空間數(shù)據(jù)庫(kù)的索引技術(shù)研究.pdf

1、空間索引技術(shù)是空間數(shù)據(jù)庫(kù)領(lǐng)域中的一個(gè)重要的研究?jī)?nèi)容,索引的性能將直接影響數(shù)據(jù)庫(kù)的性能,且數(shù)據(jù)的檢索和查詢是應(yīng)用最多的操作。為了提高查詢的速度,必須建立高效的空間索引結(jié)構(gòu)支持相關(guān)的操作,空間索引技術(shù)經(jīng)歷了多年的研究和發(fā)展,形成了一套較完整的體系結(jié)構(gòu),但由于空間數(shù)據(jù)的海量性、復(fù)雜性和多樣性的特點(diǎn),對(duì)索引結(jié)構(gòu)提出了更高的要求,對(duì)空間數(shù)據(jù)庫(kù)中索引結(jié)構(gòu)的研究成為一個(gè)研究的熱點(diǎn)問(wèn)題,如何建立高效的索引結(jié)構(gòu)、提出有效的查詢處理算法是迫切的研究課題。本

2、文從空間索引的建立和基于索引的空間對(duì)象查詢兩個(gè)方面進(jìn)行了研究,提出了一些較為有效的解決方法。
　　 針對(duì)現(xiàn)有的索引方法不能較好的保持空間數(shù)據(jù)的映射相關(guān)性,相鄰的空間對(duì)象不能存儲(chǔ)在索引中相近的結(jié)點(diǎn)上,引入了批量加載的方法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理,在分析影響空間索引性能的指標(biāo)因素的基礎(chǔ)上,對(duì)相對(duì)變化不多的靜態(tài)數(shù)據(jù),提出了一種靜態(tài)的批量加載方法,減少索引覆蓋區(qū)域的大小,通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)算法進(jìn)行了驗(yàn)證,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,提出的方法獲得較好的空間利用率,性

3、能較以前算法有了改善和提高。
　　 空間索引結(jié)構(gòu)要隨著數(shù)據(jù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)的調(diào)整,動(dòng)態(tài)索引結(jié)構(gòu)的創(chuàng)建本質(zhì)是聚類問(wèn)題。對(duì)已有的聚類算法的分析,引入基于網(wǎng)格和密度的聚類算法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行聚類,改進(jìn)了原有聚類算法中的一些缺陷,將對(duì)象按照聚簇進(jìn)行劃分,通過(guò)兩級(jí)的索引機(jī)制進(jìn)行組織索引,每個(gè)聚簇都建立各自的索引結(jié)構(gòu),通過(guò)全局的R樹索引結(jié)構(gòu)建立整個(gè)索引,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,提出的算法進(jìn)一步提高了索引的時(shí)間和空間復(fù)雜度。
　　 針對(duì)現(xiàn)有的基于方向關(guān)系模型

4、的查詢處理過(guò)程,在過(guò)濾階段不能獲得較好的過(guò)濾結(jié)果,導(dǎo)致求精步驟的時(shí)間復(fù)雜度較高。根據(jù)對(duì)象MBR之間的方向關(guān)系的定義,在過(guò)濾和求精步驟之間插入一個(gè)中間步驟,根據(jù)參考對(duì)象落在空間區(qū)域的不同劃分,判斷目標(biāo)和參考對(duì)象的方位關(guān)系,通過(guò)對(duì)所有的可能組合的情況進(jìn)行分析,給出了解決方法,實(shí)現(xiàn)了更好的過(guò)濾候選對(duì)象目的,減少進(jìn)入求精步驟的數(shù)據(jù)對(duì)象,從而提高了基于方向關(guān)系的查詢速度。通過(guò)實(shí)例對(duì)提出的方法進(jìn)行了分析,性能有了很大的提高,驗(yàn)證了算法的有效性,又通

5、過(guò)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,算法在查詢時(shí)間和I/O訪問(wèn)上均都有了提高。
　　 針對(duì)在近鄰查詢中參考對(duì)象被簡(jiǎn)化為一個(gè)點(diǎn),使得查詢的結(jié)果受到一定程度的影響,且現(xiàn)有的k近鄰的查詢算法不能很好的處理對(duì)象之間近鄰查詢的問(wèn)題。提出了基于等距離線的k近鄰查詢算法,給出了更準(zhǔn)確的過(guò)濾邊界值和對(duì)象之間的距離定義,提出了新的剪枝策略,減少了計(jì)算實(shí)際對(duì)象距離的計(jì)算量,通過(guò)實(shí)例和實(shí)驗(yàn)對(duì)算法進(jìn)行了分析和驗(yàn)證,分析的結(jié)果表明,算法有較好的過(guò)濾性能,能夠提