集群環(huán)境下內(nèi)存空間數(shù)據(jù)庫(kù)查詢技術(shù)研究.pdf

1、空間數(shù)據(jù)獲取能力的提升，使得空間數(shù)據(jù)的時(shí)空分辨率不斷提高，空間數(shù)據(jù)規(guī)模急劇增長(zhǎng)。與此同時(shí)，基于位置的空間信息應(yīng)用呈現(xiàn)爆炸式增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)。在此背景下，海量的空間數(shù)據(jù)提供了豐富的應(yīng)用支撐能力，但大數(shù)據(jù)量以及高并發(fā)的讀寫(xiě)請(qǐng)求也給空間數(shù)據(jù)庫(kù)帶來(lái)了新的巨大挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)的空間數(shù)據(jù)庫(kù)受磁盤(pán)訪問(wèn)速度以及ACID特性的限制，難以應(yīng)對(duì)這種大規(guī)模、高并發(fā)的應(yīng)用，而計(jì)算機(jī)集群及大容量?jī)?nèi)存為空間數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)支撐這種應(yīng)用提供了新的硬件基礎(chǔ)。為提高空間數(shù)據(jù)庫(kù)的查詢性能，基

2、于高性能集群環(huán)境，以NoSQL內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù)為基礎(chǔ)，對(duì)如何在集群分布式內(nèi)存中進(jìn)行空間矢量數(shù)據(jù)的高效存儲(chǔ)與檢索進(jìn)行了研究。
　　分析比較了NoSQL內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模型、并發(fā)處理性能和適用場(chǎng)景，研究了空間擴(kuò)展的可行性，為實(shí)現(xiàn)基于內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù)的高效空間查詢處理提供實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)支撐。
　　基于key-value存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了集群分布式內(nèi)存中的矢量數(shù)據(jù)分層組織模型，提出了基于Geohash空間編碼的空間數(shù)據(jù)劃分策略，保證了空間鄰近的數(shù)據(jù)

3、相近存儲(chǔ)。
　　針對(duì)Geohash無(wú)法直接表達(dá)矢量線、面要素編碼的問(wèn)題，提出了一種自適應(yīng)的空間編碼方法，能有效兼顧編碼的精確性與編碼冗余性?；谧赃m應(yīng)空間編碼，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了適用于內(nèi)存空間數(shù)據(jù)庫(kù)的高效、易于維護(hù)的空間索引結(jié)構(gòu)。
　　在以上研究的基礎(chǔ)上，基于內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù)Redis進(jìn)行空間擴(kuò)展，實(shí)現(xiàn)了一個(gè)集群環(huán)境下內(nèi)存空間數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)Spedis，并與開(kāi)源空間數(shù)據(jù)庫(kù)PostGIS進(jìn)行了查詢性能對(duì)比，實(shí)驗(yàn)表明Spedis具有優(yōu)于傳統(tǒng)空間數(shù)