集群環(huán)境下內存空間數(shù)據(jù)庫查詢技術研究.pdf

1、空間數(shù)據(jù)獲取能力的提升，使得空間數(shù)據(jù)的時空分辨率不斷提高，空間數(shù)據(jù)規(guī)模急劇增長。與此同時，基于位置的空間信息應用呈現(xiàn)爆炸式增長的態(tài)勢。在此背景下，海量的空間數(shù)據(jù)提供了豐富的應用支撐能力，但大數(shù)據(jù)量以及高并發(fā)的讀寫請求也給空間數(shù)據(jù)庫帶來了新的巨大挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)的空間數(shù)據(jù)庫受磁盤訪問速度以及ACID特性的限制，難以應對這種大規(guī)模、高并發(fā)的應用，而計算機集群及大容量內存為空間數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)支撐這種應用提供了新的硬件基礎。為提高空間數(shù)據(jù)庫的查詢性能，基

2、于高性能集群環(huán)境，以NoSQL內存數(shù)據(jù)庫為基礎，對如何在集群分布式內存中進行空間矢量數(shù)據(jù)的高效存儲與檢索進行了研究。
　　分析比較了NoSQL內存數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)存儲模型、并發(fā)處理性能和適用場景，研究了空間擴展的可行性，為實現(xiàn)基于內存數(shù)據(jù)庫的高效空間查詢處理提供實驗數(shù)據(jù)支撐。
　　基于key-value存儲結構設計實現(xiàn)了集群分布式內存中的矢量數(shù)據(jù)分層組織模型，提出了基于Geohash空間編碼的空間數(shù)據(jù)劃分策略，保證了空間鄰近的數(shù)據(jù)

3、相近存儲。
　　針對Geohash無法直接表達矢量線、面要素編碼的問題，提出了一種自適應的空間編碼方法，能有效兼顧編碼的精確性與編碼冗余性。基于自適應空間編碼，設計實現(xiàn)了適用于內存空間數(shù)據(jù)庫的高效、易于維護的空間索引結構。
　　在以上研究的基礎上，基于內存數(shù)據(jù)庫Redis進行空間擴展，實現(xiàn)了一個集群環(huán)境下內存空間數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)Spedis，并與開源空間數(shù)據(jù)庫PostGIS進行了查詢性能對比，實驗表明Spedis具有優(yōu)于傳統(tǒng)空間數(shù)