[发明专利]一种服务化空间数据分布式查询方法

摘要

本发明公开了一种服务化空间数据分布式查询方法，包括对空间查询处理对象进行查询解析的步骤，生成解析优化后的空间查询计划；将空间数据查询提交给支持空间函数拓展的服务化数据访问与集成服务端，并将查询工作流与后端支持空间拓展和空间数据存储的数据服务资源交互操作，再将查询结果返回给调用服务的访问与集成客户端应用。利用本发明，能够在空间数据服务化访问与获取方法基础上执行分布式空间数据查询，通过数据服务请求将地域上分布的数据源进行集成查询，并对返回结果数据集进行合并，在数据规约中保证访问与集成过程的数据一致性。

主权项

一种服务化空间数据分布式查询方法，其特征在于，包括如下步骤：A、对空间查询处理对象进行查询解析的步骤，生成解析优化后的空间查询计划；对象查询过程中，从两个异构分布式数据服务中获取查询元组，在OQL对象查询基础上调用符合SQL/MM标准的空间拓展函数进行数据查询，通过逻辑查询到物理查询的解析转换和执行，实现面向空间数据的分布式查询操作；对象查询语句逻辑优化在查询处理的初始化、迭代和查询结束三个阶段进行优化；在初始化阶段，创建空的初始化列表，对逻辑查询计划生成以及嵌套子查询结果进行评估；在迭代阶段，扫描查询语句包含的关联关系，并为查询计划添加操作符，直至将所有识别的运算符插入到查询计划中；在查询扫描完成后，查询语句中的操作符都被添加到查询计划中，并生成具备最小代价评估的查询计划；如果查询语句中使用了聚集函数，将会把规约操作符添加到查询计划中以实现聚集操作；对象查询语句的逻辑优化过程中，对每一步连接过程进行代价评估，得到生成中间结果集最小的查询执行计划；在扫描分析的迭代过程中，选择能够生成最小中间结果的连接步骤，依次生成每一步操作的查询执行计划，同时将前一步连接操作的输出结果作为下一步连接操作的输入结果，通过查询谓词连接为完整的查询执行计划；在查询语句的代价估算上，考虑查询I/O开销和CPU开销；查询代价评估公式表示为：代价Cost＝P+W×T，其中，P表示查询中要访问的页面数，代表I/O开销；T是查询处理的元组数，反映了查询执行过程中的CPU开销；W代表查询估计的权重，表示在查询中对查询开销的关注度；查询访问页面数和元组数依赖于查询表上限制条件的选择性因子；选择性因子表示为条件表达式操作符、索引表中的元组数、列中存储数据的最值一系列参数的函数；在得到对象查询语句生成的查询计划后，空间数据分布式查询中间件根据查询计划中包含的连接操作符，划分为不同的执行区间；对于可并行执行查询的区间计算查询代价，对不包含并行执行操作符的执行区间指派查询代价的评估值；在作业调度过程中，根据不同查询区间的评估值提交查询执行区间，并行执行分解后的查询计划；B、对象查询语句经分布式查询引擎解析后，将空间数据查询提交给支持空间函数拓展的服务化数据访问与集成服务端，并将查询工作流与后端支持空间拓展和空间数据存储的数据服务资源交互操作，再将查询结果返回给调用服务的访问与集成客户端应用；C、利用结构化查询语言多媒体扩展框架SQL/MM查询定义的空间数据类型，将点、线、面、复合面和几何体类的地理对象添加到具备空间拓展的对象关系数据库中，并在数据库中定义操作相应数据类型的空间存储过程和空间分析操作函数，通过SQL/MM查询语句调用空间算子实现数据空间分析操作；D、空间数据查询提交给支持空间函数拓展的分布式处理中间件后，查询由中间件解析，生成对应不同后端数据源且包含空间分析操作函数的子查询；在分布式查询组件支持的操作中，分布式查询服务GDQS将接收到的对象查询语言OQL查询请求进行分配调度，并与客户端交互获取服务描述和所需的元数据信息；网格查询评估服务GQES针对特定执行节点，通过动态创建的实例评估GDQS查询服务的分布式对象查询执行情况；子查询在后端数据库执行后，由分布式查询中间件组装查询结果，并在中间件处理中间件中执行需使用两个数据源返回数据的空间分析操作，完成处理后，将查询结果返回给调用服务的访问与集成客户端应用进行数据展示；E、分布式查询通过一组数据服务，向空间数据访问与集成中间件授权访问的数据资源执行并行查询操作，并经由网络服务将复杂集中的数据查询请求进行分布式处理；F、当分布式查询组件接收对象查询语句，并将查询解析后转发给对应后台数据库的数据服务，通过服务执行文档与后端包含空间数据的数据源进行查询交互，执行模式提取与匹配操作；G、在查询结果以数据集形式返回之后，分布式查询组件负责规约分布式查询返回的结果集，并汇集成完整的查询结果返回给所述客户端。