iは Iに対応する他
S E S
方のコーナーの座標を表して 、る。
二次元空間で考えると、 I = 0 ,1
S E )であり、 I = (I , I )、 I = (I , I )
S SI S2 E El E2 となる。
[0037] 領域 1を示す中間ノードには、領域 1の MBRを表す座標として P(xl,yl)、及び、 Q(x2,y2) (図 6参照）が格納される。
領域 Aを示す葉ノードには、領域 Aの MBRを表す座標として R(x3,y3)、及び、 S(x 4,y4) (図 6参照）が格納される。
ここで、ユーザが入力した位置情報について検索し、先ず、領域 1にあるのか領域 2にあるのかを検索する。
次に検索された領域に対応する中間ノードに含まれている「葉ノードへのポインタ」 に従 、、その下位にある全ての葉ノードにっ 、て検索する。
全ての葉ノードの検索をした結果、該当する葉ノードに含まれる「4分木データへの ポインタ」に従 、、 4分木データ（図 4b)を検索する。
[0038] 3. 4分木データ：
「インデックス構造」は、 MBRで表現されているために、入力された位置が含まれる 領域を高速に絞り込むことはできるが、サービス提供者が提供する個々のサービスェ リアを特定することは出来ない。絞り込まれたエリアを正確に特定するために、葉ノー ドに含まれる 4分木データへのポインタによって指定される「4分木データ」をさらに検 索する。
4分木データとは、一種のデータ圧縮手法を用いた構造であり、かつ所定の位置が 近似多角形の内側に位置するカゝ否かを所定の精度で判別するのに適した構造を有 する。近似多角形の情報は 4分木データで表現すると図 4bに示すようなツリー構造 で表現できる。
[0039] 4分木データの最上位もルートノードとよばれ、図 6に示される領域 Aを一意に特定 する「エリア識別子」が格納される。図 7は領域 Aに対応するサービス提供エリアの近 似多角形とその MBRを例示した図である。
図 4bに示される 4分木データの 2段目には、図 7左図に示される MBRを 4分割した 第一象限 (1)、第二象限 (11)、第三象限 (111)、第四象限 (IV)に対応するデータが格 納される。
三段目には、図 7右図に示されるように第一象限 (I)をさらに 4分割した場合の各ブ ロック（1-1、 1-2、 1-3、 1-4)が対応するデータが格納される。
格納されているデータには、近似された多角形の内側である力、外側であるかによ つて、 1 (ワン)または 0 (ゼロ）が与えられる。図 7右図を参照して説明すると、「ト 1」は 全ての領域が多角形の外側であるので、 0 (ゼロ）が与えられる。
「1-2」は外側の領域が内側の領域より多いので、 0 (ゼロ）が与えられる。
「ト 3」は内側の領域が外側の領域より多いので、 1 (ワン）が与えられる。 4段目には 、「1-4」をさらに 4分割したデータが格納される。すなわち、それぞれのノードには、 0 (ゼロ）、 0 (ゼロ）、 1 (ワン）、 1 (ワン）が格納される。ここで、 4分木をどこまで分割する かは、データ量など力もサービス提供者が任意に定めることができる。
[0040] 4.位置情報に基づくエリア関連情報の検索：
(a)エリア識別子の検索 (ブロック 230)
エリア識別子の検索は図 3aのブロック 230に対応する。特定された位置情報に基 づき、ユーザが存在するエリアをエリア情報格納部から探索し、該当するエリアを一 意に同定するエリア識別子を取得する。以下に検索方法を示す。
(ィ) GPSあるいは携帯端末など力も得られた位置情報をユーザ力も受け取りエリア 情報格納部への格納に用いる座標系にデータ変換する。
(口)インデックス構造（図 4a)に対して Guttmanの探索アルゴリズム (非特許文献 7)を 実行し、位置情報に該当する MBRデータを格納する葉ノードを全て検索し、 4分木 データへのポインターを読み出す。 (ハ)ステップ (口）で得られた葉ノードのポインタにより示される「4分木データ」に対し て探索アルゴリズムを実行する。
MBRデータは近似した多角形を包含する矩形を表すデータであるので、入力され た位置情報が、 MBRデータに含まれる多角形 (サービスエリア）の内側にあるか否か を 4分木データを用いて確認する。
[0041] (二)位置情報力も得られる位置が、エリアの内側に存在する場合に、 4分木のルート ノードに格納されたエリア識別子を探索結果として返す。同様の検索をステップ (口） で得られた全ての葉ノードに対して繰り返し、当該位置情報の属する全てのエリア識 別子を取得する。
なお、当該位置情報が全てのエリアの外側に存在する場合には「NULL」を返す。
[0042] (b)エリア関連情報の検索 (ステップ 260)：
エリア関連情報の検索は図 3aのブロック 260に対応する。
(a)エリア識別子の検索で得られたエリア識別子に基づき、当該エリアに関連付け られた様々な情報を探索する。
一つの位置情報力 複数のエリア識別子が検索された場合には、複数のサービス 又は関連する情報を検索する。
ここで、ユーザ関連情報格納部（ブロック 275)に格納されている当該ユーザの個人 情報をもとに、検索された情報の中から、当該ユーザあるいはサービス提供者の条 件と合致する情報のみを選択することが出来る。
[0043] 以下に例について示す。
同一地点にいるユーザ Aおよび B力 の情報検索依頼により、その位置情報に対 応するエリアとして複数のエリア 1、 2、 3が特定されたとする。各
エリアには、それぞれ企業 1、 2、 3がサービス提供者として登録されているものとする また、ユーザ Aが参加しているキャンペーンリストとして {企業 1、 3、 5、 6}が、ユーザ Bが参加しているキャンペーンとして {企業 2、 3、 4、 7}が、ユーザ関連情報格納部に 記憶されているとする。
このとき、ユーザ Aに対しては企業 1、 3に対応するエリア 1、 3の関連情報が選択さ れ検索結果として出力される。同様に、ユーザ Bに対しては企業 2、 3に対応するエリ ァ 2、 3の関連情報が出力される。
[0044] 他の例では、ユーザ Aは 20歳代の男性、ユーザ Bは 40歳代の女性、であることが ユーザ関連情報格納部に記憶されて 、るとする。
また、エリア 1, 2に対応する関連情報として「男性に提供」、エリア 3に対応する関連 情報に「30歳以上に提供」というアクセス制御情報が含まれているとする。
このとき、ユーザ Aに対しては企業 1に対応するエリア 1の関連情報が選択され検索 結果として出力される（「30歳以上」という条件から、エリア 3は選択されない)。
同様に、ユーザ Bに対しては、企業 3に対応するエリア 3の関連情報が出力される（ 「男性」と 、う条件から、エリア 2は選択されな 、)。
[0045] (c)検索結果の出力（ステップ 280)：
検索結果の出力は図 3aのブロック 280に対応する。検索結果を出力し、ネットヮ ークを経由してユーザへ送信する。
[0046] 5.ァノレゴリズム：
本願発明による位置情報に基づく関連情報の検索方法のアルゴリズム（図 8)につ い
て説明する。
ステップ 10 :位置情報、及び、ユーザ識別子を受け入れるステップ。
ユーザは、ユーザの存在する位置情報、及び、当該ユーザ識別子を情報受信装置 力 ネットワーク経由して送信する。エリア関連情報提供装置はこれらの情報を受入 れる。
ステップ 20 :位置データに含まれる全ての葉ノードを検索するステップ。 インデックス構造（図 4a)に対して Guttmanの探索アルゴリズムを実行し、当該位置 データに対応する MBRデータを有する葉ノードを全て検索する。
[0047] ステップ 30 :4分木データに対する探索結果力 エリア識別子を取得するステップ 検出された全ての葉ノード対応する 4分木データに対して探索アルゴリズムを実行し 、葉ノードのポインタで指定される 4分木データに対して、ユーザの位置が、サービス 提供者の指定するエリアの内側にあるかどうかの判別を行う。内側にあるときには、当 該 4分木データのルートノードに格納されているエリア識別子を返す。
ユーザの位置力 エリアの外側に存在する場合には「NULL」を返す。
[0048] ステップ 40 :得られたエリア識別子に基づき、そのエリアに関連付けられた情報を 探索するステップ。
当該エリアに関連する様々な情報、例えば、当該位置付近の地図、時刻表，乗り換 え案内、電車の事故状況、気象情報、道路の混雑状態などの情報、あるいは、エリア で提供される様々なサービス、例えば、当該エリアのある商店で提供されている商品 、価格、在庫状況などの情報が検索される。
ステップ 50：ユーザ関連情報に基づく関連情報の選択位置情報と共に送信された ユーザ識別子を用いて、予め格納されている当該ユーザの個人情報およびサービス 提供者に関する情報を参照し、当該ユーザに対して提供され得るサービスまたは関 連情報を選択的に検索することが出来る。
ステップ 60：検索結果を出力するステップ。
ステップ 50で検索されたこれらの情報を情報受信装置の表示部へ出力する。 実施例 2
[0049] 実施例 2、及び、実施例 3では、サービス提供エリアのデータ構築にっ 、て「複数の 矩形による組み合わせ処理」を用いる例にっ 、て説明する。
実施例 2では、第 1のエリア情報格納部には、それぞれのエリアを近似する複数の 矩形を全て包含する MBRを管理する「インデックス構造」が格納され、第 2のエリア情 報格納部には複数の矩形の組み合わせによって近似されたエリア情報が格納される 。第 2のエリア情報格納部には「矩形集合データ」（式 4、後述)を使用する。
実施例 3では、第 1のエリア情報格納部に、エリアを近似する複数の矩形をそれぞ れ個別に管理する「インデックス構造」が格納され、第 2のエリア情報格納部に相当 するものは使用しない。
[0050] 以下、実施例 2について説明する。図 9a左端に示される図形を近似する場合に、 図 9a右端に示されるように、複数の矩形で近似することが出来る。近似の精度を向 上させるためには、矩形の数を増やせばよいが、その分多くの矩形に関する情報を 保持する必要がある。 図 9a右端図では、矩形 Aから矩形 Eまでの合計 5個の矩形によって近似されている さら〖こ、図 9b右端図に示すように、これらの矩形 Aから矩形 Eを全て包含する MBR を定義することが出来る。
[0051] 図 4aで示される葉ノードには、（式 3)で定義される情報が含まれている。
(式 3) 葉ノード = (I,矩形集合データへのポインタ）
ここで、当該葉ノードはサービスエリアを近似する m個の矩形をすベて包含する MB Rの情報を格納する。図 9b右端図で説明すると破線で囲まれた部分がこれに相当す る。
ここで、 I = (I ,1 ),但し I = (I , 1 , ...,1 )、 I = (I , 1 , ...,1 )である。
S E S SI S2 Sn E El E2 En
Iは n次元空間における当該 MBRの一方のコーナーの座標を表し、 Iは Iに対応
S E S
する他方のコーナーの座標を表して 、る。
二次元空間で考えると、 I = (I ,1 )であり、図 9bで示すと、 I =V(x7, y7)、 I =W(
S E S E
x8, y8)である。
また、「矩形集合データ」は (式 4)に示すように、エリア識別子と m個の矩形データと の糸且からなる。
(式 4) 矩形集合データ = (エリア識別子， (II, 12 , ...,Im) )
但し、 IJは J番目の矩形の MBRの座標を表す。
ここで] J = (IJ ,IJ ) と表すことが出来る。
S Ε
η次元空間を考えると、 IJ = (IJ , IJ , ...,IJ )、 IJ = (IJ , IJ , . ..,IJ )である。
S SI S2 Sn E El E2 En
IJは J番目の矩形の MBRの一方のコーナーの座標を表し、 IJは IJに対応する他方
S E S
のコーナーの座標を表して 、る。
[0052] 二次元平面として、図 9b左端図で説明すると、ここで示される図形は矩形 Aから矩 形 Eまでの 5つの矩形力 構成されているので、これらの矩形が矩形 II, 12 , ...,15 に対応する。図形 Aが IIに対応するとして説明すると、 II = (II ,11 )と表すことが出
S E
来、矩形 Aの一方のコーナー座標、 II =T(x5, y5)であり、他方のコーナー座標、 II
S
=U (x6, y6)と表すことが出来る。
E
従って、葉ノードのポインタで指定される矩形集合データの中に複数の矩形情報が 含まれており、矩形集合データの中で、ユーザのいる位置が各矩形の内側にあるか どうかの判別を行う。何れかの矩形の内側ある場合に、当該矩形集合データに格納 されて 、るエリア識別子を返す。
エリアの外側に存在する場合には「NULL」を返す。
[0053] 図 3aで示される機能ブロック図の中で実施例 1との違いを説明する。
(1)エリア情報入力部 (ブロック 220)：
サービス提供者は、デジタイザある 、はグラフィカルユーザインターフェース等を利 用してサービス提供エリアの形状を近似する（図 9a)。
ベクトル化とは異なり、定義すべきサービスエリアの形状をいくつかの矩形の糸且合せ により近似する。矩形の大きさ、配置などはサービス提供者が任意に設定できる。
(2)エリア情報格納部 (ブロック 240)：
サービス提供エリアに関する情報をエリア情報格納部に格納する。この場合は、形 状近似に用いられる複数の矩形をすベて包含する MBRをインデックス構造における MBRデータとして、（式 3)に示すように、当該 MBRデータ、及び、矩形集合データ へのポインタをインデックス構造の葉ノードに格納する。当該ポインタで指定される矩 形集合データには、（式 4)に示すように、該当するエリアのエリア識別子と、エリアの 形状近似に用いられる複数の矩形データとの組が含まれる。
[0054] (3)エリア情報検索部（ブロック 230)：
位置情報に基づきユーザが存在する位置に対応するエリア識別子をエリア情報格 納部から探索する。
実施例 2では、インデックス構造に対して Guttmanの探索アルゴリズム (非特許文献 7)を実行し、位置データに該当する MBRデータを格納する葉ノードを見つけ出す。 葉ノードのポインタで指定される矩形集合データの中に含まれて 1、る複数の矩形デ ータの中で、ユーザのいる位置が各矩形の内側にあるかどうかの判別を行う。
何れかの矩形の内側ある場合には、矩形集合データ (式 4)の中に格納されて！、る エリア識別子を取得する。
[0055] [ァノレゴリズム]
実施例 2による位置情報に基づく関連情報の検索方法のアルゴリズム（図 10a)に ついて説明する。
ステップ 10 :位置情報、及び、ユーザ識別子を受け入れるステップ。
ユーザは、ユーザの存在する位置情報、及び、当該ユーザ識別子を情報受信装置 力 ネットワーク経由して送信する。エリア関連情報提供装置はこれらの情報を受入 れる。
ステップ 20 :位置データに含まれる全ての葉ノードを検索するステップ。 インデックス構造（図 4a)に対して Guttmanの探索アルゴリズムを実行し、当該位置 データに対応する MBRデータを格納する葉ノードを全て検索し、当該 MBR内に存 在する場合には、「矩形集合データ」へのポインタを取得する。
[0056] ステップ 30：葉ノードのポインタで指定される「矩形集合データ」の中に含まれて!/ヽ る矩形データに対して、ユーザの位置が各矩形の内側にある力否かの判別を行う。 サービス提供者の指定するエリアの内側にあるときには、当該矩形集合データに格 納されて ヽるエリア識別子を取得する。
ステップ 40 :得られたエリア識別子に基づき、そのエリアに関連付けられた情報を 探索するステップ。当該エリアに関連する様々な情報については、実施例 1と同様で ある。
ステップ 50：検索結果を出力するステップ。
ステップ 30で検索されたこれらの情報を情報受信装置の表示部へ出力する。 実施例 3
[0057] 実施例 3では、サービス提供エリアのデータ構築にっ 、て「複数の矩形による組み 合わせ処理」を用いる例にっ 、て説明する。
第 1のエリア情報格納部には、エリアを近似する複数の矩形をそれぞれ個別に管理 する「インデックス構造」が格納され、第 2のエリア情報格納部は使用しな 、。
実施例 3では、サービス提供エリアを近似する m個の矩形をそれぞれ独立した MB Rとみなし、インデックス構造の葉ノードには、矩形毎に (式 5)で定義される情報が格 納される。
図 9a右端図を例にとると、サービス提供エリアは、矩形 Aから矩形 Eまでの 5個の矩 形によって近似されているので、これらに対応する 5個の葉ノードが作成される。 (式 5) 葉ノード = (I,エリア識別子）
ここで、 I = (I ,1 )と表すことが出来る。 Iは葉ノード内の矩形の MBRの一方のコー
S E S
ナ一の座標を表し、 I
Eは I
Sに対応する他方のコーナーの座標を表している。 n次元空 間を考えると、 1 = (1 , 1 , .."I
S SI S2 Sn )、1 = (1 , 1 , ...,1
E El E2 En )である。
二次元空間で考え、図 9a右端図の矩形 Aを例にとると、 I =T(x5, y5)、 I =U (x6
S E
, y6)である。
[0058] [ァノレゴリズム]
実施例 3による位置情報に基づく関連情報の検索方法のアルゴリズム（図 10b)に ついて説明する。
ステップ 10 :位置情報、及び、ユーザ識別子を受け入れるステップ。
ユーザは、ユーザの存在する位置情報、及び、当該ユーザ識別子を情報受信装置 力 ネットワーク経由して送信する。エリア関連情報提供装置はこれらの情報を受入 れる。
ステップ 20：葉ノードを検索し、エリア識別子を取得するステップ。
インデックス構造（図 4a)に対して Guttmanの探索アルゴリズムを実行し、位置デー タに対応する MBRデータを格納する葉ノードを検索し、ユーザの位置が矩形の内側 にある力否かの判別を行う。
内側にあるときには、当該葉ノードに格納されているエリア識別子を取得する。
[0059] ステップ 30 :得られたエリア識別子に基づき、そのエリアに関連付けられた情報を 探索するステップ。
当該エリアに関連する情報については、実施例 1と同様である。
ステップ 40：検索結果を出力するステップ。
ステップ 30で検索されたこれらの情報を情報受信装置の表示部へ出力する。 実施例 3では、位置情報に基づきユーザが存在する位置をエリア情報格納部から 探索する際、インデックス構造に対して Guttmanの探索アルゴリズムを実行し、位置デ ータに対応する MBRを格納する葉ノードが見つかった時点で、ユーザ位置がサービ ス提供エリア内に存在すると判定でき、直ちにエリア識別子を取得することが可能と なる。 実施例 4
[0060] 実施例 1、実施例 2、及び、実施例 3では、提供されるサービスエリアが、ある広がり を持った二次元平面として説明しているが、実施例 4、及び、実施例 5では、サービス エリアが、二次元平面ではなく直線、又は、曲線で近似することが出来る場合につい て説明する。実施例 4では、サービスエリアが直線で近似することが出来る場合につ いて説明する。
第 1のエリア情報格納部には、所定のエリアを近似した直線の MBR、及び、当該直 線データへのポインタを一組として管理する「インデックス構造」が格納される。また、 第 2のエリア情報格納部には、エリア識別子を含む「直線データ」（式 7、後述）が格納 される。
[0061] 実施例 4の好適実施例としては、直線で近似できるような道路を走行している車か ら、その場所を含むエリアに提供されるサービス等の情報を入手する場合が、考えら れる。
この場合、ユーザは主に道路に沿って移動するため、その位置情報としては、ある 程度予測可能な線上に存在することが多いと考えられる。サービス提供エリアとして、 面積をもつ領域データではなぐ道路などに対応する直線データによる定義で十分 な場合もある。
サービスエリアを定義するための特殊な形状としては、直線、折れ線、曲線が考え られる。
[0062] 図 11は、直線で近似できるエリアを示している。ここでも実施例 1と同様に、最小包 囲矩形 (MBR)を適用することが出来る。地点 a及び地点 bを結ぶ直線を定め、地点 a 及び地点 bを含む最小包囲矩形 (MBR)を定義する。現実には道路はある幅を有し ており、また、位置情報の取得に関してある程度の誤差を許容する必要があるので、 許容できる誤差範囲を定める。
葉ノードに格納する情報を (式 6)によって定義される。
(式 6) 葉ノード = (I,直線データへのポインタ）
ここでは、実施例 1と同様に、 I = (I ,1 )、但し I = (I , 1 , ...,1 )、 I = (I , 1 , ...,1
S E S SI S2 Sn E El E2 E
)である。 Iは n次元空間における MBRの一方のコーナーの座標を表し、 Iは Iに対応する他
S E S
方のコーナーの座標を表して 、る。
[0063] 「直線データ」は、データ型、フラグ、及び、エリア識別子を含むデータの組からなり 、実施例 4では (式 7)で定義される。
(式 7) 直線データ = (データ型、フラグ、エリア識別子）
ここで、データ型とは直線データであることを示す情報、フラグとは直線の傾きがプ ラスであるかマイナスであるかを示す情報、エリア識別子は当該エリアを一意に特定 する識別子である。
(式 6)および (式 7)によって与えられる MBRの情報、データ型、及び、フラグの情 報により、 MBRの対角線を結ぶ直線は計算によって求めることが出来る。
対角線は傾きがプラスの場合とマイナスの場合との 2つの直線が計算される力 傾 きを指定することにより一意に特定できる。
また、許容誤差範囲を予め決めておけば、ユーザの位置が当該直線の許容範囲 内にあるかどうかは検出できる。
これにより、ユーザの位置が所定のサービスが提供される直線的なエリア上に存在 するかどうかが判定される。
許容範囲内にあることが分かれば、その葉ノードのポインタで指定される直線デー タに定義されているエリア識別子を取得し、次のステップへ行くことが出来る。
[0064] 次に、サービスエリアを複数の直線で近似する場合について説明する。
実際には、道路上のサービスエリアを近似するためには、一つの直線だけではなく 幾つかの直線を組合わせる場合が多 、。
図 12に示されるように、複数の直線で近似する場合には複数の最小包囲矩形 (M BR)を適用する。この場合には、各直線に対応する各矩形が、図 4aで示す各葉ノー ドに対応する。これにより、一つの直線で表現される一つの最小包囲矩形 (MBR)が 、一つの葉ノードに対応することにより、ある範囲に含まれる複数の直線全体を近似 することができる。
近似の精度を向上させるためには、直線の数を増やせばよいが、その分多くの矩 形が必要となる。 図 12では、地点 aから地点 dまでを合計 3つの直線によって近似している。
[0065] 図 3aで示される機能ブロック図の中で実施例 1との違いを説明する。
(1)エリア情報入力部 (ブロック 220)：
サービス提供者は、デジタイザある 、はグラフィカルユーザインターフェース等を利 用してサービス提供エリアを直線で近似する（図 12)。
直線で定義されたサービスエリアを含む複数の矩形の組合せにより近似する。矩形 の大きさ、配置などはサービス提供者が任意に設定できる。
(2)エリア情報格納部 (ブロック 240)：
サービス提供エリアに関する情報をエリア情報格納部に格納する。
この場合は、第 1のエリア情報格納部には、所定のエリアを近似した直線の MBR、 及び、当該直線データへのポインタを一組として管理する「インデックス構造」が格納 される。
また、第 2のエリア情報格納部には、直線で近似されたエリアを定義する情報、及 び、エリア識別子を含む「直線データ」が格納される。
[0066] (3)エリア情報検索部（ブロック 230)：
位置情報に基づきユーザが存在する位置に対応するエリア識別子をエリア情報格 納部から探索する。
実施例 4では、インデックス構造に対して Guttmanの探索アルゴリズム (非特許文献 7)を実行し、位置情報に該当する MBRを格納する葉ノードを全て検索し、直線デー タへのポインタを読み出す。
次に MBRの情報、直線データとして格納されているデータ型、及び、フラグの情報 、さらに、許容誤差の情報により、ユーザの位置が当該直線の許容範囲内にあるかど うかが検出できる。
これにより、ユーザの位置が所定のサービスが提供されるエリア上に存在するかどう かが判定される。
存在することが判定されると、そこに格納されているエリア識別子を取得し、エリア関 連情報の検索へ進む。
[0067] [ァノレゴリズム] なお、アルゴリズムは、実施例 1 (図 8)と同様になる。ここで、ステップ 30において、 葉ノードのポインタで指定される「直線データ」で求められる近似された直線エリアの 内側にある力否かの判別を行い、該当する場合にはエリア識別子を取得する。 実施例 5
[0068] 実施例 5では、サービスエリアが曲線で近似することが出来る場合について説明す る。
第 1のエリア情報格納部には、所定のエリアを近似した曲線の MBR、及び、当該曲 線データへのポインタを含むデータを一組として管理する「インデックス構造」が格納 される。
また、第 2のヱリア情報格納部には、ヱリア識別子を含む「曲線データ」（式 9、後述 )が格納される。
現実のエリア情報の管理にぉ 、ては、直線ではなく曲線によって近似される場合も 必要となる。曲線的なエリアを近似する方法の一つとして、当該曲線を所定数の区間 に分割し、各区間をそれぞれ直線で表現する方法、すなわち、曲線を折れ線で近似 する方法がある。
この場合、実施例 4で述べた方法を各直線に対して定義される MBRに適用するこ とにより、曲線的なエリアを近似することができる。
以下では、別の方法として、曲線的なエリアを折れ線で近似するのではなぐ曲線 によって近似する場合にっ 、て説明する。
曲線的なエリア上の複数の点をすベて通る曲線を近似する方法としては種々の方 法が知られている。スプライン近似は離散データを区間多項式で近似する。すなわち 、各データの間を所定の関数で近似することが出来る。
一般に 2点間の座標と所定の係数を与えることによって曲線が近似できる。
[0069] 図 13に示す曲線を近似する場合について、スプライン関数補間による近似方法を 説明する。
(1)与えられた曲線を所定数に分割する。
(2)各区間におけるスプライン関数の係数を求める。
(3)全区間の曲線を、分割点の座標及び (2)で導出された係数で近似する。 ここで、近似すべき曲線の MBRに対応する葉ノードを (式 8)によって定義する。 (式 8) 葉ノード = (I,曲線データへのポインタ）
ここでは、実施例 1と同様に、 I = (I ,1 )、但し I = (I , 1 , ...,1 )、 I = (I , 1 , ...,1
S E S SI S2 Sn E El E2 E
)である。
Iは n次元空間における矩形の MBRの一方のコーナーの座標を表し、 Iは Iに対応
S E S
する他方のコーナーの座標を表して 、る。
「曲線データ」はデータ型、係数、及び、エリア識別子を含むデータの組からなり、実 施例 5では (式 9)で定義される。
(式 9) 曲線データ = (データ型、係数、エリア識別子）
ここで、データ型とは曲線データであることを示す情報、係数はスプライン補間係数 、エリア識別子は当該エリアを一意に特定する識別子である。
[0070] (式 8)および (式 9)によって与えられる MBRの情報、データ型、及び、係数の情報 により、 MBRの対角線を通る曲線は計算によって一意に特定される。また、許容誤 差範囲を予め決めておけば、ユーザの位置が当該曲線の許容範囲内にあるかどう かは検出できる。
これにより、ユーザの位置が所定のサービスが提供されるエリア上に存在するかどう かが判定される。
許容範囲内にあることが分かれば、その葉ノードのポインタで指定される曲線デー タに格納されているエリア識別子を取得し、エリア関連情報の検索へ行くことが出来 る。
[0071] 実際には、道路上のサービスエリアを近似するためには、一つの曲線だけではなく 幾つかの曲線を組合わせる場合が多 、。
図 14に示されるように、複数の曲線で近似する場合には複数の最小包囲矩形 (M BR)を適用する。この場合には、曲線の各部分に対応する各矩形が、図 4aで示す各 葉ノードに対応する。
これにより、一つの曲線の一部が表現される一つの最小包囲矩形 (MBR)力 一つ の葉ノードに対応することにより、ある範囲に含まれる一つの曲線全体を近似すること ができる。 近似の精度を向上させるためには、曲線の分割数を増やせばよいが、その分多く の矩形が必要となる。図 14では、地点 aから地点 dまでを合計 3つの曲線で全体の曲 線を近似している。
[0072] 図 3aで示される機能ブロック図の中で実施例 1との違いを説明する。
(1)エリア情報入力部 (ブロック 220)：
サービス提供者は、デジタイザある 、はグラフィカルユーザインターフェース等を利 用して曲線力もなるサービス提供エリアを所定数に分割する（図 14)。次に、分割さ れた曲線の各区間を含む MBRを定義する。各 MBR内の曲線を MBRの 2点の座標 及び各区間における所定の係数で近似する。曲線の分割、矩形の大きさ、配置など はサービス提供者が任意に設定できる。
(2)エリア情報格納部 (ブロック 240)：
サービス提供エリアに関する情報をエリア情報格納部に格納する。この場合は、第 1のエリア情報格納部には、所定のエリアを近似した曲線の MBR、及び、当該曲線 データへのポインタを一組として管理する「インデックス構造」が格納される。また、第
2のエリア情報格納部には、エリア識別子を含む「曲線データ」が格納される。
[0073] (3)エリア情報検索部（ブロック 230)：
位置情報に基づきユーザが存在する位置に対応するエリア識別子をエリア情報格 納部から探索する。
実施例 5では、インデックス構造に対して Guttmanの探索アルゴリズム (非特許文献 7)を実行し、位置情報に該当する MBRを格納する葉ノードを全て検索し、曲線デー タへのポインタを読み出す。
次に MBRの情報、曲線データとして格納されているデータ型、及び、係数の情報、 さらに、許容誤差の情報により、ユーザの位置が当該曲線の許容範囲内にあるかどう かは検出できる。これにより、ユーザの位置が所定のサービスが提供されるエリア上 に存在するかどうかが判定される。
存在することが判定されると、そこに格納されているエリア識別子を取得し、エリア関 連情報の検索へ進む。
[0074] [ァノレゴリズム] なお、アルゴリズムは、実施例 1 (図 8)と同様になる。ここで、ステップ 30において、 葉ノードのポインタで指定される「曲線データ」を使用して求められる近似される曲線 エリアの内側にある力否かの判別を行い、該当する場合にはエリア識別子を取得す る。
実施例 6
[0075] (1)多段インデックス構造の構成：
実施例 1から 5において、エリア情報格納部（240)が、単一のインデックス構造、す なわち、第一のエリア情報格納部、及び、第二のエリア情報格納部力 なる場合につ いて説明した。
実施例 6では、さらに前述のインデックス木を多段に積み重ねた場合のデータ構造 について説明する。
ここでは説明を簡単にする為に 2段のインデックス木について説明する力 本願発 明は、多段のインデックス構造についても適用出来る。
図 15に示すように、上段、及び、下段共にルートノード、中間ノード、及び、葉ノード 力 なる R*-tree構造が構築できる。
上段の葉ノードに格納されているポインターによって下段のルートノードが指定され る。
以下、実施例 6では便宜的に上段を地域管理インデックス、また、下段をエリア管理 インデックスと呼ぶ。
[0076] (2)エリア属性情報に基づくインデックス木 (エリア属性インデックス木）：
実施例 6では、エリア属性情報に基づくインデックス木にっ 、て開示する。 各エリアに割り当てられた属性に着目し、特定の属性値をもつエリア集合に対して インデックス木を構築することにより、目的に応じた容易かつ迅速な検索が可能となる 各エリアの登録者、エリアにおけるサービス提供者、サービスの種類などの情報が 属性となる。
具体的な属性値としては、例えば、所定のレストラン、所定の映画館等がある。これ に対して実施例 1から実施例 5で説明したインデックス木は地理的位置情報に基づく インデックス木である。
これらを区別するために、以下の説明では地理的位置情報に基づくインデックス木 を「位置情報インデックス木」と、またエリア属性情報に基づくインデックス木を「エリア 属性インデックス木」と呼ぶ。
従って、位置情報インデックス木は「位置情報地域管理インデックス木」及び「位置 情報エリア管理インデックス木」からなり、また、エリア属性インデックス木は、「エリア 属性地域管理インデックス木」及び「エリア属性エリア管理インデックス木」からなる。 図 20のエリア属性 DB (410)には、エリア属性情報 (属性タイプ、属性値など）が格 納されている。
[0077] (3)各地域での空間解像度：
各地域での空間解像度はそれぞれ独立に設定することが出来る。
これにより、地域によって必要とする情報の密度が異なる場合には、エリアを定義す る局所座標系の空間解像度を変更することにより全体のメモリー効率を改善すること が出来、また、それらの管理が容易になる。
図 21に示すように、地域 Aでは細かい解像度でエリア定義を行い、地域 Cは粗い 解像度でエリア定義を行う地域、また地域 Bは中間程度の解像度でエリア定義を行う 地域として、それぞれ設定することが出来る。
一例を示すと、対象とするエリアの密集して 、る大都市のエリア管理と対象とするェ リアの分散している郊外のエリア管理とを同じ空間解像度をもつ地域として実現する ことはメモリー管理上無駄が生じる。
そこで郊外のエリア管理を行う地域における空間解像度を粗く設定する。
[0078] (4)登録地域の拡張：
インデックス木の構成時に定義した範囲を超えてエリアの範囲を拡張する場合があ る。
例えば、ショッピングモールの拡張、巿町村の合併などによりエリアが拡張する場合 がある。
さらに当初の地域を超えてエリアが新規に登録される場合も考えられる。 この場合には、エリア管理インデックス木だけでなぐそのエリアを包含する地域を 管理する地域管理インデックス木も変更する必要がある。
図 22及び 23を参照して説明する。
初期状態として、図 22aに示す地域 A内にエリア alが定義 (登録)されているとする その後、図 22bに示すように、地域 Aに含まれるエリア alが地域 Aの範囲を超えて 拡大した場合には、拡大後のエリア al'を包含するように地域 Aを拡張する。この場合 には、上段の R*-tree構造の葉ノードの中で地域 Aに対応する葉ノードに含まれる M BRデータを変更し、下段の R*-tree構造でエリア alに対応するノードの変更を行う。
[0079] 続いて、エリアが新規に登録される場合について説明する。
図 23に示すように、登録されるエリア a2が地域 Aに収まらない場合、エリアを包含 するように地域を拡張する。
このとき同様に、上段の R*_tree構造の葉ノードの中で地域 Aに対応する葉ノードに 含まれる MBRデータを変更し、下段の R*-tree構造でエリア a2に対応するノードの 追加を行う。
また、地域として未定義の場所にエリア bが新規に登録される場合、図 23に示すよ うに、地域 Bが新たな地域として定義され、上段および下段それぞれの R*-tree構造 に対応するノードが追加される。
さらに、別の地域設定の方法を図 24に示す。
ここでは、システム管理者あるいはサービス提供者が、地理的要因などを考慮して 、事前に初期地域 (以下、「種地域」という）を設定する。種地域に収まるようにエリア が登録される場合、上述と同様の処理が行われる。
種地域の外にエリア cが登録されるとき、新たな地域 Cが定義され登録される。 また、登録されるエリア dが種地域 Dに収まらない場合、地域の拡張が行われる。
[0080] (5)システム構成図：
図 19は実施例 6のエリア管理システムのシステム構成図を示す。
エリア情報 DB (310)には各エリアを定義する形状、位置などの情報及びそのエリ ァの識別子が格納されて 、る。
エリア管理部（315)はエリア情報 DB (310)の管理を行う。エリア管理制御部（320 )はエリア管理部を管理し間接的にエリア情報 DB (310)を制御する。
地域情報 DB (330)には、複数のエリアを含むより広範囲の地域を定義する情報及 びその地域の識別子が格納されて 、る。
地域管理部（335)は地域情報 DB (330)の管理を行う。地域管理制御部（345)は 地域管理部を管理し間接的に地域情報 DB (330)を制御する。
エリア情報操作部（340)でサービス提供者又はシステム管理者がエリア情報 DB ( 310)又は地域情報 DB (330)の内容を登録 '削除'変更する場合の入力を行う。 利用者は、エリア検索操作部（360)を通して位置情報を入力し検索結果であるエリ ァ識別子を得る。検索実行部（350)は実際の検索を実行する。
[0081] 図 20は、エリア属性を考慮した検索等を行うためのシステム構成部分を破線部分 の内側で示している。
エリア属性 DB (410)には、位置情報を含まないデータが格納されている。非空間 検索実行 (420)では位置情報を用いな 、でエリア属性に基づく検索を行う。
動的エリア管理格納部 (430)にはエリア情報が一時的に格納される。
空間検索実行部 (440)では、エリア属性力も検索された各アイテムに対して、位置 情報に関する検索を行う。
検索制御部 (450)は空間検索実行部 (440)、及び、非空間検索実行 (420)の制 御を行う。
[0082] (6)アルゴリズム：
ここでは、先ず、エリア属性を利用しない場合について説明し、次に、エリア属性を 使用する場合について説明する。
[0083] 1.エリア属性を使用しない場合：
(a)地域'エリア登録アルゴリズム：
ここでは、エリア属性を使用しない場合であって、サービス提供者が、位置情報イン デッタス木に、「エリア」を新たに登録する場合について説明する。
地域の登録は、システム管理者による事前設定、あるいはシステムによる自動設定 •登録 (地域拡張処理)で行う。
これにより、位置情報インデックス木の構築または更新が行われる（図 25)。 10：登録するエリア情報の入力：
サービス提供者が登録する位置情報 ·形状などのエリア情報を入力する。
20：エリアを包含する地域の登録：
当該「エリア」を包含する「地域」が登録されて 、る場合にはステップ 30へ行く。 (i)当該「エリア」を含む「地域」が登録されて 、な 、場合、
対応する「地域」を新たに設定し登録する。また、位置情報地域管理インデックス木 にノードを追加する。
(ii)当該「エリア」の一部のみを含む「地域」が登録されている場合には、当該エリア が対応する地域に包含されるように、「地域の拡張」を行う。また、同時に位置情報地 域管理インデックス木のノード情報 (データ）を更新する。
30：位置情報エリア管理インデックス木へのノードの追加：
位置情報エリア管理インデックス木に対応するノードを追加する。
40 :エリア情報の格納：
エリア情報をエリア情報格納部（図 19、 310)へ格納する。
(b)エリア検索アルゴリズム：
次に、エリア属性を使用しない場合であって、サービス利用者が位置情報を入力し た場合、位置情報インデックス木を用いその位置において利用可能なサービス等を 検索するアルゴリズムについて説明する（図 26)。
10：利用者による検索要件 (位置情報)の入力：
サービス利用者が現在自分の 、る位置情報を入力する。
20 :対応する地域の検索：
位置情報地域管理インデックス木を検索し位置情報に対応する「地域」を検出する 。該当する地域が存在すれば、ステップ 30へ行く。該当する地域がなければ検索処 理を終了する。
30：検出された「地域」に対応するエリア管理部への位置情報の送信： 該当する地域が検索されると、検索された地域に対応するエリア管理部へ当該位 置情報を送信する。
40：位置情報エリア管理インデックス木の検索： エリア管理部でエリア定義に用いられている空間座標解像度に基づき位置情報ェ リア管理インデックス木を用いてエリア検索を行う。
50：検索されたエリア識別子の返信。
[0085] 2.エリア属性を使用する場合：
エリア属性としては、特定のレストラン名、特定の映画館名などがある。ここでは、こ れらのエリア属性を使用した実施例について説明する（図 27)。
(a)地域'エリア登録アルゴリズム：
ここでは、エリア属性を使用する場合であって、サービス提供者がエリアを新たに登 録する場合について説明する。
10 :登録するエリア情報、及び、エリアの属性情報の入力：
サービス提供者が登録する位置情報'形状などのエリア情報、及び、エリアの属性 情報を入力する。
20：エリアを包含する地域の登録：
当該「エリア」を包含する「地域」が登録されて 、る場合にはステップ 30へ行く。
(i)当該「エリア」を含む「地域」が登録されていない場合、対応する「地域」を新たに 設定し登録する。また、エリア属性地域管理インデックス木にノードを追加する。
(ii)当該「エリア」の一部のみを含む「地域」が登録されている場合には、当該エリア が対応する地域に包含されるように、「地域の拡張」を行う。また、同時にエリア属性 地域管理インデックス木のノード情報 (データ）を更新する。
[0086] 30 :同じエリア属性に基づくインデックス木の削除：
指定されたエリア属性と同じエリア属性に基づくエリア属性エリア管理インデックス 木が存在する場合にはこれを削除する。
エリア属性エリア管理インデックス木が存在している場合には検索を迅速に行うこと が出来る。し力 エリア属性エリア管理インデックス木のデータが更新された場合は、 更新前のエリア属性エリア管理インデックス木は最新のデータを反映して ヽな 、ため に使用できない。従ってこれを削除する必要がある。
40 :エリア情報の格納：
エリア情報をエリア情報格納部（図 19、 310)へ格納する。 [0087] (b)エリア検索アルゴリズム：
次に、サービス利用者が、エリア属性、及び、位置情報を使用し、その位置におい て利用可能なサービス等を検索するアルゴリズムについて説明する。なお、エリア属 性としては、複数のエリア属性を入力することが出来る。
図 18に示すように、エリア属性として、「レストラン」及び「映画館」を指定し、双方の 条件を満足するサービスエリアを抽出することが出来る（図 28)。
また、その後同じエリア属性に基づく検索があった場合に効率よく検索できるように 、新たなエリア属性インデックス木を構築する（図 29)。
[0088] 10：サービス利用者による検索要件 (位置情報及びエリア属性)の入力：
サービス利用者が現在自分の ヽる位置情報及びエリア属性を入力する。
20 :同じエリア属性インデックス木の存在の確認：
同じエリア属性インデックス木が既に存在している場合には、新たなエリア属性イン デッタス木を作成する必要は無 、ので、ステップ 30へ行く。
存在して!/ヽな 、場合には、新たなエリア属性インデックス木を構築する。 新たなエリア属性インデックス木を構築するアルゴリズムは別途説明する。 30 :対応する地域の検索
エリア属性地域管理インデックス木を検索 Lf立置情報に対応する「地域」を検出す る。
該当する地域が存在すれば、ステップ 40へ行く。該当する地域がなければ検索処 理を終了する。
40：検出された「地域」に対応するエリア管理部への位置情報の送信： 該当する地域が検索されると、検索された地域に対応するエリア管理部へ当該位 置情報を送信する。
50：エリア属性エリア管理インデックス木の検索：
エリア管理部でエリア定義に用いられている空間座標解像度に基づきエリア属性ェ リア管理インデックス木を用いてエリア検索を行う。
60：検索されたエリア識別子の返信。
[0089] (c)新たなエリア属性インデックス木を構築するアルゴリズム： 前述の (b)において、同じエリア属性インデックス木が既に存在していない場合に 新たなエリア属性インデックス木を構築するアルゴリズムにつ 、て説明する（図 29)。
10:エリア属性に関する検索：
エリア属性に基づき検索を行い、該当するエリアを抽出する。
20：対応する地域管理インデックス木の利用：
(i)地域管理インデックス木を含まな！/、エリア属性インデックス木を構築する場合（図 16)には、ステップ 30へ行く。
(ii)地域管理インデックス木を含むエリア属性インデックス木を構築する場合（図 17 )には、既に存在するエリア属性地域管理インデックス木を取得する。
30：エリア属性エリア管理インデックス木の構築：
40:終了。
符号の説明
10:ネットワーク
20:GPS
30:情報受信装置
40:無線基地局
50:エリア関連情報提供装置
60:サービス提供者端末機
110:記憶部
120:メインメモリー
130:出力部
140:中央制御部（CPU)
150:操作部
160:位置情報入力部
170:サービス情報入力部
310:エリア情報 DB
315:エリア管理部
320:エリア管理制御部 330:地域情報 DB 335:地域管理部
345:地域管理制御部 340:エリア情報操作部 360:エリア検索操作部 350:検索実行部
410:エリア属性 DB 420:非空間検索実行 430:動的エリア管理格納部 440:空間検索実行部 450:検索制御部

Claims

請求の範囲
[1] エリア管理データ構造、及び、エリア関連情報格納部を有し、任意の位置情報に対 応するエリア関連情報を出力する装置であって、
前記エリア管理データ構造は、エリアを包含するエリア集合に対応するルートノード 、中間ノード、及び、葉ノードを含むインデックスデータ構造、並びに、前記葉ノード に対応するデータ格納部を有し、また、
前記エリア関連情報格納部は、前記エリアに対応するエリア関連情報を格納し、以 下の（a)から (d)の手段を有する装置、
(a)前記位置情報を受け入れる手段、
(b)前記インデックスデータ構造を検索し前記位置情報に対応する前記葉ノードを特 定する手段、
(c)前記特定された葉ノードに対応する前記データ格納部を検索し、前記位置情報 に対応する前記エリアを特定する手段、
及び、
(d)前記エリア関連情報格納部を検索し前記特定されたエリアに対応するエリア関連 情 報を出力する手段。
[2] 前記エリアが近似多角形で近似され、
前記インデックスデータ構造の前記葉ノードは前記近似多角形の第一の最小包囲 矩形に基づくデータを含み、また、
前記中間ノードは一つ以上の前記第一の最小包囲矩形力 なる集合を包含する 第二の最小包囲矩形に基づくデータを含み、
前記データ格納部は、前記エリアの近似多角形の 4分木データに基づ 、て構成さ れる
請求の範囲第 1項に記載の装置。
[3] 前記エリアが一つ以上の矩形で近似され、
前記インデックスデータ構造の前記葉ノードは前記一つ以上の矩形からなる第一 の最小包囲矩形に基づくデータを含み、また、
前記中間ノードは一つ以上の前記第一の最小包囲矩形力 なる集合を包含する 第二の最小包囲矩形に基づくデータを含み、
前記データ格納部は、前記エリアの矩形に基づ 、て構成される
請求の範囲第 1項に記載の装置。
[4] 前記エリアが一つ以上の直線からなる折れ線で近似され、
前記インデックスデータ構造の前記葉ノードは前記直線の第一の最小包囲矩形に基 づくデータを含み、また、
前記中間ノードは一つ以上の前記第一の最小包囲矩形力 なる集合を包含する 第二の最小包囲矩形に基づくデータを含み、
前記データ格納部は、前記一つ以上の直線に基づいて構成される
請求の範囲第 1項に記載の装置。
[5] 前記エリアが曲線で近似され、さらに、前記曲線が一つ以上の直線力もなる折れ線 で近似され、
前記インデックスデータ構造の前記葉ノードは前記直線の第一の最小包囲矩形に 基づくデータを含み、また、
前記中間ノードは一つ以上の前記第一の最小包囲矩形力 なる集合を包含する 第二の最小包囲矩形に基づくデータを含み、
前記データ格納部は、前記一つ以上の直線に基づいて構成される
請求の範囲第 1項に記載の装置。
[6] 前記エリア力スプライン補間によって曲線近似され、
前記インデックスデータ構造の前記葉ノードは前記スプライン補間された曲線のの第 一の最小包囲矩形に基づくデータを含み、また、
前記中間ノードは一つ以上の前記第一の最小包囲矩形力 なる集合を包含する 第二の最小包囲矩形に基づくデータを含み、
前記データ格納部は、前記スプライン補間された曲線に基づ ヽて構成される 請求の範囲第 1項に記載の装置。
[7] サービス利用者の指定する一つ以上のエリア属性に基づき収集されたエリア情報 力 構築されたエリア属性に基づくエリア管理データ構造、及び、エリア関連情報格 納部を有し、任意の位置情報に対応するエリア関連情報を出力する装置であって、 前記エリア属性に基づくエリア管理データ構造は、前記指定された一つ以上のエリ ァ属性に基づき収集されたエリアを包含するエリア集合に対応するルートノード、中 間ノード、及び、葉ノードを含むエリア属性に基づくインデックスデータ構造、並びに 、前記葉ノードに対応するデータ格納部を有し、また、
前記エリア関連情報格納部は、前記エリアに対応するエリア関連情報を格納し、以 下の（a)から (d)の手段を有する装置、
(a)前記位置情報を受け入れる手段、
(b)前記エリア属性に基づくインデックスデータ構造を検索し前記位置情報に対応す る前記葉ノードを特定する手段、
(c)前記特定された葉ノードに対応する前記データ格納部を検索し、前記位置情報 に対応する前記エリアを特定する手段、及び、
(d)前記エリア関連情報格納部を検索し前記特定されたエリアに対応するエリア関連 情報を出力手段。
[8] 二つ以上の前記インデックスデータ構造、及び、最下位のインデックスデータ構造 のデータ格納部を含み、上位のインデックスデータ構造の葉ノードで特定されるエリ ァカ 下位のインデックスデータ構造の前記ルートノードに対応する構造を有し、 さらに、
(a)前記上位インデックスデータ構造を検索し前記位置情報に対応する前記葉ノー ドを特定する手段、
(b)前記特定された葉ノードに対応する下位のインデックスデータ構造を検索し前記 位置情報に対応する葉ノードを特定する手段、及び、
(c)最下位のインデックスデータ構造の葉ノードが得られるまで繰り返し、前記得られ た最下位のインデックスデータ構造の葉ノードに対応する前記データ格納部を検索 し、前記位置情報に対応する前記エリアを特定する手段
を有する請求の範囲第 1〜7項のいずれかに記載の装置。
[9] さらに、前記インデックスデータ構造を構築するための第一のエリアの空間座標解 像度力 他のインデックスデータ構造を構築するための第二のエリアの空間座標解 像度から独立に設定されている 請求の範囲第 8項に記載の装置。
[10] さらに、
(a)下位のインデックスデータ構造の第一のエリア情報の変更要求を受け入れる手 段、
(b)前記第一のエリアに対応する上位インデックスデータ構造の第二のエリアが存在 するか否か判断する手段、
(c)前記第二のエリアが存在しない場合、前記第一のエリアに対応する上位インデッ タスデータ構造の第二のエリアを追加する手段、及び、
(d)前記第二のエリアが存在するが、前記第一のエリアの全てを包含しない場合、全 てを包含するように前記第二のエリアを拡張する手段
を有する請求の範囲第 8項に記載の装置。
[11] さらに、
(a)下位のインデックスデータ構造の第一のエリア情報の変更要求、及び、前記第一 のエリアの属性を受け入れる手段、及び、
(b)前記第一のエリアの属性に対応する下位のエリア属性に基づくインデックスデー タ構造が存在している場合には、前記第一のエリア情報の変更を行い、また下位の エリア属性に基づくインデックスデータ構造を削除する手段、
を有する請求の範囲第 8項に記載の装置。
[12] 前記エリア関連情報を出力する手段は、さらに、前記サービス利用者に関する情報 、サービス提供者、又は、前記エリアの属性に関する情報のうち少なくとも一つを考 慮して検索する
請求の範囲第 1〜11項のいずれかに記載の装置。
[13] エリア管理データ構造、及び、エリア関連情報格納部を有するプログラムであって、 前記エリア管理データ構造は、エリアを包含するエリア集合に対応するルートノード 、中間ノード、及び、葉ノードを含むインデックスデータ構造、並びに、前記葉ノード に対応するデータ格納部を有し、
前記エリア関連情報格納部は、前記エリアに対応するエリア関連情報を格納し、 さら〖こ、 （a)前記位置情報を受け入れるステップ、 (b)前記インデックスデータ構造を検索し前記位置情報に対応する前記葉ノードを特 定するステップ、
(c)前記特定された葉ノードに対応する前記データ格納部を検索し、前記位置情報 に対応する前記エリアを特定するステップ、及び、
(d)前記エリア関連情報格納部を検索し前記特定されたエリアに対応するエリア関連 情報を出力するステップ
をコンピュータを制御して実行させ、任意の位置情報に対応するエリア関連情報を 出力する
プログラム。
[14] サービス利用者の指定する一つ以上のエリア属性に基づき収集されたエリア情報 力 構築されたエリア属性に基づくエリア管理データ構造、及び、エリア関連情報格 納部を有するプログラムであって、
前記エリア属性に基づくエリア管理データ構造は、前記指定された一つ以上のエリ ァ属性に基づき収集されたエリアを包含するエリア集合に対応するルートノード、中 間ノード、及び、葉ノードを含むエリア属性に基づくインデックスデータ構造、並びに 、前記葉ノードに対応するデータ格納部を有し、
前記エリア関連情報格納部は、前記エリアに対応するエリア関連情報を格納し、さ らに、（a)前記位置情報を受け入れるステップ、
(b)前記エリア属性に基づくインデックスデータ構造を検索し前記位置情報に対応す る前記葉ノードを特定するステップ、
(c)前記特定された葉ノードに対応する前記データ格納部を検索し、前記位置情報 に対応する前記エリアを特定するステップ、及び、
(d)前記エリア関連情報格納部を検索し前記特定されたエリアに対応するエリア関連 情報を出力ステップ
をコンピュータを制御して実行させ、任意の位置情報に対応するエリア関連情報を 出力する
プログラム。
[15] 二つ以上の前記インデックスデータ構造、及び、最下位のインデックスデータ構造 のデータ格納部を含むプログラムであって、
上位のインデックスデータ構造の葉ノードで特定されるエリア力 下位のインデック スデータ構造の前記ルートノードに対応する構造を有し、さらに、
(a)前記上位インデックスデータ構造を検索し前記位置情報に対応する前記葉ノー ドを特定するステップ、
(b)前記特定された葉ノードに対応する下位のインデックスデータ構造を検索し前記 位置情報に対応する葉ノードを特定するステップ、及び、
(c)最下位のインデックスデータ構造の葉ノードが得られるまで繰り返し、前記得られ た最下位のインデックスデータ構造の葉ノードに対応する前記データ格納部を検索 し、前記位置情報に対応する前記エリアを特定するステップ
をコンピュータを制御して実行させる
請求の範囲第 13または 14項に記載のプログラム。
エリア管理データ構造、及び、エリア関連情報格納部を有する装置において、前記 エリア管理データ構造は、エリアを包含するエリア集合に対応するルートノード、中間 ノード、及び、葉ノードを含むインデックスデータ構造、並びに、前記葉ノードに対応 するデータ格納部を有し、また、
前記エリア関連情報格納部は、前記エリアに対応するエリア関連情報を格納し、以 下の（a)から (d)のステップによって、任意の位置情報に対応するエリア関連情報を 出力する方法、
(a)前記位置情報を受け入れるステップ、
(b)前記インデックスデータ構造を検索し前記位置情報に対応する前記葉ノードを特 定するステップ、
(c)前記特定された葉ノードに対応する前記データ格納部を検索し、前記位置情報 に対応する前記エリアを特定するステップ、及び、
(d)前記エリア関連情報格納部を検索し前記特定されたエリアに対応するエリア関連 情報を出力するステップ。
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