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.     

KDT树:一种多维空间数据索引结构

通过扩展KD树索引结构,提出了一种新的多维空间数据索引结构——KDT树,给出了数据结构和算法描述,并通过与当前流行的空间数据索引结构——R树的对比,对其性能进行了测试与评估。实验表明,作为一种主存索引结构,KDT树在时间效率方面明显优于R树,并且此种优势随着索引记录数量的增多而越加明显。此外,KDT树亦能较好地解决常规KD树在索引占据一定空间范围的空间对象(如:线、面、体等)时存在的问题。     

一种基于网格与R树的多级混合索引

结合网格索引和R树索引的特点,提出了一种基于网格与R树的多级混合索引.该方案首先将矩形地理空间进行粗网格划分建立多级网格索引.然后针对每个小网格建立基于R树的空间索引.详细讨论了该索引的结构、建立算法、删除算法以及应用该索引的检索算法,并进行了算法分析.与网格索引和R树索引相比,该索引以略大的空间开销换取了更高的查找性能.     

基于KD树和R树的多维云数据索引

针对云存储系统大多基于键值对模型存储数据,多维查询需要对整个数据集进行完全扫描,查询效率较低的问题,提出了一种基于KD树和R树的多维索引结构(简称KD-R索引)。KD-R索引采用双层索引模式,在全局服务器建立基于KD树的多维全局索引,在局部数据节点构建R树多维本地索引。基于性能损耗模型,选取索引代价较小的R树节点发布到全局KD树,从而优化多维查询性能。实验结果表明：与全局分布式R树索引相比,KD-R索引能够有效提高多维范围查询性能,并且在出现服务器节点失效的情况下,KD-R索引同样具有高可用性。     

R树家族的演变和发展

近年来,针对空间数据库索引的研究引起了人们越来越多的兴趣和关注．为了快速、有效地处理存储于空间数据库中的海量空间数据,专家学者提出了大量的基于磁盘的空间索引方法．其中,1984年由Guttman提出的R树是目前最流行的动态空间索引结构,广泛应用于原型研究和商业应用中．其后,人们在此基础上针对不同空间运算提出了不同改进,经过20年的发展,不断产生的R树变体逐渐形成了一个枝繁叶茂的空间索引R树家族．该文回顾了R树及其各种主要变体;描述了基于R树的各种批量操作、空间查询处理算法、查询代价模型及查询优化过程;介绍了基于R树的并行处理、并发控制与锁定策略等方面的进展;并且分析了R树的未来研究方向．     

ATC-GIS数据插入方法的研究和改进

现有ATC-GIS采用one-by-one的插入方式将海量新数据插入R树索引中,效率较低,并且不能较好地维护R树查询性能。针对该问题,研究并设计一种基于SCB方法的改进数据插入方法,采用种子树指导聚类并构建输入R树来批量插入新数据,利用再压缩过程优化R树结构,通过实验比较选择STR压缩算法构建输入R树。在ATC-GIS上的实验证明,改进后的方法在插入时间和查询效率的维护方面优于现有系统。     

R*-树空间索引的优化研究

针对大型空间数据库应用的需求及己有空间索引技术的不足，在论述R-树及R*-树索引技术的相关概念、数据结构、算法描述及性能分析的基础上，提出了一种改进的R*-树空间索引结构。研究结果表明：改进后的R*-树与原始的R*-树相比具有更高的性能。     

基于受限移动对象当前及将来时刻检索的时空索引结构研究

在给定的空间及时间范围内,如何构建高效的时空索引结构,以实现对移动对象快速有效的检索,是实现定位服务、智能交通、数字化战争等诸多应用中所迫切需要解决的问题.本文依据移动对象的运动特点,提出了一种面向当前及将来时刻快速更新及有效检索的索引结构—PQR树.PQR树是综合PMRQuad树和R*树的结构,首先依据道路分布用PMRQuad树将移动对象的索引空间实行粗略的层分割,将所有快速移动对象与道路相关联.然后用R*树索引分布在各个子空间块内的类静止对象.实验结果表明PQR树具有良好的更新和查询性能.     

面向实时定位系统的位置区域索引

在移动应用领域中,移动对象实时位置的区域查询在整个系统的分析、决策、预测等方面具有重要的作用.采用射频识别技术进行定位识别的实时定位系统具有对象分布区域化、不同子区域对象分布密度不均匀等特点.基于这些特点,提出了一种新的面向实时定位系统的区域索引机制,用以提高移动对象实时位置的区域查询的性能.该索引机制根据系统中对象的分布情况进行区域划分,利用R树对划分区域进行索引,并根据每个划分子区域对象的分布密度,用不同密度的网格索引位于该区域内部的对象的位置;同时进一步对提出的索引结构进行缓存感知的优化.实验结果表明,当对象分布不均时,该索引具有比R树和网格更优的区域查询性能,同时保持了良好的更新性能.     

一种用于空间数据多尺度表达的R树索引结构

针对现有R树无法支持空间数据多尺度表达的问题,提出了一种用于空间数据多尺度表达的R树变形索引结构:(1)允许空间对象出现在非叶结点上;(2)利用树的深度反映空间分辨率的变化,提供分辨率维的支持;(3)树的分支结构考虑对自动制图综合算法的支持.分析了该变形R树索引结构的空间数据多尺度查询过程,并着重对该索引结构生成算法中的约束条件、插入算法和分裂算法进行了讨论.针对相同数据源,使用该方法与基于四叉树的空间数据多尺度索引方法进行了对比实验,结果表明,该索引方法能有效检索多分辨率形式组织的空间数据,具有综合结果记忆功能,效率明显.     

基于动态R-树结构的DDM区域匹配算法

分析了传统数据分发管理(DDM)匹配方法,结合空间索引技术的特点,提出了一种动态R-树区域匹配方法,通过建立R-树对公布和订购区域进行组织管理,并在R-树上实现订购区域与公布区域的匹配搜索。仿真实验结果表明,选取适当参数M,可减少动态R-树DDM匹配算法的时间开销,达到较优性能。     

一种极小化覆盖的空间索引结构——MCSI-树

以缩小各层节点覆盖为目标,运用数据空间分割技术,结合二叉树和R-树思想,提出一种空间数据索引结构——MCSI-树。在该结构中,空间数据之间的拓扑关系得到记载,各层节点的覆盖明显减少,查询区域减小,使区域查询速度得到提高。给出MCSI-树的建立算法及算法的正确性、可终止性证明及时间复杂度,并给出节点插入算法。     

MOQ-QR:基于QR-树的连续K近邻查询算法研究*

综合分析了R-树和四叉树在处理移动对象的连续K近邻（简称CKNN）查询算法中的不足,提出了一种基于R树和四叉树索引结构,去解决移动对象连续K近邻查询算法。该算法通过对移动对象分配静态空间,并在研究区域内利用QR-树和hash表作为索引去存储移动对象以此计算查询点与移动对象之间的空间距离。实验证明,该算法与现有算法相比,不仅提高了数据的查询效率,而且降低了系统资源的消耗。     

一种结合空间聚类算法的R树优化算法

研究R树特点,考虑了离群点对R树结点构造的影响,结合改进的k-medoids聚类算法提出了一种新的R树构造算法。与传统R树相比,新算法下构造的R树结点更加紧凑。通过实验证明,该优化算法构造的R树在查询性能方面的改进是明显的。     

数据分发管理匹配算法的R-树实现

数据分发管理（DDM）是高层体系结构（HLA）接口规范的6类服务之一，高效的区域匹配算法是DDM研究的重点和难点．当前的多种匹配算法往往只适用于特定的应用环境，且效率不够理想．R-树法是在空间索引技术的基础上提出的一种新的匹配算法，该方法用R-树对DDM区域的矩形进行组织，并利用Hash索引对其叶结点的组织方式进行了改进．实验结果表明R树法可有效减少动态DDM的维护开销，提高分布交互仿真的实时性,通过调整R-树的相关参数，可以进一步改善匹配算法的性能．     

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。     

QR-树:一种基于R-树与四叉树的空间索引结构

提出了一种基于R-树与“四叉树”空间层次划分的空间索引结构QR-树,给出了其数据结构和算法描述。实验证明:与R-树相比,QR-树以略大(有时甚至略小)的空间开销代价,换取了更高的性能,且索引目标数越多,QR-树的整体性能越好。     

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。     

一种有效的混合空间索引机制

论文结合网格索引和R树索引的特点,提出了一种基于粗分网格和聚类R树的混合索引方案(HSIBGR)。该方案首先将矩形地理空间进行粗网格划分建立一级索引,然后针对每个小网格建立基于R树的二级索引,采用聚类技术处理溢出R树结点的分裂。论文还对HSIBGR索引机制进行了理论分析和实验验证,结果表明HSIBGR索引机制能有效地减少存储开销,提高检索效率,具有良好的性能。