基于r-树的空间数据索引技术的研究与实现

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1、哈尔滨理工大学硕士学位论文基于R-树的空间数据索引技术的研究与实现姓名：周帆申请学位级别：硕士专业：计算机应用技术指导教师：何云斌20090301哈尔滨理工人学工学硕上学位论文基于R一树的空间数据索引技术的研究与实现摘要近年来，地理信息系统获得了迅猛的发展，已广泛应用于公共管理、科学研究、商业及与人们同常生活密切相关的领域。地理信息系统对海量空间数据的存储、访问、表达和评估也变的越来越重要。传统的关系数据库能够支持空间数据的存储，却无法支持对其高效的访问，这是因为空间数据的多维特性与关系数据库的一般索引不相适应性，空间索引由此应运而生

2、。在空间数据库的关键研究问题中，空间数据的索引与查询占据着重要的位置。查询是数据库中的基本操作，所以查询的性能决定了数据库的性能，而要得到高的查询性能就必须建立一个好的索引机制，对于数据量庞大的空间数据库而言，建立一个高效的索引机制更是重中之重。本文从当前业界普遍认同的主流空间数据库索引技术入手。首先，详尽地阐述各种空间数据库索引技术的基本原理和主要方法，并且剖析了各种空间数据库索引技术的主要设计思想和优缺点，针对R一树索引分析了它的各种优化方法。其次，基于对经典的R．．树的研究与讨论，提出一种改进的空间数据索引结构RU．树，并给出相

3、关算法。其主要思想是在内部树结点存储外部对象，如果将这样的对象存储在树的更高层，则低层结点的最小边界矩形MBR的面积更小，从而有效地提高空间数据的索引效率。最后，基于相关索引算法的性能评价标准，采用大量真实的空间数据库实验测试数据集，完成了对所提出的R0．树索引与Ⅳ．树索引的测试与评估工作。测试结果表明，R0．树索引能够很有效地提高空间利用率，减少I／0访问次数，使索引性能得到大幅提升。关键词地理信息系统；空间数据库；空间索引；R．树；R‘．树哈尔滨理T人学工学硕l：学位论文ResearchandImplementofSpatialD

4、ataIndexTechnologyBasedonR--TreeAbstractInrecentyears，theGeographicInformationSystem(GIS)hasmadegreatprogressandhasbeenwidelyusedinpublicadministration，scientificresearch，businessandrelatedfieldsofpeople’Sdailylife．Itplaysamoreimportantroletostore，access，expressandevalu

5、atemassivespatialdatainthegeographicinformationsystem．Traditionalrelationaldatabasecanstorethespatialdata，butitdoesnotsupporttheaccessefficiently．Thisisbecausethemulti．dimensionalcharacteristicsofspatialdatacannotadapttothenormalindexofrelationaldatabases，whichleadstoth

6、eintroductionofspatialindex．Theindexandqueryofspatialdataplaysanimportantpartinthekeyresearchproblemsofspatialdatabases．Theperformanceofquerydeterminestheperformanceofspatialdatabasesbecausethatqueryistheprimaryoperationindatabases．Moreover,agoodindexmechanismalsodeterm

7、ineshighperformanceofquery．Establishingaindexmechanismwithhighperformanceisthemostimportantthingtospatialdatabaseswithalargenumberofdata．Thispaperstartsfromtheintroductionofclassicspatialdatabaseindextechnology．Firstly，thebasicprinciplesanditsralatedmajormethodsofdiffer

8、entspatialdatabaseindextechnologyaredescribed．Thenanalyzetheadvantagesanddisadvantagesofthemaindesignideaofava