面向列存儲(chǔ)模式的時(shí)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(jìn)步，時(shí)空數(shù)據(jù)急劇增長。面對海量、多樣、復(fù)雜的時(shí)空數(shù)據(jù)，如何對其高效存儲(chǔ)和管理成為國內(nèi)外學(xué)者研究的熱點(diǎn)問題。傳統(tǒng)集中式時(shí)空索引的單服務(wù)器環(huán)境難以滿足海量時(shí)空數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和查詢開銷，構(gòu)建分布式時(shí)空索引成為必然趨勢。面向列存儲(chǔ)模式的分布式數(shù)據(jù)庫較傳統(tǒng)面向行存儲(chǔ)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(kuò)展、動(dòng)態(tài)負(fù)載均衡等特性為海量時(shí)空數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)管理提供

2、了解決思路。
　　本文在以 HBase為例的面向列存儲(chǔ)模式數(shù)據(jù)庫和時(shí)空索引的理論基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了兩種新型的面向列存儲(chǔ)模式的時(shí)空索引，并對兩種索引的建立、查詢算法設(shè)計(jì)、索引維護(hù)和優(yōu)化進(jìn)行了詳細(xì)描述，最后采用HBase列數(shù)據(jù)庫，通過實(shí)驗(yàn)分析評價(jià)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(chǔ)模式的時(shí)空索引結(jié)構(gòu)。本文在深入研究列存儲(chǔ)模式數(shù)據(jù)庫和時(shí)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(diǎn)和以往的時(shí)空索引技術(shù)，

3、提出了一種面向列存儲(chǔ)模式的時(shí)空索引結(jié)構(gòu)，并對構(gòu)建時(shí)空索引相關(guān)技術(shù)進(jìn)行了選取改進(jìn)以適應(yīng)新的面向列的分布式環(huán)境。這為之后的時(shí)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(chǔ)模式的時(shí)空索引。通過研究時(shí)空數(shù)據(jù)在列數(shù)據(jù)庫中的存儲(chǔ)模式，針對列數(shù)據(jù)庫時(shí)空對象數(shù)據(jù)模型，提出了三種rowkey的設(shè)計(jì)模式，并設(shè)計(jì)了相應(yīng)的時(shí)空數(shù)據(jù)存儲(chǔ)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(jì)及相應(yīng)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，建立了基于“無表

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