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一种分布式空间数据库引擎的设计与实现

刘琳婷  
【摘要】:空间数据库引擎是以传统数据库为基础来存储空间数据的程序,是用于地理的信息系统的核心组成部分,空间数据库引擎一直以来都是空间信息领域主要的研究热点,而在这个研究热点中,对于分布式的空间数据库引擎的研究又是其主要研究发展方向,因此实现一款精简的分布式空间数据库引擎(Distributed Spatial Database Engine, DSDE)对实现分布式地理信息系统的研究具有重要的理论和实践意义。 本文首先研究了空间数据库引擎的若干关键技术(包括空间数据模型、空间数据存取、空间索引、分布式管理等技术),然后在这基础上设计实现了一款分布式空间数据库引擎,相对于传统的空间数据库,本文设计的分布式数据库系统能更方便地实现空间数据的操作和用户共享,也具有更强的分布式性能。本文工作主要包括以下部分: (1)空间数据模型、数据结构的设计。本文首先研究了空间数据模型,然后在此基础上为本文的分布式空间数据库引擎设计了独有的空间数据模型。 (2)空间数据存取方式的改进。以空间数据模型为基础,设计相应的结构化数据表,一体化存储空间数据的几何数据和属性数据,并统一由关系型数据库管理系统管理存入的数据。 (3)空间索引的构建。为了提高了空间数据检索和查询的效率,本文分别对矢量数据和栅格数据设计了相应的索引结构,优化改进了网格索引和R-tree索引两种空间索引。 (4)分布式管理模式设计。空间数据库引擎的空间分布性特点决定了分布式数据库引擎以后的发展方向为分布式网络,这是因为分布式网络在提高数据传输效率和加强数据的安全性方面均具有很大的优势。本文的分布式空间数据库引擎在并发控制、空间数据的划分、负载均衡、异步缓冲机制等方面均进行了优化设计。


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