[发明专利]一种云计算环境下的空间数据索引方法

摘要

本发明公开一种云计算环境下空间数据索引方法，包括以下步骤：1)基于空间数据建立数据存储表；2)基于空间对象分布建立R+‑树索引；3)基于空间对象覆盖范围建立格网索引；4)利用Z曲线，对R+‑树和格网索引降维编码；5)建立R+‑树和格网的编码映射表；6)基于R+‑树编码和空间对象ID建立索引表；7)进行空间范围查询。本方法充分利用NoSQL数据库的数据组织特性，优化了传统的空间索引，在云环境下实现了空间数据的高效存取。

主权项

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,Object ID)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(GID,Grid ID)，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,Node ID)；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。