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《空間數(shù)據(jù)庫中空間連接和查詢優(yōu)化分析》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、哈爾濱理工大學工學碩十學位論文1．1研究背景和意義1．1．1研究背景第1章緒論空間數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是描述、存儲和處理空間數(shù)據(jù)及其屬性數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)?？臻g數(shù)據(jù)庫是隨著GIS的開發(fā)和應用而發(fā)展起來的數(shù)據(jù)庫新技術。它并不是獨立存在的系統(tǒng)，它與應用緊密結合，通常是GIS的核心。經(jīng)過20多年的發(fā)展，空間數(shù)據(jù)庫已成為一個熱點研究領域，其研究成果(如空間多維索引)開始應用于許多不同領域。正是已有應用的需求推動了空間數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的研究，這些應用包括地理信息系統(tǒng)(GeographicalInformationSystem，IS)矛I計
2、算機輔助設計(Computer-aidedDesign，CAD)，以及諸如多媒體信息系統(tǒng)(MultimediaInformationSystem，MMIS)、數(shù)據(jù)倉庫(DataWareHouse，DWH)、美國國家航天航空局(NationalAeronauticsandSpaceAdministration，NASA)的地球觀測系統(tǒng)等潛在應用。人類在2l世紀將全面進入信息時代，在信息技術蓬勃發(fā)展的今天，有關地球科學和地理信息管理方面的問題引起了大量學者的關注，地理信息系統(tǒng)(GeographicInformation
3、System，GIS)的研究輔以信息科學以及高效的信息技術手段，使地理信息系統(tǒng)的發(fā)展達到了一種前所未有的高度。地理信息管理是與人類生存、發(fā)展、進步密切相關的一門信息科學與技術，是地球空間信息科學的重要組成部分，是信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要支柱，它被廣泛應用于國民經(jīng)濟的很多部門，如城市規(guī)劃與設計、資源環(huán)境管理、生態(tài)環(huán)境監(jiān)測與保護、地質(zhì)勘探測量、城市管網(wǎng)配電網(wǎng)、災害監(jiān)測防治等多個領域?？缛?1世紀，使用數(shù)據(jù)庫管理包括地圖及其屬性的空間數(shù)據(jù)，成為空間數(shù)據(jù)庫應用系統(tǒng)發(fā)展的潮流。與傳統(tǒng)文件方式相比，空間數(shù)據(jù)庫技術有明顯的技術優(yōu)勢，包
4、括海量數(shù)據(jù)管理能力、圖形和屬性數(shù)據(jù)一體化存儲、多用戶并發(fā)訪問、完善的訪問權限控制和數(shù)據(jù)安全機制等?？臻g數(shù)據(jù)庫技術正在逐步取代傳統(tǒng)文件，成為越來越多的大中型空間數(shù)據(jù)庫應用系統(tǒng)的空間數(shù)據(jù)存儲和查詢的解決方案。近些年來，隨著地理信息系統(tǒng)、計算機輔助設計、多媒體系統(tǒng)、醫(yī)學或衛(wèi)星圖像數(shù)據(jù)處理等領域的發(fā)展，空間數(shù)據(jù)庫以及對空間數(shù)據(jù)進行查詢哈爾濱理工大學T學碩上學位論文的研究倍受關注。由于空間數(shù)據(jù)量的龐大以及空間對象、空間查詢的高度復雜性，空間查詢優(yōu)化成為了空問數(shù)據(jù)庫應用的難點和突破點。而現(xiàn)有的關系數(shù)據(jù)庫查詢優(yōu)化技術不能完全適用
5、于空問數(shù)據(jù)。優(yōu)化空間查詢從而提高空間數(shù)據(jù)庫的性能，對空間數(shù)據(jù)庫的應用具有重要意義。自1984年J．Nievergelt，H．Hinterberger和K．C．Seveik最先提出網(wǎng)格索引技術以來，網(wǎng)格索引就成為了研究的熱點。在此之后，各國研究人員相繼提出了許多的變種：MultiLevelGF(1985年K．Whang和R．Krishnamurthy)、MultiLayerGF(1988年H．Six，P．Widmayer)、ParallelGF(1993年L．Jianzhong，D．Rotem和J．Srivastav
6、a)等。它們都在原有的基礎上對網(wǎng)格索引進行了一定的改進，使其性能得到了很大的提高，但它們都不能避免由于數(shù)據(jù)的冗余度過大所造成的空間索引效率明顯下降的缺點，特別是對于日益增長的海量空間數(shù)據(jù)。將地理區(qū)域的平面表象按一定分解力作行和列的規(guī)則劃分，形成密集格網(wǎng)，每個網(wǎng)格單元稱為象元。柵格數(shù)據(jù)結構實際上就是象元陣列，即象元按矩陣形式的集合，柵格中的每個象元是柵格數(shù)據(jù)中最基本的信息存儲單元，其坐標位置用行號和列號確定，即實體位置關系是隱含在行號、列號之中的。網(wǎng)格中每個元素的代碼代表了實體的屬性或屬性的編碼，根據(jù)所表示實體的表象
7、信息差異，各象元可用不同的“灰度值”來表示。本課題主要研究了基于柵格的空間連接查詢優(yōu)化技術。1．1．2研究意義空間數(shù)據(jù)庫中查詢優(yōu)化技術的研究，特別是空間連接和查詢優(yōu)化技術的研究在空間數(shù)據(jù)庫領域具有深遠的影響和巨大的作用。實際應用如地理信息系統(tǒng)(GIS)，CAD／CAM等對空間數(shù)據(jù)庫的查詢性能提出了迫切要求。同時由于空間連接運算是空間數(shù)據(jù)庫中最復雜、最耗時的基本操作。因此其處理效率在很大程度上決定了空間數(shù)據(jù)庫的整體性能。同時，GIS用戶提出的大部分問題都可以表達為查詢的形式。查詢功能是GIS面向用戶的窗口，是用戶感覺
8、GIS臺g力的最直接的具體表現(xiàn)。近些年來，隨著GIS的迅猛發(fā)展，廣大用戶對空間查詢提出了更高更復雜的要求，簡單的圖文互查已遠遠不能滿足GIS用戶的需求。雖然已有許多專家學者致力于空間查詢方面的研究，并取得了一些可喜的研究成果，但距離用戶的復雜查詢要求還有一定的差距，還有待進一步深入和加強。對空間連接查詢技術的研究已成為當前GIS研究領域需要進一步深入解決的重
