提高空中交通管制GIS数据查询速度的方案研究

为了提高现有空中交通管制(ATC)地理信息系统(GIS)数据查询的速度,提出了一种基于STR packed R树索引的空管GIS数据查询方案.该方案主要是利用建立STR packed R树索引来执行数据查询,取代现有系统遍历整个模型的方法.为进一步提高R树索引的查询性能,采用图元细分和分层索引两种方式降低R树结点间的交叠面积,并且分析并选择了合适的R树结点分支因子.在空管GIS上的实验结果表明,该方案有效提高了数据查询的速度.     

应用改进的区域划分算法提高虚拟加工的可视化仿真速度

将显示平面分成多个区域,对组成场景模型的三角面片按区域进行重组,仿真时仅对图形发生变化的区域进行重绘.着重探讨了三角面片区域判定、虚拟场景部件遍历及重绘区域判定三个方面的问题,并给出了详细的改进算法.此外,文中还就区域粒度对算法性能的影响作了实验分析.该算法已应用于虚拟加工原型系统VMS中,显著地提高了加工仿真的速度.     

基于Hilbert曲线的近似k-最近邻查询算法

在低维空间中R树的查询效率较高,而在高维空间中其性能急剧恶化,降维成为解决问题的关键。利用Hilbert曲线的降维特性,该文提出基于Hilbert曲线近似k-最近邻查询算法AKNN,分析近似k-最近邻的误差。实验结果表明算法在执行时间上优于线性扫描和基于R树最短优先查询算法,近似解的质量较好。     

基于Flex的WebGIS注记控件研究

在基于Flex的网络地理信息系统中,注记绘制操作会严重影响地图的绘制速度。针对该问题,通过分析比较Flex中6种可以显示注记的控件,得出TextField控件的效率最高,但绘制大量文字时效果不理想,据此对TextField的标准绘制用法进行改进。实际应用结果表明,改进方法的重绘效率提高了12倍~18倍。     

一种基于空间层交分解的Hilbert码生成算法

基于Hilbert空间填充曲线的Hilbert空间排列码是一种优秀的线性映射方法,故在空间查询与索引中得到广泛应用,传统的Hilbert排列码算法是基于Morton码上的二进制位操作,复杂度为O(n^2),在Hilbert空间填充曲线的空间层次发分解特征的基础上,提出了一种新的Hilbert排列码生成算法,即通过栅格空间层交分解与构造区域状态转移向量,以递归的方式来生成Hilbert码,其复杂度为O(n),较之传统算法显著地提高了效率,在此基础上,结果点特征空间区域查询方法,又进一步阐述了以Hilbert空间排玛码作为地址码的二叉平衡排序树空间索引方法的应用特点,并结合实例进行了讨论。     

空间数据在嵌入式导航系统中的索引

研究了基于嵌入式Linux平台电子地图数据的空间索引,介绍了空间索引的基本方法。通过分析常见的空间索引算法如B树、R树、四叉树等算法的特点,结合嵌入式电子地图数据特点,设计了基于Hilbert编码的格网空间数据索引机制,并改进了格网索引的数据结构,从而提高了索引效率;并使用嵌入式数据库SQLite管理空间数据,达到了预期效果。     

三维Hilbert曲线在图像置乱中的应用

研究三维Hilbert曲线基元在空间中的24种形态,提出一种基于基元分形走向的n阶三维Hilbert曲线生成算法,将图像像素点存入到一个空间立方体数组中,按三维Hilbert曲线遍历顺序对空间立方体中的像素点进行顺序扫描存储,从而实现图像置乱处理。实验结果表明,相比二维Hilbert曲线,三维Hilbert曲线置乱具有更强的图像置乱度和更高的图像加密安全性。     

基于聚类的Hilbert R-树空间索引算法

R-树适合于动态索引,但空间重叠大,而Hilbert R-树也不能有效降低节点覆盖和交叠,直接影响R-树的查询效率。为适应大量的GIS查询应用需要,提出对Hilbert R-树节点进行聚类的索引算法,较好地解决相邻数据的聚类存放,使叶节点MBR面积减小,内部节点交叠降低,并对该算法进行实验测试和性能分析,结果表明该算法具有较高的查询效率。     

一个室内清洁机器人的区域遍历与地图绘制

本文针对室内清洁机器人的区域遍历问题，提出了一种地图绘制的方法：该方法基于栅格地图表示环境，对环境地图进行分区，通过自由区域联结图广度优先搜索及深度优先遍历（WSDC）形成方形区域遍历顺序，对机器人探测环境的路线进行导航。实验研究表明栅格地图表示环境对于区域划分与区域遍历更有效：采用WSDC算法产生的区域遍历顺序导航机器人运动，可以减少机器人的运动距离，提高工作效率。     

基于R＋树的地图叠加分析双重循环算法

地图叠加是非常重要的 GIS空间分析功能之一 ,为此 ,提出了一种新的基于 R 树空间索引的矢量地图叠加分析双重循环算法 ,首先采用多边形穷举求交方法计算出线段相交点 ;然后运用引入、引出交点交替配对的叠加结果弧线段生成原则 ,进一步实现了面面叠加和线面叠加的双重循环算法 ;最后引入 R 树空间索引对空间数据的高效存取机制 ,对算法进行改进 ,进一步提高了计算速度 .实践结果表明 ,该算法快速、有效 ,具有较强的应用价值 .     

MSCR树：一种移动终端电子地图索引结构

现有空间数据索引结构并未同时考虑移动终端电子地图的多比例尺特性及嵌入式设备性能的限制,造成对大区域进行空间查询操作时装载开销过大。深入分析了多种空间索引结构的特点,提出一种新的空间索引结构——MSCR树索引结构,该结构将多级地图中的空间元素线性化,同时以压缩的方式存储空间元素外包矩形数据以提高数据读写效率。实验表明,MSCR树算法有效地提高了查询性能与空间利用率。     

导航数字地图数据组织方法和预取策略探讨

成本、环境因素、数据特性和应用特性使得有效实现汽车导航系统的地图显示成为一项挑战。为解决这些问题，本文从数据组织和数据缓冲角度，提出了分级数据组织、分级预取策略和基于启发信息的预取策略，并简要介绍了得到实用验证的多级Hilbert-R-Tree索引。     

基于栅格的R树更新缓存与批处理机制

根据对象分布相对稳定的特点,选择与固定栅格对应的、代表对象分布情况的部分叶子节点作为容纳新记录的种子节点,新记录可直接与种子节点合并而无须遍历R树。随机选择部分无法合并的记录作为种子记录,对活动记录进行简单有效的分组,以插入种子记录的代价实现批量插入。上述2种方法考虑了R树的空间聚簇特性,可在一次更新中完成多项插入与删除,减少了对节点的写操作及对R树的遍历次数。实验证明,该机制在降低索引维护I/O开销的同时保证了查询效率。     

空间资源索引与top-k查询研究

以空间资源索引结构R-tree为基础, 考虑人们对空间资源能力指标的要求, 利用道路网络模型进行空间距离的计算, 提出了一种包含能力维度信息的空间资源索引结构和top-k查询算法, 并与传统遍历算法进行对比实验, 验证了查询算法的有效性。     

一种加快WebGIS服务器响应速度的空间索引

WebGIS服务器向用户提供电子地图浏览服务.每一个请求/响应回合,服务器端都进行着具有多尺度特性的成批式数据访问.多尺度特性是指地图比例尺决定着地图显示内容的详略.基于R-tree的数据访问方法与多尺度性和成批性不相适应,存在"同级要素弱簇聚"和"I/O粒度偏小"两大问题,绘图数据访问效率不高.提出的多级R-tree能够解决上述两个问题.来自实验的统计数据表明,对于区域查询,基于多级R-tree的访问方法的效率明显高于基于R-tree索引的访问方法.使用多级R-tree能够有效地提高WebGIS服务器的响应速度.     

改进聚类的索引建立方法研究

传统的基于网格与密度的聚类方法需要用户输入间隔距离和密度阀值参数,聚类的结果不平滑,不能很好地判断边界对象的网格归属。提出了一种自动根据对象的数量确定间隔的距离和聚类的数量的聚类方法,合理地将对象进行聚类划分,并将聚类的结果构建Hilbert R-tree索引,通过实验表明算法在建立时间和其他性能上均优于传统的Hilbert R-tree索引。     

无线广播环境下的空间范围查询处理

为实现无线广播环境下快速且低能耗的空间范围查询,提出了一种基于网格空间索引的范围查询处理算法(RQGSI)。该算法在服务器端对空间数据对象建立网格空间索引以缩短调谐时间,并按Hilbert曲线填充顺序对划分后的网格进行调度以优化访问时间;在客户端设计了查询处理算法对数据对象进行过滤和剪枝;最后,通过模拟实验验证了RQGSI算法的性能。实验结果表明,RQGSI算法比基于R树的索引(RI)算法在调谐时间上降低约10%,在访问时间上降低约8%,RQGSI算法可以实现更快且更低能耗的范围查询。     

空间数据库引擎的R树索引

介绍了空间数据库引擎(SDBE)的R树索引结构，给出系统使用R树索引的方式，并描述了利用R树索引实现最近邻居查询的分支—限界算法，包括代价函数及其上、下界函数的定义，以及算法的伪码形式。