面向列存儲模式的時空對象查詢處理技術(shù)研究.pdf

1、隨著全球定位技術(shù)的發(fā)展以及信息采集技術(shù)的進步，時空數(shù)據(jù)急劇增長。面對海量、多樣、復(fù)雜的時空數(shù)據(jù)，如何對其高效存儲和管理成為國內(nèi)外學(xué)者研究的熱點問題。傳統(tǒng)集中式時空索引的單服務(wù)器環(huán)境難以滿足海量時空數(shù)據(jù)的存儲和查詢開銷，構(gòu)建分布式時空索引成為必然趨勢。面向列存儲模式的分布式數(shù)據(jù)庫較傳統(tǒng)面向行存儲的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫在海量數(shù)據(jù)處理方面具有極大優(yōu)勢，其以列為單位存取數(shù)據(jù)的模式以及高可用、并行式、易擴展、動態(tài)負載均衡等特性為海量時空數(shù)據(jù)的存儲管理提供

2、了解決思路。
　　本文在以 HBase為例的面向列存儲模式數(shù)據(jù)庫和時空索引的理論基礎(chǔ)上，設(shè)計了兩種新型的面向列存儲模式的時空索引，并對兩種索引的建立、查詢算法設(shè)計、索引維護和優(yōu)化進行了詳細描述，最后采用HBase列數(shù)據(jù)庫，通過實驗分析評價了兩種索引的性能。論文主要成果如下：
　　（1）提出了一種面向列存儲模式的時空索引結(jié)構(gòu)。本文在深入研究列存儲模式數(shù)據(jù)庫和時空索引的理論基礎(chǔ)上，結(jié)合列數(shù)據(jù)庫分布式環(huán)境特點和以往的時空索引技術(shù)，

3、提出了一種面向列存儲模式的時空索引結(jié)構(gòu)，并對構(gòu)建時空索引相關(guān)技術(shù)進行了選取改進以適應(yīng)新的面向列的分布式環(huán)境。這為之后的時空索引構(gòu)建打下了良好的基礎(chǔ)。
　　（2）提出了基于“無表”結(jié)構(gòu)面向列存儲模式的時空索引。通過研究時空數(shù)據(jù)在列數(shù)據(jù)庫中的存儲模式，針對列數(shù)據(jù)庫時空對象數(shù)據(jù)模型，提出了三種rowkey的設(shè)計模式，并設(shè)計了相應(yīng)的時空數(shù)據(jù)存儲結(jié)構(gòu)。通過比較選取最優(yōu)的空間轉(zhuǎn)換組合模式的rowkey設(shè)計及相應(yīng)的數(shù)據(jù)存儲結(jié)構(gòu)，建立了基于“無表

4、”結(jié)構(gòu)面向列存儲模式的時空索引。描述了該索引的建立過程，設(shè)計了索引的時空范圍查詢和時空最鄰近查詢的算法，并給出了索引維護和優(yōu)化策略。
　?。?）提出了基于“二級表”結(jié)構(gòu)面向列存儲模式的時空索引。沿用最優(yōu)的rowkey設(shè)計模式及相應(yīng)的數(shù)據(jù)存儲結(jié)構(gòu)，建立了時間級和時間空間級兩級索引表結(jié)構(gòu)的基于“二級表”結(jié)構(gòu)面向列存儲模式的時空索引。描述了兩級索引表建立算法和索引過程，設(shè)計了兩級索引表結(jié)構(gòu)的時空范圍查詢和時空最鄰近查詢的算法，并給出了索