Journal of the Korea Society of Computer and Information (한국컴퓨터정보학회논문지)

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Three Dimensional Euclidean Minimum Spanning Tree for Connecting Nodes of Space with the Shortest Length

공간 노드들의 최단연결을 위한 3차원 유클리드 최소신장트리

  • Received : 2011.11.28
  • Accepted : 2011.12.29
  • Published : 2012.01.31
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Abstract

In general, Euclidean minimum spanning tree is a tree connecting input nodes with minimum connecting cost. But the tree may not be optimal when applied to real world problems of three dimension. In this paper, three dimension Euclidean minimum spanning tree is proposed, connecting all input nodes of 3-dimensional space with minimum cost. In experiments for 30,000 input nodes with 100% space ratio, the tree produced by the proposed method can reduce 90.0% connection cost tree, compared with the tree by two dimension Prim's minimum spanning tree. In two dimension plane, the proposed tree increases 251.2% connecting cost, which is pointless in 3-dimensional real world. Therefore, the proposed method can work well for many connecting problems in real world space of three dimensions.

일반적으로 유클리드 최소신장트리는 2차원 평면상에 존재하는 입력노드들이 최소 비용으로 연결된 것이다. 그러나 생성된 유클리드 최소신장트리는 3차원의 현실세계에 적용할 경우 그 연결비용은 최소비용이 아닐 수 있다. 본 논문에서는 3차원 공간상에 존재하는 입력노드를 최단 길이로 연결하는 3차원 유클리드 최소신장트리를 제안한다. 100%의 공간비율의 3차원 공간상에 존재하는 30,000개의 입력 노드에 대한 실험에서, 본 논문에서 제안된 방법에 생성된 트리는, Prim의 2차원 최소신장트리 알고리즘에 의해 생성된 유클리드 최소신장트리에 비해, 2차원 평면에서만 고려했을 때 251.2%의 연결 비용의 증가를 보이지만 이것은 3차원 실세계에서는 의미가 없다. 본 논문에서 제안된 방법에 의해 생성된 트리는 3차원 공간에서는 90.0%의 비용의 절감율을 보인다. 이는 제안된 방법이 3차원적 연결에 관한 많은 현실적인 문제에 잘 적용될 수 있음을 나타낸다.

Keywords

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