[发明专利]面向Cassandra的分布式可扩展四叉树索引方法

摘要

本发明公开了面向Cassandra的分布式可扩展四叉树索引方法及基于该方法的查询方法，属于空间数据存储与管理技术领域。本发明提出了在使用Cassandra存储空间数据时建立索引和实现空间查询的方法，提出了从结合象限、索引域和四叉树的可扩展四叉树索引编码方法、基于Cassandra的空间对象与索引编码映射关系的存储方法和在该索引下执行空间查询的方法。本发明充分利用了Cassandra数据模型和读写特点，构建多层空间索引，可针对空间实体的大小在不同层级进行索引，适用于分布式存环境下空间索引的实现，有助于空间查询的并行执行，解决Cassandra在存储空间数据时不支持空间索引和空间查询的问题。

主权项

1.面向Cassandra的分布式可扩展四叉树索引方法，其特征在于，当需要为空间数据建立空间索引时，包括步骤：步骤1：设计空间索引存储结构，建立索引列族；步骤2：指定基点以及四叉树最小网格间距、深度，建立可扩展四叉树索引，具体包括以下子步骤：步骤2.1：指定可扩展四叉树索引的基点，以基点为中心将要索引的空间区域划分为一系列大小相等的网格区域，每个网格区域称为索引域；步骤2.2：指定四叉树的最小网格间距和深度，计算索引域的大小；步骤2.3：以索引域的大小为网格大小进行网格划分；步骤2.4：以步骤2.2所指定的最小网格间距和深度为索引域建立四叉树索引；步骤3：计算记录空间对象的索引结点及该结点的空间索引编码，其中，分三种情况记录空间对象：第一种情况，占据一定空间范围的空间对象跨越多个索引域，使用所跨越的各个索引域的四叉树根结点进行记录；第二种情况，占据一定空间范围的空间对象在单个索引域内，依据其最小外包矩形MBR确定使用哪一个结点进行记录；空间对象使用能容纳其最小外包矩形的四叉树最小结点进行记录；若空间对象覆盖多个结点，则使用结点的父结点记录，并且按照这一规则逐层递进直至根结点为止；第三种情况，对于不占据空间范围的空间对象，直接记录在四叉树最底层的结点上；步骤4：在索引列族中记录索引的基本信息以及索引编码与空间对象标识的映射关系，实现索引信息的分布式存储。