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为兼顾时空索引方法的空间利用率、时间效率和查询种类,提出了一种新的轨迹数据索引方法——HBSTR树。其基本思想是:轨迹采样点以轨迹节点的形式成组集中管理,哈希表用于维护移动目标的最新轨迹节点,轨迹节点满后作为叶节点插入时空R树,另外采用B*树对轨迹节点构建一维索引,既有利于提升索引创建效率,又同时满足时空条件搜索和特定目标轨迹搜索等多种查询类型。为提升时空查询效率,提出了新的时空R树评价指标和节点选择子算法改进时空R树插入算法,同时提出了一种时空R树的数据库存储方案。试验结果表明,HBSTR树在创建效率、查询效率和支持查询类型等方面综合性能优于现有方法,支持大规模实时轨迹数据库的动态更新和高效访问。 相似文献
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《武汉大学学报(信息科学版)》2021,(5)
随着越来越多的轨迹数据被记载,各种应用场景下的海量、复杂数据需要高效的存储与索引。传统的关系型数据库难以满足海量轨迹数据的存储、扩展及特定的查询需求,而具有扩展简单、读写快速、成本低廉特点的非关系型数据库为此提供了一种可行的解决方案。设计并实现了一种基于Cassandra数据库的数据降维及键值存储、索引方法,可对时空轨迹数据进行高效管理。为进一步提高效率,融合了Hilbert曲线编码技术将空间分割成小单元,并将轨迹数据映射到不同单元中。充分利用时空局部性原理,为不同应用场景下的轨迹数据设计并实现了对应的分区键与聚簇键,实现轨迹对象时空近邻存储,令数据查询更为有效。基于实际应用场景的实验结果表明,所提出的方法能有效支撑海量轨迹数据的存储与索引,并在数据的插入、查询及存储结构可扩展性等方面优于其他时空大数据索引和查询方法。 相似文献
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《武汉大学学报(信息科学版)》2020,(9)
在虚拟战场环境中,时空数据的高效组织是动态描述战场关键要素、实时分析军事行动计划的前提。首先对经度、纬度、时间进行同步层次嵌套细分来构建规则的多分辨率时空网格,然后基于Hilbert曲线设计时空格元编码,进而根据虚拟战场环境时空数据与时空格元Hilbert码的对应关系,提出一种基于Hilbert码的时空数据索引方法。在此基础上设计实验,比较格元编码的时空邻近性、索引构建效率以及查询效率。结果表明,Hilbert码方法在邻近性上优于Morton码,索引构建速度满足大规模时空数据处理需要,且查询效率优于直接基于经度、纬度、时间查询和基于Morton码查询的方法,可作为虚拟战场中作战计划推演、战场环境要素可视化与分析等时空操作的基础。 相似文献
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轨迹数据处理与分析是目前空间信息和数据库等相关领域的研究热点之一。本文从Stop-Move轨迹模型出发,通过集成地理空间上下文信息来建模轨迹数据,并研究轨迹时空模式的查询处理技术。首先分析Stop/Move对象与点/线/面地理空间要素之间的时空关联关系,据此提出显式表达该关联语义的地理关联轨迹模型,在此基础上利用关系-对象数据库技术,为地理关联轨迹模型设计独立于应用的关系模式,接着定义轨迹时空模式查询,并提出基于地理关联轨迹关系模式的SQL处理框架,最后以典型性检索请求为例,讨论分析位置-时间、位置-顺序和位置-关系等三类轨迹时空模式查询的纯SQL处理技术,并以样例轨迹数据验证了本文方法的可行性。 相似文献
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关联向量机在高光谱影像分类中的应用 总被引：1，自引：0，他引：1
将关联向量机应用于高光谱影像分类, 实现高维空间中训练样本不足时分类器的精确建模。从稀疏贝叶
斯理论出发, 分析关联向量机原理, 探讨一对多、一对一和两种直接的多分类方法。实验环节比较了各种多分类方
法, 并从精度、稀疏性两方面将关联向量机与支持向量机等经典算法比较。实验结果表明, 两种直接的多分类方法
内存占用大、效率低; 一对多精度最高, 但效率较低; 一对一计算效率最高, 精度与一对多近似。关联向量机精度
不如支持向量机, 但解更稀疏, 测试样本较多时实时性好, 适合处理大场景高光谱影像的分类问题。 相似文献
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M-Quadtree索引:一种基于改进四叉树编码方法的云存储环境下空间索引方法 总被引：1，自引：0，他引：1
为了解决基于"键-值"模型的云存储环境仅支持简单的关键字查询,不支持多维空间查询的问题,提出了一种新的分布式空间索引方法——M-Quadtree索引。在索引构建过程中,设计了一种基于改进四叉树的空间数据划分方法,该方法规定了叶节点区域的最小数据量,通过四叉树叶节点的再合并,解决了划分后各子区域间存储量不平衡的问题,并且满足了MapReduce并行化要求。给出了MapReduce框架下M-Quadtree索引的快速构建、查询与更新算法,并在搭建的Hadoop平台进行了关键参数对索引效率的影响以及不同规模数据下索引的创建、查询和更新试验。与现有分布式空间索引的对比试验及分析结果表明,M-Quadtree索引在数据存储量负载均衡、算法并行化和空间查询效率等方面表现得更好。 相似文献
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《武汉大学学报(信息科学版)》2021,(5)
针对轨迹大数据的高效点-轨迹k近邻(point to trajectory k nearest neighbor, P2T_k NN)查询处理需求,提出了一种融合时空剖分和轨迹分段的轨迹组织方法,其核心思想是在对轨迹作时间剖分的基础上,利用离散全球网格系统(discrete global grid system, DGGS)在空间上进行再次剖分,从而利用两次剖分得到的时空单元编码来索引落入其中的轨迹片段。在此基础上利用分布式列式存储技术设计了面向轨迹大数据的P2T_k NN查询处理框架,提出了一种顾及轨迹数据空间分布的自适应空间单元搜索算法,即通过分析轨迹数据在给定时间约束下的空间分异特征,动态调整空间单元的搜索步长,从而提升了轨迹稀疏区域的处理效率。针对亿级轨迹的实验结果表明,该方法适用于轨迹大数据的P2T_k NN查询处理,在轨迹稠密与稀疏区域的平均查询响应时间均小于1 s。 相似文献
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长大铁路隧道工程采用多工点并行同向或反向掘进等复杂施工组织策略,导致数字孪生三维模型时空分布稀疏、时空重叠度大,已有的时空索引针对连续均匀时空分布特征,难以满足时间、里程、语义多维度高效检索需要,制约了数字孪生应用的实时虚实互馈效率。为此,提出一种适用于铁路隧道数字孪生模型的多维度高效时空索引方法,设计了时间、里程、语义多维度关联的铁路隧道三维瓦片数据结构,建立了全局最优解约束的有向包围空间纠偏机制,实现了铁路隧道线路-瓦片-构件多粒度时空索引。利用典型长大铁路隧道孪生模型数据验证了所提方法的有效性,结果表明,所提方法在时间、里程、语义多维度混合检索时间平均值为135.44 ms,与现有典型时空索引对比,提升了三维空间单一维度与时间-里程混合维度的检索效率,可有效支撑铁路隧道数字孪生三维模型高效时空检索及高性能可视化分析等应用。 相似文献
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针对三维虚拟地球中实时GIS数据组织、管理与动态可视化的要求,设计了三维虚拟地球中移动对象的时空数据组织方法。提出了基于HR-tree扩展的时空索引方法,实现了对虚拟地球中移动对象的检索与查询,并基于三维虚拟地球平台对本文方法进行了实验,结果验证了本文方法的有效性和可行性。 相似文献
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面向成熟的关系-对象型空间数据库,利用Geohash编码的唯一性、一维性和递归性等特征,提出了一种基于Geohash编码的大规模轨迹数据组织方法及范围查询技术。该方法结合Geohash编码和B+树索引,设计了适应不同尺度范围查询的大规模轨迹数据的关系组织模式,并给出了相应的两阶段查询处理算法,同时提出了一种Z合并优化,以进一步提高范围查询的处理效率。实验结果表明,此方法适合于组织管理与查询分析大规模的轨迹数据,其范围查询性能高于内置的R树索引。 相似文献
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Fei Hu Yongyao Jiang Yun Li Weiwei Song Daniel Q. Duffy 《International Journal of Digital Earth》2020,13(3):410-428
ABSTRACTEarth observations and model simulations are generating big multidimensional array-based raster data. However, it is difficult to efficiently query these big raster data due to the inconsistency among the geospatial raster data model, distributed physical data storage model, and the data pipeline in distributed computing frameworks. To efficiently process big geospatial data, this paper proposes a three-layer hierarchical indexing strategy to optimize Apache Spark with Hadoop Distributed File System (HDFS) from the following aspects: (1) improve I/O efficiency by adopting the chunking data structure; (2) keep the workload balance and high data locality by building the global index (k-d tree); (3) enable Spark and HDFS to natively support geospatial raster data formats (e.g., HDF4, NetCDF4, GeoTiff) by building the local index (hash table); (4) index the in-memory data to further improve geospatial data queries; (5) develop a data repartition strategy to tune the query parallelism while keeping high data locality. The above strategies are implemented by developing the customized RDDs, and evaluated by comparing the performance with that of Spark SQL and SciSpark. The proposed indexing strategy can be applied to other distributed frameworks or cloud-based computing systems to natively support big geospatial data query with high efficiency. 相似文献
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基于快照-增量的时空索引机制研究 总被引：8，自引：0，他引：8
已有的时空索引是基于时间或空间索引的扩展,将相应的空间或时间成分作为属性,难以同时顾及时间查询和空间查询的效率.分析基于版本-增量的时空数据模型,提出基于快照-增量的时空数据索引机制.该索引将时间和空间作为同等重要的维,满足时空联合查询的效率. 相似文献
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为了解决包含不同实体数目的空间场景相似性度量问题,本文利用特征矩阵对空间场景进行描述,根据查询场景和数据库场景的特征矩阵生成场景关联图,利用关联图中的各种匹配圈获取空间场景集合,然后根据场景完整度和相似性度量模型计算场景集合中每个场景的匹配度,最后计算出最佳匹配场景,并对匹配结果进行分析评价。实验表明,该方法能够较好地度量不同实体数目的空间场景的相似性。 相似文献
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目前在空间关系查询中常用的Plane Sweep算法是一种串行算法,在处理海量空间数据时效率较低,而已有的并行计算方法对于普通的计算机并不适用。本文针对这个问题,提出了一种多边形间空间关系查询的异构多核架构并行算法,该算法先利用STR树索引过滤掉不相交的多边形,然后将过滤后的多边形数据集合分解为点集合和边集合,并对其构建四叉树索引;在保证数据浮点运算精度符合要求的情况下,利用GPU强大的批量运算能力快速处理边与边的相交情况并据此逐步计算得到环间的拓扑关系,再根据环间拓扑关系计算得到多边形间的维度扩展九交模型(DE-9IM)参数值;根据DE-9IM参数值与空间关系查询条件相比对,输出查询结果。最后通过试验验证了算法的准确性与高效性。 相似文献
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支持批量操作的空间索引中,空间数据的分解粒度、局部更新操作的整体影响处理是两个主要难点。本文基于空间分布模式分析,提出了一种空间索引——Pattern-tree。针对批量操作的粒度问题,设计了一种基于空间分布模式探测的空间划分方法,采用一种自上而下与自下而上相结合的索引树构建算法;针对局部插入操作对索引树的整体影响与索引树的调整问题,提出了一种基于空间分布模式变化检测的索引更新方法。试验表明,本文所提出的空间索引结构比STLT、GBI以及SCB等方法具有更高的构建与窗口查询效率。 相似文献
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Yujia Xie Meizhen Wang Xuejun Liu Ziran Wang Bo Mao Feiyue Wang Xiaozhi Wang 《Transactions in GIS》2021,25(1):450-467
Current studies on video trajectory retrieval focus on the retrieval and analysis of image content, neglecting the gap between the spatiotemporal continuity of retrieval conditions and the spatiotemporal discontinuity of multi‐camera video trajectories. In this study, we propose a method for the spatiotemporal retrieval of dynamic video object trajectories in geographic scenes. Based on the camera calibration, the proposed method organizes the scene, cameras, and trajectories, constructs the spatiotemporal constraints, and queries the trajectories using two measures: camera‐by‐camera retrieval and global trajectory retrieval. The proposed method was verified through experiments, and the results demonstrate that both measures can query trajectories effectively and reduce the spatiotemporal video review range under different spatiotemporal constraints. Furthermore, compared with camera‐by‐camera retrieval, global trajectory retrieval can reduce the spatiotemporal video review range further and return more accurate results. The proposed method may provide support for the spatial analysis and understanding of surveillance video data. 相似文献