[发明专利]一种云计算环境下的空间数据索引方法

权利要求书

1.一种云计算环境下的空间数据索引方法，其特征在于包括如下步骤：

1)基于空间数据建立数据存储表，将空间对象唯一编码值OID作为存储表行键，同时设计两个列簇：COLUMNFAMILY_GEO用于存储空间对象几何信息；COLUMNFAMILY_PRO用于存储空间对象属性信息；

2)基于空间对象分布建立R+-树索引，每一个树结点对应的矩形图心有固定的经度lon和纬度lat，(lon,lat)唯一确定一个结点；

3)将空间对象覆盖范围划分为2ⁿ×2ⁿ个规则格网，基于空间对象覆盖范围建立格网索引；

4)利用Z曲线对格网降维编码，获取格网编码GID，将格网行列号组(R,C)转化为二进制字节重新编排组织，构成64位的二进制线性编码；另外，利用Z曲线对R+-树结点对应矩形的图心坐标(lon,lat)降维编码，获取R+-树索引结点的编码值NID；

5)以格网编码GID为键，与其相交的R+-树结点编码NID的集合为值，以GID,list(NID)的形式建立映射表；

6)以R+-树的NID值为索引表行键，将对应结点内存储的所有空间对象ID插入到对应记录的值中，该ID与存放空间数据的数据表的行键保持一致；

7)进行空间范围查询：

7.1)给出查询范围矩形P，根据P四个顶点的经纬度直接计算P覆盖的格网集合；空间内一点(lon,lat)所在格网行列号的计算公式如下：

其中，gs为格网大小；

7.2)将格网集合利用Z曲线降维编码，得到编码值集合GIDs；

7.3)查找映射表，得到格网集合内的所有相交R+-树结点编码集合NIDs；

7.4)以NIDs为行键扫描索引表，得到空间对象候选集OIDs；

7.5)以OIDs为行键扫描存储表，获取候选集几何信息，与P一一作相交运算，命中的对象插入查询结果集中。

2.根据权利要求1所述的一种云计算环境下的空间数据索引方法，其特征在于，所述的步骤1)中，所述的空间对象属性信息包括长度、面积和标题。

3.根据权利要求1所述的一种云计算环境下的空间数据索引方法，其特征在于，所述的步骤2)中，首先需要根据空间对象数据集的分布情况和数据量确定一个结点中记录数的最大值M和最小值m的大小；然后建立数据集的R+-树索引。

4.根据权利要求1所述的一种云计算环境下的空间数据索引方法，其特征在于，所述的步骤3)中，每一个格网都有固定的行号R和列号C，(R,C)能唯一确定空间范围内的一个格网。

5.根据权利要求1所述的一种云计算环境下的空间数据索引方法，其特征在于，所述的步骤4)中，所述的Z曲线有32阶，行列号通过二进制位交叉运算转化为Morton码，每一层级最多存储2³²×2³²个格网。