[发明专利]大规模空间数据分级快速索引方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及地理空间信息技术领域，尤其是涉及一种大规模空间数据分级快速索引方法和装置。

背景技术

关于空间数据快速索引技术，国内外地理空间信息领域的专家学者进行了多年的研究。在数据索引方向，主要通过构建单一层级的空间索引而实现，常见索引构建方法有：(1)网格索引：将研究区域按一定规则用横竖线分为小的网格，记录每个网格所包含的地理对象；(2)四叉树索引：对地理空间进行网格划分，对地理空间递归进行四分来构建四叉树，直到自行设定的终止条件，最终形成一颗有层次的四叉树；其中，每个叶子节点存储了本区域所关联的图元标识列表和本区域地理范围，非叶子节点仅存储本区域地理范围；(3)R树家族索引：是一种面向对象分割技术的索引算法，将空间对象按范围划分，每个节点都对应一个区域和磁盘页，非页节点的磁盘页中存储着其子节点的区域范围；叶节点的磁盘页中存储着其区域范围内的所有空间对象的外接矩形；(4)金字塔索引：基于一种特殊的优化高维数据的不均衡分割策略，其原理是先将d维空间分成2d个金字塔，共享数据空间的中心点为顶点，然后再将每个金字塔分割成平行于金字塔基的数据页，金字塔索引结构是将高维数据转化为一维数据，利用B+树进行操作。

然而，随着对地观测、卫星遥感、生态评估、国土监管逐渐向宏观、动态、精细化方向发展，地理空间数据的产生及更新速度越来越快、精度越来越高，形成了海量的地理空间成果数据。上述传统的单一层级空间索引方法需要对数据进行全局扫描，随着数据量的不断增长，数据的检索效率逐步降低，当数据量足够大时，单一层级的空间索引方法存在性能瓶颈，不满足大规模空间数据快速索引的应用需求。

针对现有的空间数据索引方式检索效率较低的问题，尚未提出有效的解决方案。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种大规模空间数据分级快速索引方法和装置，以有效提高空间数据的检索效率。

第一方面，本发明实施例提供了一种大规模空间数据分级快速索引方法，包括：获取待处理的空间数据；对空间数据对应的图层进行分区处理，形成多个级别的分区图层；其中，分区图层为分区后的空间数据对应的图层；每个级别的分区图层均由多个图层区域组成；相邻级别的分区图层之间，上一级分区图层中的一个图层区域对应下一级分区图层中的多个图层区域；根据最下级的分区图层，对空间数据进行分区处理，对分区后的空间数据中每个区域数据添加基础索引标识；为每个分区图层中各个图层区域添加分区索引标识；将基础索引标识和分区索引标识确定为空间数据的索引。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，上述方法还包括：当接收到检索请求时，从检索请求中获取数据范围；从最上级的分区图层开始，依次确定当前分区图层内，数据范围所属的分区索引标识，直至确定出最下级的分区图层内，数据范围所属的基础索引标识；根据数据范围所属的基础索引标识，生成检索结果。

结合第一方面的第一种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，上述根据数据范围所属的基础索引标识，生成检索结果的步骤，包括：采用数据库分区剪枝技术，获取数据范围所属的基础索引标识对应的区域数据；根据数据范围，对获取到的区域数据进行过滤，生成并返回检索结果。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，上述对空间数据对应的图层进行分区处理，形成多个级别的分区图层的步骤，包括：设置分区参数；其中，分区参数包括各个级别的分区方式和分区大小；分区方式包括按照行政区划分区或按照地理网格分区；按照分区参数，对空间数据对应的图层进行分区处理，形成多个级别的分区图层；其中，空间数据对应的图层包括空间数据对应的矢量图层；为每个级别的分区图层内的各个图层区域进行编码；其中，上一级分区图层中的一个图层区域的编码分别对应下一级分区图层中的多个图层区域的编码。

结合第一方面的第三种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，上述对分区后的空间数据中每个区域数据添加基础索引标识的步骤，包括：将最下级的分区图层内的各个图层区域的编码确定为分区后的空间数据中每个区域数据的基础索引标识；为每个分区图层中各个图层区域添加分区索引标识的步骤，包括：将除最下级的分区图层之外的其他分区图层内的各个图层区域的编码确定为相应的分区索引标识。