基于直方图的空间查询选择率估计研究

空间查询优化是空间数据库中的关键问题之一,以查询代价估算为基础的查询优化技术是提高查询效率的一种重要方法,而估算代价的主要问题是估算查询结果(选择率)的大小。针对空间数据库中最常用的两种查询—空间选择和空间连接,阐述了几种主要用于查询选择率佑计的直方图算法,并对各算法的优缺点做了分析,最后对空间查询选择率估计的研究方向进行了展望。     

基于查询优化器的分布式空间查询优化方法

为了实现分布式空间数据库之间的互操作,需要对分布式查询进行优化处理,这种查询处理指的是在任何一个数据处理语句中它访问的是各个节点的数据而不是仅仅对发起查询的节点。提出了一种查询优化器的体系结构,针对上述查询最优化做了详细的讨论,着重讨论包含空间选择和连接的复杂空间查询。建立了典型的空间数据库的案例程序,通过分析表明,带有过滤和修正的查询优化器在时间与空间上的效率优势比较明显,获得了具有参考价值的结果。     

空间数据库中连接运算的处理与优化

空间数据库的性能问题严重制约了它的应用与发展 .由于空间连接运算是空间数据库中最复杂、最耗时的基本操作 ,因此其处理效率在很大程度上决定了空间数据库的整体性能 .尽管目前已经有许多空间连接算法 ,但空间连接运算的代价估计和查询优化仍然有待进一步研究 .众所周知 ,大部分空间连接算法都是基于 R树索引实现的 ,如果参与空间连接运算的关系上没有索引或只有部分索引 ,那么就需要使用特殊的算法来处理 .另外 ,各种算法的代价评估模型需要一个相对统一的计算方法 ,实践证明 ,根据空间数据库的实际情况 ,使用 I/ O代价来估计算法的复杂性较为合理 .在此基础上 ,针对复杂的空间查询中可能出现多个关系参与空间连接运算的情况 ,故还需要合理地应用动态编程算法来找出代价最优的连接顺序 ,以便最终形成一个通用的算法框架 .通过对该算法框架的复杂性分析可以看出 ,在此基础上实现的空间数据库查询优化系统将具有较高的时空效率 ,并且能够处理非常复杂的空间查询     

一种并行多路空间连接处理方法

空间连接查询是最耗时,最重要的空间查询、空间多路连接是涉及多个空间关系的连接查询,顺序空间连接查询的效率还是不能令人满意,研究利用并行机制提高空间连接查询效率成为有吸引力的方向,并行空间连接处理由三个阶段组成;任务创建,任务分配和任务并行执行,本文提出一种新的平面扫描方法用于多路并行处理的任务创建过程,随机提出基于花费估计的动态任务分配策略,给出了花费模型,并将其推到处理多路并行连接查询处理以实现负荷平衡。     

XML查询结构连接顺序选择算法分析与优化

如今对XML查询的优化是对XML的热点研究方向。其中的结构连接操作是XML数据库查询的主要操作。和关系数据库中的连接运算一样，结构连接顺序的选择是XML数据库查询优化的核心。文中主要通过对XML查询优化中各种选择连接顺序算法的研究，提出了一种优化的算法，在规模较大的XML，查询中能够有效缩减搜索空间，提高效率。     

基于通用空间连接图的适应性多元空间连接查询

标准地理数据服务拓展了传统地理信息系统的应用领域和范畴,面向地理数据服务的集成查询处理技术成为空间信息领域新的研究热点。多元空间连接查询是最为基础的空间信息查询之一,论文研究了面向地理数据服务的集成多元空间连接查询处理技术,提出了利用通用空间连接图模型来表达任意的多元空间连接查询,并在该模型的基础上给出了多元空间连接查询的处理框架,最后给出了不同层面上查询优化策略。     

一种空间数据挖掘查询索引的研究及应用

从数据库技术角度出发,对空间数据挖掘查询的数据库支持技术和空间数据挖掘系统与GIS数据库的集成技术进行了研究;首先介绍了空间数据挖掘与GIS的关系,及目前在该领域存在的一些问题和缺陷;然后提出了一种支持空间数据挖掘查询的索引和数据访问方法——距离方向连接索引(Distance-Direction associated Join Indices,DDJI),并给出了基于这种索引技术的空间数据挖掘算法及实现技术,研究了基于DDJI的各种空间数据挖掘算法的统一实现技术;实验研究证明,与传统方法相比,DDJI的实现方法在性能上具有较大优势。     

基于Kd树递归区域划分的分布式空间连接查询

随着空间信息应用需求的不断增长,分布式空间查询处理已经成为空间数据库领域一个重要的研究问题,其中应用最广也是最复杂的一类查询是分布式空间连接查询,分布式空间连接操作的计算代价与传输代价都非常高。目前处理该问题的策略大都要求空间数据集上存在索引并且对数据分布敏感,然而在某些情况下,这个前提并不存在。面对这个问题,本文提出一种基于Kd树递归区域划分的分布式空间连接策略,该策略以最小化网络数据传输代价为目标,基于任务分治的思想对连接区域进行递归划分。实验表明,该策略在不同数据分布情况下均优于传统查询策略,能有效地减小网络传输代价,表现出较好的性能。     

多路R树连接的加权处理

空间连接运算是空间数据查询中最重要、最耗时的基本操作之一,其中基于R树的空间连接(RJ)被认为是一种高效的处理机制,但在空间连接的精化阶段处理复杂的空间数据时需要很大的系统开销。基于MBR及直接查询谓词,提出了一种加权处理方法,并扩展了R树结构及MRJ算法。从而优化了多路R树连接的筛选处理,能得到更加有效的候选集;同时,减少了磁盘访问次数,可节省CPU及I/O的时间开销。还通过应用实例验证了其在空间数据库查询优化方面的优势。     

基于R树的方向关系查询处理

方向关系描述了对象间的空间顺序关系.近年来,方向关系查询处理逐渐受到空间数据挖掘和地理信息系统等空间数据库应用领域研究者的关注.方向关系查询处理需要执行方向连接操作,目前有关空间连接的研究主要集中在拓扑关系和距离关系方面,而较少考虑方向关系.研究了基于R树的方向关系查询处理方法,定义了四元组模型表示对象MBR间的方向关系,提出了基于R树的处理方向关系查询过滤(filter)步骤的方法,并将提炼(refinement)步骤细化为3种不同的操作.所提出的方法能够高效处理任意对象间的方向关系查询.考虑到空间数据挖掘中方向关系查询通常是在满足一定距离约束条件的对象之间进行,还提出了一种同时利用方向和距离约束限制R树搜索空间的查询处理算法.实验证明,与不利用R树的方向关系查询处理方法相比,所提出的方法在I/O开销和CPU开销两方面都具有很高的性能.     

空间数据的表示方法研究

为了提高空间数据的表示和处理能力，对空间对象进行准确的描述是非常必要的。根据空间对象的四类内在属性，设计出了能够准确表达空间对象的空间语义规则。通过用空间本体表示空间数据和用空间分类法对空间数据进行分类，将以往的空间数据处理提升为知识发现，从而提高了空间信息查询的查准率。     

空间数据库中离群点的度量与查找新方法

如今查找离群点的方法有以下两类：第1类方法是面向统计数据库，把各种数据都看成是多维空间，没有区分空间维与非空间维的方法；第2类方法是面向空间数据库，区分空间维与非空间维的方法。目前提出的方法大多数是第1类方法，由于这类方法在空间数据库中直接应用可能产生错误的判断或找到无意义的离群点，而已有的第2类方法又查找效率太低或不能查找局部离群点，为此提出了一个新的基于邻域的离群点度量方法——空间偏离因子，这种方法面向空间数据库，不但可区分空间维与非空间维，并可以找到局部或全局的离群点；同时提出一种与邻域划分相结合的快速查找算法。理论分析表明，该方法是合理的。真实数据与模拟数据的实验也再次验证了这个模型与算法的可行性。     

空间方向关系描述模型及其GIS应用分析

空间方向关系建模是一个属于空间认知范畴的研究问题。近20年来,该研究问题受到来自计算机、人工智能、机器人以及地理信息科学等领域的众多学者们关注,提出了许多形式化描述模型。首先阐述了方向关系描述框架、表达形式、基本性质以及影响方向关系描述的主要因素。然后,重点回顾及评价了一些较有代表性的方向关系建模方法及其在GIS空间查询、分析、推理中的应用,指出了其中存在的一些主要问题。最后,展望了方向关系模型及其应用中有待进一步研究的若干相关工作。     

Logical Representation of a Conceptual Model for Spatial Data Warehouses

The MultiDimER model is a conceptual model used for representing a multidimensional view of data for Data Warehouse (DW) and On-Line Analytical Processing (OLAP) applications. This model includes a spatial extension allowing spatiality in levels, hierarchies, fact relationships, and measures. In this way decision-making users can represent in an abstract manner their analysis needs without considering complex implementation issues and spatial OLAP tools developers can have a common vision for representing spatial data in a multidimensional model. In this paper we propose the transformation of a conceptual schema based on the MultiDimER constructs to an object-relational schema. We based our mapping on the SQL:2003 and SQL/MM standards giving examples of commercial implementation using Oracle 10g with its spatial extension. Further we use spatial integrity constraints to ensure the semantic equivalence of the conceptual and logical schemas. We also show some examples of Oracle spatial functions, including aggregation functions required for the manipulation of spatial data. The described mappings to the object-relational model along with the examples using a commercial system show the feasibility of implementing spatial DWs in current commercial DBMSs. Further, using integrated architectures, where spatial and thematic data is defined within the same DBMS, facilitates the system management simplifying data definition and manipulation.

基于Oracle Spatial的空间数据库的索引与查询优化

探讨了oracle 10g spatial空间索引的创建及如何利用空间索引优化空间分析。了解空间查询主要是通过相关的空间算子和空间函数来进行的。利用空间操作符和空间索引的结合, 实现空间查询的优化。     

常用空间索引技术的分析

空间索引是空间数据库的关键技术,其性能的高低决定了整个空间数据库的效率。本文介绍两类常用空间索引;R树类空间索引和四叉树类空间索引。并详细的分析了各自的优缺点。     

基于空间索引的二维空间区域访问控制模型

针对空间数据的访问控制的特点,提出了基于空间索引的区域访问控制概念。定义了其授权和访问请求判断的规则和约束条件。给出了授权和访问请求判断的方法,建立了二维空间区域访问控制模型。     

一种基于Hilbert排列码的GIS空间索引方法

分析了基于栅格格网的索引数据结构在空间查询中的重要地位,讨论了基于多维数据一维映射的空间排列的优点,对Morton码、Gray码、Hibert码和Sierpinsky码的空间聚类特征进行了分析和比较,得出了Hilbert码在空间查询中效率最高的结论,考虑到基于特征的GIS数据模型的特点,兼顾内存索引与磁盘索引,提出了基于Hilbert空间排列的点特征二叉平衡排序树动态索引结构和基于角点回溯的线特征索引结构,并对其在GIS空间查询中的应用方法进行了论述。     

面向自然语言的空间数据库查询研究

随着地理信息系统深入应用于人们的日常生活,面向自然语言的空间数据库查询的研究越来越被人们重视。论文根据地理要素间基本的空间关系(度量关系、拓扑关系、方向关系),讨论了面向自然语言的各种空间关系的基本查询形式以及查询语句中的空间语义,在此基础上,为进一步的理解以空间分析、网络分析作为自然语言查询条件的研究打下了基础。