时空xml数据库的存储和索引技术研究

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1、南京航空航天大学硕士学位论文时空XML数据库的存储和索引技术研究姓名：徐海燕申请学位级别：硕士专业：计算机应用技术指导教师：蒋夏军20100101南京航空航天大学硕士学位论文摘要随着空间数据库技术的不断发展和人们应用的增长，空间数据的时域信息的研究越来越受到关注。在这种情况下，时空数据库的诞生成为了必然。然而时空数据量的庞大和非结构化性给时空数据库系统的数据存储、访问以及分析带来许多困难，尤其在数据访问具有时间限制的应用中。而XML的跨平台性、自描述性等特点很好地适用了时空数据的管理需求，但在XML文档中同时增加时间、空

2、间属性后，使得在时空XML文档的查询变得更加困难。为了提高时空XML文档上的查询效率，需要对时空XML建立有效的索引。当前时空XML索引的研究成果缺乏，而且很少的相关资料几乎集中在地理信息系统(GIS)领域。本文主要研究时空XML数据库索引技术。针对时态XML文档数据冗余大的缺点，首先，提出将时间信息作为元素文本值前缀的模型，与属性时戳模型和元素时戳模型相比，该模型避免了引入新的元素或属性，降低了存储空间；利用祖孙元素时间信息的关联性，对三种模型的时态XML文档进行时间冗余信息消除，进一步降低了数据冗余性。其次，为了验证

3、XML存储方式下时空查询的有效性，构建了时空XML查询系统，并使用XPath进行了时态、空间和时空查询的实现。接着，提出一种新的时空XML索引方案——℃B+一仃ee，该索引以时间信息作为索引关键字，且在叶子节点处添加两类链表，实现查询关键字的二次排序，同时借助实体在文档中的地址和信息长度随机存取实体信息。实验结果表明，CB+-tree索引对某些时态查询效率较高。最后，鉴于时空XML数据库数据更新在特殊情况下对索引动态性要求较高，而CB+．tree的动态更新性不佳的缺陷，进一步提出时态信息索引TCB+．tree和地址信息索

4、引ACB+-tree双重索引方式及文档冗余存储方式。实验结果表明，结合冗余存储方法和双重索引方法，动态更新性明显提高。关键词：时空XML，时空XML索引，B+-tree索引，时空查询，动态更新时空XML数据库的存储和索引技术研究ABSTRACTWiththecontinuousdevelopmentofspatialdatabasetechnologyandtheincreasingapplicationofpeople，theresearchoftimeinformationonspatialdatahasattrac

5、tedmoreandmoreattention．Inthissituation，itisinevitablethatspatio-temporaldatabaseappears．Butitbringsmanydifficultiesinstorage、searchandanalysisofdatainspatio-temporaldatabasesystembecauseofthehugevolumeandunstructuredcharacterofspatio·temporaldata，especiallyforse

6、archingsomedatawithtimeconfmes．Withthecharactersofcross-platformandself-description，XMLisadaptingtothemanagingrequirementsofspatio·temporaldata．ButafteraddingtimeandspatialattributeinXMLatthesametime，itbringsmanydifficultiesinqueryingthespatio—temporalXMLdocument

7、．InordertoimprovethequeryefficiencyintemporalXMLdocument,itisnecessarytoconstructindexfortemporalXMLdocument．However,fewresearcheshavebeenproposedontheissueofindexingspatio-temporalXML，andsomerelativepapersareallaboutGISfields．Thepapermainlyfocusesonindexresearch

8、ofspatio-temporalXMLdatabase．AimingatthedisadvantageofdataredundancyintemporalXMLdocument，fLrstly,anewmodelthatputstimeinformationasprefixofelementtextisgiven．