云环境下海量空间矢量数据并行划分算法

空间数据划分是空间大数据索引方法及其数据存储的重要组成部分。针对Hadoop云计算平台在空间数据划分及其存储方面的不足,提出了基于Hilbert空间填充曲线的海量空间矢量数据并行划分算法。在数据划分阶段,充分考虑空间数据相邻对象的空间位置关系、空间对象的自身大小以及相同编码块的空间对象个数等影响因素;通过“合并小编码块,分解大编码块”的划分原则,实现了云环境下海量空间矢量数据的并行划分算法。试验表明,该算法不仅能够提高海量空间矢量数据的索引效率,同时也能够很好地解决空间矢量数据在Hadoop分布式文件系统（Hadoop distributed file system,HDFS）上的数据倾斜问题。     

云计算环境下空间索引构建研究

空间数据索引对于空间数据管理和分析具有重要作用,与数据处理速度和效率密切相关。随着人类社会进入大数据时代,遥感矢量数据具备了大数据的特点,传统的空间索引构建方法无法有效满足矢量大数据处理的需求,为此引入云计算环境来进行空间索引构建,目的是提高空间索引构建速度。首先,对常见的空间索引及现阶段云计算环境下基于MapReduce模型的空间数据管理进行了综述;然后以云计算环境下R树索引构建为例,对云计算环境下空间索引的构建进行了研究;最后,通过实验验证,证明了云计算环境下空间索引构建的速度与单机索引构建相比,加速比为28~40倍;在相同云环境下,网格索引构建速度最快,R+索引构建速度相对较慢。     

基于多级R-tree的分布式空间索引及其查询验证方法研究

空间索引是解决分布式环境下空间查询的关键。提出一种基于多级R-tree的分布式空间索引,避免存储内容扩充而造成的数据冗余。同时针对由于数据分割造成的拓扑关系信息变化问题,进行基于Voronoi图查询验证的研究,并通过试验证实这种分布式空间索引,以及辅助的查询验证方法在分布式环境下的高效性。     

M-Quadtree索引:一种基于改进四叉树编码方法的云存储环境下空间索引方法

为了解决基于"键-值"模型的云存储环境仅支持简单的关键字查询,不支持多维空间查询的问题,提出了一种新的分布式空间索引方法——M-Quadtree索引。在索引构建过程中,设计了一种基于改进四叉树的空间数据划分方法,该方法规定了叶节点区域的最小数据量,通过四叉树叶节点的再合并,解决了划分后各子区域间存储量不平衡的问题,并且满足了MapReduce并行化要求。给出了MapReduce框架下M-Quadtree索引的快速构建、查询与更新算法,并在搭建的Hadoop平台进行了关键参数对索引效率的影响以及不同规模数据下索引的创建、查询和更新试验。与现有分布式空间索引的对比试验及分析结果表明,M-Quadtree索引在数据存储量负载均衡、算法并行化和空间查询效率等方面表现得更好。     

基于矢量瓦片技术的国土资源数据快速更新服务研究

互联网技术的不断发展和完善使得网络电子地图得以迅速普及。但随着地图的移动化和应用的逐渐深入,栅格地图瓦片已不能完全满足人们的需求,矢量地图瓦片技术应运而生。本文从高性能矢量数据索引、分布式瓦片服务数据存储、分级索引调度的高效渲染、数据服务联动更新4个方面展示了基于矢量地图瓦片技术的数据快速更新服务研究成果,并以广东省国土资源数据为例,验证了本文技术方法的有效性和可行性。     

自适应双层网格的空间索引研究

空间数据索引是GIS系统中的关键技术,针对目前主流的网格空间索引方法进行了充分的研究比较,指出了网格索引方法对空间要素进行索引是高效的,但对于非规则地图它是不适应的。在此基础上设计了一种新的空间索引的方法,即自适应双层网格索引。详细地介绍了这种模型的实现过程,并且用实验充分论证了这个模型的效率,认为利用自适应双层网格索引检索空间数据时,处理、查询效率和占用空间等各方面具有较大优势。     

自适应双层网格的空间索引研究

空间数据索引是GIS系统中的关键技术,针对目前主流的网格空间索引方法进行了充分的研究比较,指出了网格索引方法对空间要素进行索引是高效的,但对于非规则地图它是不适应的.在此基础上设计了一种新的空间索引的方法,即自适应双层网格索引.详细地介绍了这种模型的实现过程,并且用实验充分论证了这个模型的效率,认为利用自适应双层网格索引检索空间数据时,处理、查询效率和占用空间等各方面具有较大优势.     

并行R树空间索引中叶节点大小的确定方法研究

并行R树空间索引结构中叶节点的大小是影响索引效率的主要因素,其确定方法是并行R树索引结构性能优劣的关键。本文讨论并设计了一种多层并行R树空间索引结构,文中以系统的查询响应时间作为性能评估指标,给出了并行R树叶节点大小的确定方法,并通过实验验证了该方法的有效性和适用性,同时也论证了本文所设计的多层并行R树索引结构是合理的和高效的。     

主存空间对象的索引方法

空间索引关系到空间数据库和地理信息系统的整体性能。目前，随着计算机主存价格的迅速下降，发展主存空间数据库已经成为可能。主存空间数据库需要相适应的空间索引。本文设计两种面向主存的空间索引──主存网格索引和主存Ｆ_树索引，并对两者的性能进行比较。在多数应用环境下，Ｆ_树空间索引性能更优。     

矢量金字塔与R树融合模型研究

主要围绕如何在移动设备上快速显示大数据量的面(线)状矢量数据,结合多级空间索引和矢量数据压缩提出了一种基于多尺度R树的矢量数据模型,该模型可用于资源有限的移动设备。首先按照比例尺对矢量数据进行不同级别的压缩,再将不同比例尺下的处理结果通过多尺度R树索引组织存储。通过这种方法可以达到在不同比例尺下显示不同详细程度的几何对象。试验采用湖南1∶10 000的林业资源小班数据来验证该模型的可行性和效率。     

全球多尺度空间数据模型研究

如何组织和管理分布式环境下全球海量（PB级以上）空间数据,进行全球多尺度空间剖分,建立高效的编码与索引机制,从而实现海量空间数据的高效调度与协同服务是网络3维虚拟地球平台中关键技术之一。对此,本文重点讨论了全球多尺度空间数据模型的建立,其核心是全球多尺度空间索引和多级金字塔模型的空间数据组织方法。最后基于开放式虚拟地球集成共享平台GeoGlobe的应用构建成＂天地图＂网站对上述方法进行了验证。     

Object-oriented spatial data organization and management in GeoStar

Spatial data, including geometrical data, attribute data, image data and DEM data, are huge in volume and relations among them are complex. How to effectively organize and manage those data is an important problem in GIS. Several problems about space data organization and management in GeoStar which is a basic GIS software made in China are discussed in this paper. The paper emphasizes on object model of spatial vector, data organization, data management and how to realize the goal, and the like.     

An automated and optimized approach for online spatial biodiversity model: a case study of OGC web processing service

An online spatial biodiversity model (SBM) for optimized and automated spatial modelling and analysis of geospatial data is proposed, which is based on web processing service (WPS) and web service orchestration (WSO) in parallel computing environment. The developed model integrates distributed geospatial data in geoscientific processing workflow to compute the algorithms of spatial landscape indices over the web using free and open source software. A case study for Uttarakhand state of India demonstrates the model outputs such as spatial biodiversity disturbance index (SBDI) and spatial biological richness index (SBRI). In order to optimize and automate, an interactive web interface is developed using participatory GIS approaches for implementing fuzzy AHP. In addition, sensitivity analysis and geosimulation experiments are also performed under distributed GIS environment. Results suggest that parallel algorithms in SBM execute faster than sequential algorithms and validation of SBRI with biological diversity shows significant correlation by indicating high R² values.     

基于邻接指数的空间关联规则挖掘方法研究

在空间关联规则挖掘中一般是采用遍历算法进行,导致对海量数据计算效率的降低。目前,空间数据挖掘模型多采用空间邻接矩阵来表达空间关联权重,大多情况下没有考虑邻接关系的实际量化的结果。文中在分析了空间实体分布的各种相邻关系基础上,采用邻接指数的方式来测算空间相关程度,并在此基础上采用改进的Apriori算法,通过自编程序加以实现。以北京市昌平区土地利用类型的空间分布关系为样例数据进行了试算。结果表明,计算效率有较大提高,并挖掘出一些潜在的土地利用类型间的共生关系。     

BIBD的矢量空间数据数字指纹算法

针对矢量空间数据分发后叛逆者追踪困难的问题,该文提出了一种运用均衡不完全区组设计(BIBD)的矢量空间数据数字指纹算法。该算法首先运用限定条件的BIBD构造抗合谋攻击指纹编码,并利用Logistic映射将待嵌入指纹序列进行置乱,然后通过D-P算法提取矢量空间数据的特征点,最后应用量化索引调制(QIM)方法将指纹信息嵌入到矢量空间数据特征点上,从而得到含指纹矢量空间数据。实验表明,该算法能够抵抗多用户合谋攻击,能正确追踪到至少一个叛逆者,未发生误判;算法实现了指纹信息的盲检测,且对单用户大范围裁剪攻击具有较好的鲁棒性;该算法可以应用到矢量空间数据分发中,为矢量空间数据版权保护提供有力技术支持。     

格网GDP空间分布更新模型研究

在地理信息系统中,引入格网化的GDP能够反映某一阶段内经济数据的空间分布状况,可为区域发展提供及时的科学数据和决策依据。本文阐述了建立格网GDP更新模型的必要性和可行性。在分析格网GDP更新的关键基础上,以简单比例模型和环境要素面积模型为蓝本,提出了一种按行政单元多边形不同区域分别进行处理的更新模型,并给出了实现更新的基本框架。经过验证,这种分区域处理的格网GDP更新模型在运算精度、运算复杂度、可操作性之间具有良好的平衡,可作为规则格网GDP更新的一般模型。     

基于HBase的空间矢量数据存储模型设计与优化

数据存储模型是数据库模型的重要组成部分。本文针对目前关系型空间数据库发展过程中遇到的瓶颈问题以及采用HBase管理空间矢量数据存在的问题,在分析关系型空间数据库存储模型的基础上,将关系型数据库存储模式向HBase存储模式转换规则应用到空间矢量数据管理领域,提出了空间矢量数据关系存储模式向HBase存储模式转换方法,设计了一种空间矢量数据HBase存储模型。利用HBase的实体嵌套、反范式化、无模式等特性,对模型进行了优化完善。通过试验验证了在没有辅助索引情况下,本文设计的存储模型查询效率优于目前常用的基于HBase的空间矢量数据存储模型。     

KING GEORGE ISLAND SPATIAL DATA MODEL

1　ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＳｐａｔｉａｌｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｉｓｔｈｅｎａｔｕｒａｌｆｅａｔｕｒｅｏｆｇｅｏ ｇｒａｐｈｉｃｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ .Ｉｎｔｈｅｐａｓｔｙｅａｒｓ,ｄｕｅｔｏｌｉｍｉ ｔａｔｉｏｎｏｆｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ,ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎａｎｄｈａｒｄｗａｒｅ ,ｓｐａｔｉａｌｄａｔａｃａｐｔｕｒｅｄｆｒｏｍｄｉｆｆｅｒｅｎｔｒｅｇｉｏｎｈａｓｔｏｂｅｓａｖｅｄ ,ｍａｎａｇｅｄａｎｄｐｒｏｃｅｓｓｅｄｉｎｔｈｅｃｅｎｔｒａｌｐｌａｃｅ .Ａｓａｒｅｓｕｌｔ ,ｓｐａｔｉａｌｄ…