基于非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)的大規(guī)模天文星表數(shù)據(jù)存儲(chǔ)研究.pdf

1、近年來(lái)，隨著天文觀測(cè)的發(fā)展，天文學(xué)家迎來(lái)了越來(lái)越大規(guī)模的天文科學(xué)數(shù)據(jù)。其中，天文星表數(shù)據(jù)作為天文學(xué)中的元數(shù)據(jù)，如何對(duì)其進(jìn)行高效地存儲(chǔ)和利用是一項(xiàng)難題。本文基于非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了面向天文星表數(shù)據(jù)的高性能存儲(chǔ)系統(tǒng)，并對(duì)星表數(shù)據(jù)利用中非常重要的交叉證認(rèn)過(guò)程和星表數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)進(jìn)行了研究和優(yōu)化。
　　通過(guò)對(duì)天文研究中星表數(shù)據(jù)的利用情況進(jìn)行研究和分析，本文設(shè)計(jì)了天文星表數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)。系統(tǒng)為用戶提供了進(jìn)行星表數(shù)據(jù)交叉證認(rèn)和星表數(shù)據(jù)庫(kù)查

2、詢的功能。按照分層次的架構(gòu)設(shè)計(jì)，系統(tǒng)可以分為接口層、中間層、操作層、數(shù)據(jù)層。系統(tǒng)的層次之間在實(shí)現(xiàn)上相互獨(dú)立，僅通過(guò)封裝的接口進(jìn)行交互，并通過(guò)接口層為用戶提供了方便易用的外部使用或程序調(diào)用接口。
　　交叉證認(rèn)是天文研究中進(jìn)行數(shù)據(jù)融合的基本手段。結(jié)合實(shí)時(shí)交叉證認(rèn)的基準(zhǔn)表需要被頻繁查詢的特點(diǎn)，將基準(zhǔn)表存儲(chǔ)在內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù)Redis中，并借助有序集合實(shí)現(xiàn)了Healpix的數(shù)據(jù)索引。通過(guò)與實(shí)際使用中的以MySQL內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)現(xiàn)的實(shí)時(shí)交叉證認(rèn)對(duì)比

3、，本文中實(shí)現(xiàn)的交叉證認(rèn)方法在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)達(dá)到千萬(wàn)條星源以上的數(shù)據(jù)規(guī)模后，性能明顯占優(yōu)。
　　天文星表數(shù)據(jù)庫(kù)是天文學(xué)家在進(jìn)行日常研究時(shí)經(jīng)常需要使用的一項(xiàng)工具。但目前多數(shù)以關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)為基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)的天文星表數(shù)據(jù)庫(kù)在數(shù)據(jù)插入和查詢性能上非常不盡如人意。天文星表數(shù)據(jù)庫(kù)最主要的使用方式是進(jìn)行（赤經(jīng)，赤緯，半徑）的空間范圍查詢。通常的做法是通過(guò)Healpix天區(qū)分塊并在此之上建立索引將該問(wèn)題轉(zhuǎn)化為單一字段上的范圍查詢。在此基礎(chǔ)上，本文利用分布式Mo