基于NoSQL的空間數(shù)據(jù)云存儲的研究.pdf

1、地理信息系統(tǒng)(GIS)是一種通過先進(jìn)的計算機(jī)技術(shù)對地理空間信息進(jìn)行抽象采集、存儲管理、位置描述和綜合信息顯示的系統(tǒng)。它應(yīng)用的領(lǐng)域主要包括交通運(yùn)輸、信息整合、地圖導(dǎo)航、資源管理等?？臻g數(shù)據(jù)具有下面的這些特點，以點、線、面結(jié)構(gòu)來描述地理空間實體，空間數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)量十分龐大;而對大數(shù)據(jù)的處理需要在存儲之前對空間實體進(jìn)行綜合、歸類、抽象地描述;并且數(shù)據(jù)一旦形成一般情況下不進(jìn)行修改操作，修改只能是批量的修改，數(shù)據(jù)的存儲具有一定的存儲期限;地理空間數(shù)

2、據(jù)跟隨著地理空間實體的動態(tài)變化定期的更新變化。傳統(tǒng)的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫對空間數(shù)據(jù)的存儲需要通過對空間數(shù)據(jù)模型進(jìn)行擴(kuò)展來實現(xiàn)海量大數(shù)據(jù)的存儲，這種存儲模式存在的擴(kuò)展性差、處理服務(wù)效率低下、數(shù)據(jù)存取性能不足等局限。
　　空間數(shù)據(jù)的上述特點以及關(guān)系型的數(shù)據(jù)庫存儲空間數(shù)據(jù)的局限性促使我們要找一種更好的數(shù)據(jù)存儲方案來存儲空間數(shù)據(jù)。在地理信息系統(tǒng)的帶動下，空間數(shù)據(jù)如何存儲成為了一個突出的技術(shù)問題，而web2.0技術(shù)的廣泛普及，也為空間數(shù)據(jù)云存儲的發(fā)

3、展制造了壓力。因此，將空間數(shù)據(jù)以一種先進(jìn)的存儲策略高效地存儲在云端，勢必會帶動整個地理信息系統(tǒng)的發(fā)展，也將成為空間數(shù)據(jù)存儲研究的動力。在此基礎(chǔ)上，我們提出了一種基于云環(huán)境下的NoSQL分布式存儲技術(shù)來存儲空間數(shù)據(jù)的方案，為了獲得更加優(yōu)越的存儲性能和訪問效率。
　　根據(jù)當(dāng)前的研究現(xiàn)狀，本文通過對NoSQL數(shù)據(jù)庫MongoDB、云存儲技術(shù)、空間數(shù)據(jù)特點的研究，設(shè)計了空間數(shù)據(jù)的存儲管理框架結(jié)構(gòu)，即把空間數(shù)據(jù)分片后存儲在部署于集群服務(wù)器上

4、的MongoDB數(shù)據(jù)庫中。根據(jù)研究內(nèi)容，本文主要做的工作描述如下:
　　(1)MongDB具有面向文檔存儲、全索引支持、高可用性、自動分片、弱一致性（最終一致）等的特點，這些特點能夠提高海量數(shù)據(jù)的可靠性和存取訪問效率。本文基于此，運(yùn)用MongoDB數(shù)據(jù)庫來存儲海量空間數(shù)據(jù)，保證了空間數(shù)據(jù)高可用性、可擴(kuò)展性、安全性和靈活性，不用像關(guān)系型數(shù)據(jù)存儲大數(shù)據(jù)一樣需要對數(shù)據(jù)進(jìn)行復(fù)雜的擴(kuò)展。
　　(2)對比MongoDB和傳統(tǒng)關(guān)系型數(shù)據(jù)庫

5、在存儲大數(shù)據(jù)上的不同方法，分析了MongoDB存儲地理空間數(shù)據(jù)的優(yōu)越點和創(chuàng)新性，分析了運(yùn)用MongoDB集群架構(gòu)下大數(shù)據(jù)云存儲的優(yōu)勢，歸納了這種存儲方案的理論和技術(shù)支撐。
　　(3)利用MongoDB分布式部署方案，將空間數(shù)據(jù)分片部署到集群服務(wù)器上;通過對地理實體抽象生成空間數(shù)據(jù)，在K-Means算法的基礎(chǔ)上對生成的數(shù)據(jù)進(jìn)行分類，然后按類別存儲在不同的shards上;文章實現(xiàn)了對存儲在MongoDB集群架構(gòu)上的空間數(shù)據(jù)進(jìn)行讀寫、查