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。     

分布式空间数据库中矢量数据多级空间索引方法研究

随着网格计算、云计算等技术在地理信息领域的应用,海量空间数据的高效组织与管理成为提供各种数据和功能服务的基础,空间索引是其中的关键问题,文中在分布式空间数据库系统架构基础上,提出一种适应分布式环境下的分层+分块的矢量数据存储组织模型,设计包括矢量数据面片索引、矢量数据层索引、矢量数据块索引以及数据块内索引在内的多级空间索引。实现表明,文中设计的空间索引支持并发创建和高并发条件下的数据高效访问。     

一种集成R树、哈希表和B*树的高效轨迹数据索引方法

为兼顾时空索引方法的空间利用率、时间效率和查询种类,提出了一种新的轨迹数据索引方法——HBSTR树。其基本思想是:轨迹采样点以轨迹节点的形式成组集中管理,哈希表用于维护移动目标的最新轨迹节点,轨迹节点满后作为叶节点插入时空R树,另外采用B*树对轨迹节点构建一维索引,既有利于提升索引创建效率,又同时满足时空条件搜索和特定目标轨迹搜索等多种查询类型。为提升时空查询效率,提出了新的时空R树评价指标和节点选择子算法改进时空R树插入算法,同时提出了一种时空R树的数据库存储方案。试验结果表明,HBSTR树在创建效率、查询效率和支持查询类型等方面综合性能优于现有方法,支持大规模实时轨迹数据库的动态更新和高效访问。     

多尺度空间数据索引方法研究

以多尺度空间数据为研究对象,讨论其混合索引结构的建立方法。对于多尺度矢量空间数据提出基于多层次网格与R 树混合索引结构,栅格数据进行分块并建立四叉树索引结构。利用双向链表结构连接同尺度下的矢栅空间数据,实现矢栅之间的无缝转化;并用地理数据编码及双向链表结构连接不同尺度下的同一空间对象,实现多尺度空间对象的纵向无缝连接。进而实现多尺度空间数据的快速可视化及空间对象的纵向无缝查询。     

分布式云计算的青岛市地理信息公共平台

针对当前数字城市地理信息公共服务平台单独建设、分散部署,存在运行效率较低及宕机风险等问题,该文提出了基于分布式云计算的集约化地理信息公共服务平台建设框架。以青岛市为例,通过整合现有市级地理信息公共服务平台软硬件资源,对软硬件及网络进行规划设计,形成物理分散、逻辑统一的分布式云计算环境,实现地理信息公共服务平台的高性能、高可靠性、高扩展性的提升,为智慧城市时空信息云平台提供集约化云环境。     

SQL Server中的索引研究

在阐述SQL Server索引结构和类别的同时,讨论了在SQL Server中建立索引对数据库性能的影响,以及建立索引时需要注意的事项,最后从索引检测、索引修复等方面论述了索引维护。     

基于云计算的分布式切图服务设计与实现

云计算如何在GIS领域真正落地,传统GIS技术如何改变才能适应形势,并真正将云计算和云平台的优势为自己所用,是当前云GIS最重要的研究课题。传统GIS地图服务中,地图缓存是基于单机预先切好的地图瓦片,并通过单机对外提供。这种传统的切图技术,对计算资源的利用率较低,且海量数据切图时间长达数月甚至数年,严重影响工作效率,加之没有故障恢复机制,切图任务一旦出现故障,整个切图工作都要推倒重来。在云计算快速发展的形势下,如何利用云平台的优势,提升海量地图数据的切图效率和稳定性,就成为云GIS迫切需要解决的问题。本文在分析云计算技术优势的基础上,对传统切图技术进行了改进,提出了分布式切图服务的设计思路,实现了地图瓦片的分布式生成、管理与发布,对比测试证明,分布式切图的性能、稳定性较传统方式有明显提升。基于此种设计实现的SuperMap iServer Java 6R(2012)分布式切图模块,支持地图瓦片的分布式切片和分布式存储管理,支持多种分布式文件系统、NAS与大数据存储系统(如FastDFS、EMC Isilon等),进一步提升了地图瓦片的存取速度和支持的并发数。本文提出的分布式切图技术,是对传统地图缓存方式的创新,为云GIS提供了一定的研究基础。     

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。     

三维GIS中R树空间索引研究

对于三维GIS来说,建立高效的三维空间数据索引是其关键技术之一。R树索引是近年来应用最广泛的方法之一。本文以覆盖面积和重叠面积之和作为R树结点插入标准,并且引入K均值聚类算法对结点分裂算法进行了改进。另外,对于三维GIS中较大的地物如道路、河流等,实施裁剪策略。从而使R树同层结点间的重叠度显著下降,空间对象的聚簇也更趋合理,有效提高了三维GIS数据库的查询速度。     

一种原生XML空间索引及查询语言

提出了一种用于原生XML数据的空间索引方法,有效解决了在处理原生XML空间数据时遇到的效率问题,并在此基础上构建了结合XML和关系数据库特性的XML空间查询语言XML-GSQL。该查询语言具有良好的结构,并且针对空间操作进行了扩展,使空间操作更加简洁和高效。     

分布式倒排索引的地理信息服务搜索方法研究

为解决地理信息服务分布式目录服务系统中的服务查找问题,提出了基于分布式倒排索引的地理信息服务搜索方法。设计了包含词汇语义相似度的地理信息服务倒排索引结构并建立了倒排索引,讨论了顾及索引键的同义概念和父辈概念的倒排索引更新方法,然后给出了使用倒排索引搜索地理信息服务的算法。通过水平划分和垂直划分两种方式建立了分布式地理信息服务的全局索引,给出了基于分布式倒排索引的地理信息服务搜索方法,实验验证了方法的效率。     

3维GIS中LOD_OR树空间索引结构的研究

分析R树的不足之处,考虑3维场景绘制中的LOD信息,设计出一种集八叉树、R*树以及LOD信息的空间索引结构--LOD_OR树.LOD_OR树是将3维实体的LOD信息作为对象基本特征的OR树.OR树是结合Octree和R*树的一种混合空间索引结构,它利用八叉树索引将R*树表示的空间进行了限制,减轻了R*树插入、删除的开销,并在查找性能上比R*树有显著的提高.     

移动对象轨迹索引技术研究

对时空数据库中移动对象进行有效存取、查询和更新的关键技术在于索引。深入分析了移动对象轨迹限制索引和非限制索引中的各种索引技术,最后讨论了移动对象索引技术研究中的问题并对未来方向进行了展望。     

基于MongoDB云计算下GML分布式集群环境搭建研究

虽然大容量服务器可以解决普通的GIS数据存储问题,但随着数据量的增大,管理存储操作越来越难。在开源MongoDB分布式文件数据库支撑下,根据MongoDB对GML海量数据的存储理论,搭建海量GML数据集群环境,构成GML分布式云计算平台,为GML在服务器集群中实现存储查询索引管理提供性能支持。     

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。     

适用于资源三号立体影像的空间索引技术研究

资源三号测绘卫星获取的是立体测图实际生产中使用的立体影像,若采用传统的影像数据库管理系统进行存储管理,不能体现立体影像之间的关联关系。为了高效的从海量的资源三号卫星影像中获得可用于立体观测和立体量测的立体影像,本文从空间索引技术入手进行研究。为了体现立体影像之间空间聚集的特性,本文将空间聚类算法引入到空间索引中。首先改进了K均值聚类算法,然后将改进后的聚类算法应用到Hilbert R树索引中。通过实验分析发现,改进的空间索引更适用于资源三号卫星影像的存储检索。     

分布式仿真系统中环境场景的实时定位

分布式仿真系统中 ,各节点之间通过消息互相交流信息 ,3维地形虚拟场景通常在大量的仿真系统中作为重要的对象参与仿真。由于各个对象的参考坐标系之间存在差异。所以在 3维地形虚拟场景节点与系统中其他各节点之间进行消息交换时 ,存在一个坐标转换的问题。文中给出了一种坐标转换的快速算法 ,从而保证仿真过程中场景的实时定位     

分布式仿真系统中环境场景的实时定位

分布式仿真系统中,各节点之间通过消息互相交流信息,3维地形虚拟场景通常在大量的仿真系统中作为重要的对象参与仿真.由于各个对象的参考坐标系之间存在差异.所以在3维地形虚拟场景节点与系统中其他各节点之间进行消息交换时,存在一个坐标转换的问题.文中给出了一种坐标转换的快速算法,从而保证仿真过程中场景的实时定位.