收藏本站
《哈尔滨工程大学》 2009年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

空间数据库的索引技术研究

张泽宝  
【摘要】:空间索引技术是空间数据库领域中的一个重要的研究内容,索引的性能将直接影响数据库的性能,且数据的检索和查询是应用最多的操作,为了提高查询的速度,必须建立高效的空间索引结构支持相关的操作,空间索引技术经历了多年的研究和发展,形成了一套较完整的体系结构,但由于空间数据的海量性、复杂性和多样性的特点,对索引结构提出了更高的要求,对空间数据库中索引结构的研究成为一个研究的热点问题,如何建立高效的索引结构、提出有效的查询处理算法是迫切的研究课题。本文从空间索引的建立和基于索引的空间对象查询两个方面进行了研究,提出了一些较为有效的解决方法。 针对现有的索引方法不能较好的保持空间数据的映射相关性,相邻的空间对象不能存储在索引中相近的结点上,引入了批量加载的方法对数据进行预处理,在分析影响空间索引性能的指标因素的基础上,对相对变化不多的静态数据,提出了一种静态的批量加载方法,减少索引覆盖区域的大小,通过实验对算法进行了验证,实验结果表明,提出的方法获得较好的空间利用率,性能较以前算法有了改善和提高。 空间索引结构要随着数据进行动态的调整,动态索引结构的创建本质是聚类问题。对已有的聚类算法的分析,引入基于网格和密度的聚类算法对数据进行聚类,改进了原有聚类算法中的一些缺陷,将对象按照聚簇进行划分,通过两级的索引机制进行组织索引,每个聚簇都建立各自的索引结构,通过全局的R树索引结构建立整个索引,实验结果表明,提出的算法进一步提高了索引的时间和空间复杂度。 针对现有的基于方向关系模型的查询处理过程,在过滤阶段不能获得较好的过滤结果,导致求精步骤的时间复杂度较高。根据对象MBR之间的方向关系的定义,在过滤和求精步骤之间插入一个中间步骤,根据参考对象落在空间区域的不同划分,判断目标和参考对象的方位关系,通过对所有的可能组合的情况进行分析,给出了解决方法,实现了更好的过滤候选对象目的,减少进入求精步骤的数据对象,从而提高了基于方向关系的查询速度。通过实例对提出的方法进行了分析,性能有了很大的提高,证明了算法的有效性,又通过实验进行验证,实验结果表明,算法在查询时间和I/O访问上均都有了提高。 针对在近邻查询中参考对象被简化为一个点,使得查询的结果受到一定程度的影响,且现有的k近邻的查询算法不能很好的处理对象之间近邻查询的问题。提出了基于等距离线的k近邻查询算法,给出了更准确的过滤边界值和对象之间的距离定义,提出了新的剪枝策略,减少了计算实际对象距离的计算量,通过实例和实验对算法进行了分析和验证,分析的结果表明,算法有较好的过滤性能,能够提高基于对象的k近邻查询效率,进一步提高了算法在时间和空间上的性能。
【学位授予单位】:哈尔滨工程大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:TP311.13

【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前7条
1 刘彪;空间数据库中基于MapReduce的kNN算法研究[D];大连海事大学;2012年
2 唐涛;基于Hausdorff距离的相似性度量方法研究[D];广西大学;2012年
3 余红丽;网格环境下GML空间数据存储与查询关键技术的研究[D];江西理工大学;2012年
4 黄志;基于多级格网与STR树的混合索引研究[D];浙江大学;2013年
5 董亭亭;大数据下空间数据索引和kNN查询技术的研究[D];大连理工大学;2013年
6 路军;基于Oracle的导航空间数据库引擎的设计与实现[D];天津师范大学;2013年
7 惠子怡;GR~*-树空间索引方法研究[D];中国地质大学(北京);2014年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 黄梦龙,胡鹏;一种改进的网格索引生成方法[J];测绘科学;2004年06期
2 曹菡,陈军,杜道生;空间目标方向关系的定性扩展描述[J];测绘学报;2001年02期
3 闫浩文,郭仁忠;空间方向关系基础性问题研究[J];测绘学报;2002年04期
4 左小清;李清泉;;一种面向道路网3维数据的空间索引方法[J];测绘学报;2006年01期
5 阎超德,赵学胜;GIS空间索引方法述评[J];地理与地理信息科学;2004年04期
6 江崇礼,刘天建,董明;一种新的空间数据库索引结构[J];大连理工大学学报;2004年05期
7 王文岩;郝忠孝;;基于星形模型的方向关系表示及R树的方向查询[J];哈尔滨理工大学学报;2008年02期
8 杨志荣,李磊;用SOM聚类实现多级高维点数据索引[J];计算机研究与发展;2003年01期
9 栾丽华,吉根林;树型空间索引及其在聚类中的应用研究[J];计算机工程与应用;2005年19期
10 周勇;何建农;涂平;;一种改进的自适应层次网格空间索引查询算法[J];计算机工程与应用;2006年07期
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 董道国;高维数据索引结构研究[D];复旦大学;2005年
2 孙海滨;定性空间推理及其应用技术研究[D];吉林大学;2006年
3 陈娟;空间方位关系模型及多方面空间关系结合推理的研究[D];吉林大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 陈海珠;空间查询优化研究[D];重庆大学;2005年
2 张厅;空间索引技术研究[D];中南大学;2007年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 郇正军;赵国富;;基于土地利用的空间数据挖掘系统的设计与实现[J];安徽农业科学;2011年07期
2 梁浩;吴敏君;;两类典型GIS空间索引技术的分析与评价[J];安阳工学院学报;2006年02期
3 朱林华;蔡勇;;一种节省内存的点云中K最近邻算法[J];兵工自动化;2008年07期
4 董芳;程承旗;郭仕德;;基于EMD的剖分空间关系计算模型初探[J];北京大学学报(自然科学版);2012年03期
5 刘润涛;郝忠孝;;一种极小化交叠的空间索引结构——MOSI-树[J];北京工业大学学报;2010年10期
6 孙殿柱;朱昌志;李延瑞;牛宗伟;;三角网格模型的自动分割算法[J];北京工业大学学报;2010年11期
7 袁运能;吴央;成功;;核空间聚类在图像纹理分类中的简化算法[J];北京航空航天大学学报;2008年03期
8 孙殿柱;朱昌志;李延瑞;;三角网格曲面模型快速分层算法[J];北京航空航天大学学报;2010年03期
9 卢宏建;高永涛;吴顺川;潘贵豪;;石人沟铁矿露天转地下开采生产规模优化[J];北京科技大学学报;2008年09期
10 郑岩,黄荣怀,战晓苏,周春光;基于遗传算法的动态模糊聚类[J];北京邮电大学学报;2005年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 ;Novel Hybrid Clustering Algorithm Incorporating Artificial Immunity into Fuzzy Kernel Clustering for Pattern Recognition[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
2 ;Incremental Clustering for Categorical Data Using Clustering Ensemble[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
3 汤广富;马春实;刘欢;付强;;模糊聚类快速实用方法[A];第十四届全国信号处理学术年会(CCSP-2009)论文集[C];2009年
4 周芹;钟耳顺;黄耀欢;郭会;;大型空间数据库的并发索引策略CQR_树[A];中国测绘学会九届四次理事会暨2008年学术年会论文集[C];2008年
5 杨晓霞;朱庆;李海峰;;知识导航的遥感信息处理服务分类选择方法[A];中国测绘学会第九次全国会员代表大会暨学会成立50周年纪念大会论文集[C];2009年
6 赵伶俐;赵仁亮;朱建军;梅洋;;面向城镇化数据整合中层次索引树的研究与实现[A];中国测绘学会2010年学术年会论文集[C];2010年
7 杜世宏;王桥;;不确定性空间关系[A];中国地理信息系统协会第三次代表大会暨第七届年会论文集[C];2003年
8 张明波;申排伟;陆锋;程昌秀;;空间数据库管理平台核心技术分析与评述[A];中国地理信息系统协会第三次代表大会暨第七届年会论文集[C];2003年
9 张明波;陆锋;申排伟;程昌秀;;空间索引R树研究:回顾与展望[A];中国地理信息系统协会第八届年会论文集[C];2004年
10 王洋;胡斌;黄坚;夏榆滨;翁敬农;;地球影像数据的组织、索引及其实现[A];中国地理信息系统协会第四次会员代表大会暨第十一届年会论文集[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王红;基础地理信息地形数据库信息量度量方法研究[D];辽宁工程技术大学;2010年
2 马纯永;城域景观VRGIS一体化仿真平台研究与实现[D];中国海洋大学;2010年
3 曲建华;基于群体智能的聚类分析[D];山东师范大学;2010年
4 徐红波;基于空间填充曲线高维空间查询算法研究[D];哈尔滨理工大学;2010年
5 刘润涛;基于序的空间数据索引及查询算法研究[D];哈尔滨理工大学;2009年
6 杨晋强;空间数据集群服务体系结构与算法研究[D];解放军信息工程大学;2010年
7 贾奋励;电子地图多尺度表达的研究与实践[D];解放军信息工程大学;2010年
8 张开广;郑州地区仰韶文化遗址空间模式研究[D];解放军信息工程大学;2010年
9 王强;空间信息服务聚合的关键技术研究[D];解放军信息工程大学;2010年
10 李晋江;海量数据点三维重构中一类关键问题研究[D];山东大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 朱杰;一种基于聚类的支持向量机反问题求解算法[D];河北大学;2007年
2 田继辉;用于三维影像快速浏览的多尺度DEM数据组织研究[D];河南理工大学;2010年
3 孙静;基于双目立体视觉的多相机三维重建技术实现[D];山东科技大学;2010年
4 张成雷;地层三维建模空间数据组织与查询优化[D];山东科技大学;2010年
5 赵芳;基于开源WebGIS平台的地理信息系统应用研究[D];郑州大学;2010年
6 王林吉;基于CIELAB均匀颜色空间和聚类算法的混纺测色研究[D];浙江理工大学;2010年
7 潘铁文;基于文化基因算法的图像检索研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
8 丁金凤;基于网格与密度的数据流聚类算法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
9 路瑞强;基于均值和标准差的空间索引方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
10 李若愚;空间数据库中基于R-树的最近邻查询方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李明;刘福明;;基于网格环境的存储技术浅析[J];重庆工学院学报;2006年08期
2 兰小机,张书亮,刘德儿,闾国年;GML空间数据库系统研究[J];测绘科学;2005年05期
3 兰小机,闾国年,刘德儿,张书亮;基于XQuery的GML查询语言研究[J];测绘科学;2005年06期
4 史绍雨;唐新明;吴凡;雷兵;汪汇兵;;多级格网时空索引[J];测绘科学;2006年03期
5 李绍俊;新一代海量空间数据库引擎——SuperMap SDX+5[J];地理信息世界;2005年02期
6 邵振峰,李德仁;基于网格计算环境下的空间信息多级格网研究[J];地理信息世界;2005年02期
7 汪明冲;赵军;李玉琳;;空间数据库引擎及其解决方案分析[J];地理信息世界;2006年04期
8 赵晓琴;孙毅中;闻雅;;基于事件树的地理要素时空回溯[J];地理信息世界;2009年06期
9 申胜利;李华;刘聚海;;基于ArcSDE的栅格数据存储与处理[J];测绘通报;2007年09期
10 张立朝;吕蓬;王建明;申正宇;李强;李遵强;;基于GML的空间数据库设计与数据存储研究[J];测绘通报;2008年03期
中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 唐远彬;土地利用更新的联动机制与增量提取[D];浙江大学;2011年
2 董鹏;分布式空间信息的高效查询与分析系统研究[D];中国科学院研究生院(遥感应用研究所);2003年
3 高云君;时空数据库查询处理关键技术研究[D];浙江大学;2008年
4 陈建华;原生模式GML空间数据管理机制研究[D];成都理工大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 杨勃;基于OGSA-DAI的异构数据源集成研究[D];郑州大学;2010年
2 李琳;一种基于多级网格和改进QR-树的混合索引[D];河南理工大学;2010年
3 杜红芳;个人数据空间管理系统查询与索引机制的研究与实现[D];北京交通大学;2011年
4 王学全;三维GIS数据库的空间索引技术研究与探索[D];西南大学;2011年
5 刘理想;土地利用数据增量更新的表格一致性控制[D];浙江大学;2011年
6 王雷雷;基于可见光与红外汽车夜视系统目标测距[D];浙江理工大学;2011年
7 陈镇虎;面向空间数据库引擎的空间索引系统[D];北京工业大学;2002年
8 林海华;网格环境下数据库查询的原型与实现[D];华中科技大学;2004年
9 杨宇曦;空间数据索引技术的研究及在GIS中的应用[D];大连理工大学;2006年
10 王晖;基于GT4的网格信息服务的研究与应用[D];兰州理工大学;2006年
【二级引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 邹鹏;基于抽样分区解决MapReduce中的数据倾斜问题[D];大连理工大学;2013年
2 耿玉娇;MapReduce中基于抽样技术的倾斜问题研究[D];大连海事大学;2013年
3 李勋;基于hilbert划分的并行矢量数据索引算法研究[D];电子科技大学;2013年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 孟妮娜,周校东;固定格网划分的空间索引的实现技术[J];北京测绘;2003年01期
2 吴德华,毛先成,刘雨;三维空间数据模型综述[J];测绘工程;2005年03期
3 闫浩文,郭仁忠;基于Voronoi图的空间方向关系形式化描述研究(一)[J];测绘科学;2002年01期
4 闫浩文,郭仁忠;基于Voronoi图的空间方向关系形式化描述研究(二)[J];测绘科学;2002年03期
5 刘新贵,孙群,张鹏,黄雅娟;彩色图像中线状目标提取的透镜跟踪法[J];测绘科学;2004年03期
6 黄梦龙,胡鹏;一种改进的网格索引生成方法[J];测绘科学;2004年06期
7 罗春;;地理信息系统发展的新趋势:面向服务的体系结构[J];地理信息世界;2006年05期
8 张山山,边馥苓;地理信息系统数据模型分析[J];测绘通报;2004年08期
9 刘文宝,邓敏,夏宗国;矢量GIS中属性数据的不确定性分析[J];测绘学报;2000年01期
10 史文中,郭薇,彭奕彰;一种面向地理信息系统的空间索引方法[J];测绘学报;2001年02期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 丁虹;空间相似性理论与计算模型的研究[D];武汉大学;2004年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 高天元;关继龙;马黎;;微机试题库管理系统[J];辽宁大学学报(自然科学版);1993年02期
2 包小源;唐世渭;杨冬青;;Interval~+——一种基于区间树的压缩XML索引结构1,222[J];计算机研究与发展;2006年07期
3 陈海永;刘良旭;;一种基于公路网络的高效更新索引结构[J];杭州电子科技大学学报;2008年03期
4 任家东;马瑞;;M*(k)-index构造算法的改进[J];计算机工程;2008年19期
5 邱永红;曾永年;邹滨;;KDT树:一种多维空间数据索引结构[J];计算机工程与应用;2009年08期
6 李萍萍;郝忠孝;;Hilbert曲线的2维时空索引[J];哈尔滨理工大学学报;2009年05期
7 谢枫平;;聚类分析中的高维数据降维方法研究[J];闽西职业技术学院学报;2009年04期
8 张彦满;余建桥;;路网中基于RQOP树的移动对象索引技术研究[J];西南师范大学学报(自然科学版);2011年02期
9 欧阳炜昊;李灿辉;;基于CMP的内存数据库索引性能优化[J];数字技术与应用;2011年05期
10 高雪霞;邝涛;;基于词典知识库的快速检索算法研究[J];德州学院学报;2011年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 朱永泰;王晨;汪卫;施伯乐;;高效的图索引结构[A];第二十二届中国数据库学术会议论文集(研究报告篇)[C];2005年
2 曹奎;冯玉才;袁芳;;一种支持基于内容的图像检索的多维索引结构[A];第十八届全国数据库学术会议论文集(研究报告篇)[C];2001年
3 许俭;吴天轶;王晨;汪卫;施伯乐;;聚集值近似查询的基于密度树索引结构(英文)[A];第二十二届中国数据库学术会议论文集(研究报告篇)[C];2005年
4 王斌;郭庆;李中博;杨晓春;;支持块编辑距离的索引结构[A];第26届中国数据库学术会议论文集(A辑)[C];2009年
5 张龙;周傲英;郑仕辉;梁宇奇;;一种可行的层次型XML仓库索引结构[A];第十八届全国数据库学术会议论文集(研究报告篇)[C];2001年
6 李东;张静玲;王亮明;;一种XML集成索引结构[A];第二十三届中国数据库学术会议论文集(技术报告篇)[C];2006年
7 汪卫;王勇;王宇君;施伯乐;;一维动态区间索引结构[A];数据库研究进展97——第十四届全国数据库学术会议论文集(上)[C];1997年
8 丁道峰;吴红伟;王晓玲;周傲英;;D(k,l)-索引:一种自适应的XML数据索引[A];第二十一届中国数据库学术会议论文集(技术报告篇)[C];2004年
9 张恩德;王国仁;宁博;王斌;;DVBB:基于Dewey向量的B+树索引结构连接算法(英文)[A];第二十二届中国数据库学术会议论文集(研究报告篇)[C];2005年
10 张林;王国仁;于戈;;XSR-tree:一种高维数据空间中的索引结构[A];第十九届全国数据库学术会议论文集(研究报告篇)[C];2002年
中国重要报纸全文数据库 前9条
1 沈建苗 编译;实现多重标准搜索[N];计算机世界;2006年
2 ;智能管理 永远可用[N];网络世界;2004年
3 庞引明;XML数据库:最新进展和发展方向[N];计算机世界;2004年
4 ;挖掘商业价值 驱动企业成功[N];计算机世界;2005年
5 ;整合信息资源 提升竞争活力[N];计算机世界;2005年
6 SYBASE中国公司商务智能顾问 魏建;面向Web的智能商务解决方案[N];中国计算机报;2003年
7 四川 张悦;优化SQL Server的索引[N];电脑报;2004年
8 马如桂;信息化管理从软件开始[N];中国保险报;2000年
9 ;Adobe Reader 7.0简体中文版向我们走来[N];中国电脑教育报;2005年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王兴中;铁路调度指挥系统中数据存储体系及索引结构的研究[D];中国铁道科学研究院;2011年
2 张泽宝;空间数据库的索引技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
3 董道国;高维数据索引结构研究[D];复旦大学;2005年
4 闫莺;多数据类型的数据流查询处理及优化[D];复旦大学;2008年
5 阳国贵;对象关系数据库中若干关键技术的研究[D];中国人民解放军国防科学技术大学;2000年
6 雷向欣;XML索引和过滤查询若干关键技术研究[D];复旦大学;2005年
7 戴东波;序列数据的相似性查询研究[D];复旦大学;2009年
8 刘良旭;移动对象数据库中时空数据管理若干关键技术研究[D];东华大学;2008年
9 苏亮;数据流分析关键技术研究[D];国防科学技术大学;2008年
10 程起敏;基于内容的遥感影像库检索关键技术研究[D];中国科学院研究生院(遥感应用研究所);2004年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 孙冬璞;基于时空数据库的轨迹最近邻索引的研究[D];哈尔滨理工大学;2007年
2 邱伯仁;生物序列的索引研究及其应用[D];复旦大学;2009年
3 陈波;XML文档数据查询技术研究[D];山东大学;2005年
4 林恩爱;基于聚类的分层索引结构在图像检索中的应用研究[D];北京交通大学;2006年
5 钟细亚;时空数据库索引技术研究[D];华中科技大学;2006年
6 朱清华;支持XML数据更新的编码方案与索引技术研究[D];湖南师范大学;2009年
7 黄影;生物序列索引结构构造算法研究[D];西安电子科技大学;2009年
8 张明;基于索引结构的代谢网络比对算法研究[D];西安电子科技大学;2010年
9 卢超;时空数据存储与索引结构的设计与实现[D];华中科技大学;2004年
10 包永伟;交通路网中移动对象组合索引结构研究[D];西南大学;2013年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026