基于NAND Flash的嵌入式GIS地圖格式設(shè)計及優(yōu)化.pdf

1、隨著嵌入式計算的不斷發(fā)展，NAND作為一種高效的存儲設(shè)備越來越多的被運用到嵌入式環(huán)境中，由于各種硬件和軟件性能的不斷提高使得GIS也得以在嵌入式環(huán)境中得到廣泛運用。GIS中決定查詢性能的是地圖空間數(shù)據(jù)的索引方式，目前普遍采用的是基于磁盤的R-Tree變種索引，本文在此基礎(chǔ)上提出了一種更高效的R-Tree變種索引Rd-Tree，并根據(jù)NAND Flash的讀寫特性對索引樹的更新方式做出優(yōu)化。 本文的主要工作包括以下兩點： (

2、1) 在分析Ro-Tree的基礎(chǔ)上，提出了一種新的索引結(jié)構(gòu)Rd-Tree。Ro-Tree提出了外部節(jié)點的概念，就是將節(jié)點中離其它孩子節(jié)點都比較遠(yuǎn)的孩子作為外部節(jié)點，然后放到上一級節(jié)點中，藉此來優(yōu)化節(jié)點的質(zhì)量，減少節(jié)點之間的重疊區(qū)域。Rd-Tree是一種基于節(jié)點密度的索引結(jié)構(gòu)，節(jié)點密度是衡量節(jié)點性質(zhì)的一個指標(biāo)，Rd-Tree的核心思想就是將密度相近的點組織在一起，而在現(xiàn)實世界中，這些密度相近的節(jié)點往往在物理上也是相近的。Rd-Tree在以

3、下幾方面對Ro-Tree做了改進：一是改進了插入過程中對外部節(jié)點的識別算法，在Rd-Tree中如果將一個子節(jié)點插入父節(jié)點后并不引起父節(jié)點密度的降低，我們認(rèn)為該節(jié)點并不是一個外部節(jié)點，該識別算法不僅從邏輯上更契合外部節(jié)點定義而且優(yōu)化了節(jié)點的質(zhì)量，減少了節(jié)點中的外部節(jié)點數(shù)量；二是優(yōu)化了刪除過程，當(dāng)在刪除過程中節(jié)點向下溢出時，通過從父節(jié)點借入一個外部節(jié)點來防止無意義的重新插入；三是提高了查詢效率，由于減少了外部節(jié)點數(shù)量，因此在查詢過程中需要比

4、較的次數(shù)也會相應(yīng)減少，對于經(jīng)典的區(qū)域查詢，對比Ro-Tree本文在實驗部分獲得了20％的效率提高。 (2) 根據(jù)NAND Flash的物理特性引入了日志更新機制。由于NAND是一種write-once設(shè)備，直接在原文件上進行更新操作會在NAND中產(chǎn)生大量的垃圾數(shù)據(jù)，降低NAND 使用空間進而導(dǎo)致垃圾回收時的頻繁擦除操作。因此本文將地圖數(shù)據(jù)分為源數(shù)據(jù)文件和更新數(shù)據(jù)文件，將地圖的更新以日志的形式全部追加到更新數(shù)據(jù)文件的尾部，每次打開地