[发明专利]一种高效、透明的分布式空间数据库查询方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高效、透明的分布式空间数据库查询方法，属于信息领域。

背景技术

目前，实现分布式空间数据库跨边界无缝查询主要有两种方法：其一是按传统分布式数据库连接的分配规则将全局查询连接操作转化为各片段的连接操作，但查询处理的效率低；另一种方法是由用户来确定场地之间的相关性，即由用户来确定将查询发送到哪些相关的局部场地，这种方式不符合分布式数据库透明性的要求，而且由用户自己来确定场地间数据相关性，应用复杂，实际上也不太现实。

发明内容

本发明的目的是提供一种高效、透明的分布式空间数据库查询方法，通过将提出的跨边界连接优化规则用于分布式空间数据的查询分解，自动生成局部空间数据库可以执行的空间子查询，达到高效、透明的无缝查询。

为实现本发明目的所采用的技术方案是：一种高效、透明的分布式空间数据库查询方法，通过查询分解、数据本地化、全局查询优化、局部查询优化四个层次实现，针对分割分片的分布式空间数据库跨边界无缝查询问题，先对空间片段的连接操作进行分类，以Open GIS标准定义的空间拓扑关系操作和空间分析操作为基础，将空间拓扑关系操作分成相离操作(Disjoint操作)和非相离操作(非Disjoint操作)，将空间分析操作分成缓冲操作(Buffer操作)和非缓冲操作(非Buffer操作)，并根据空间拓扑关系操作和空间分析操作将空间片段的连接方式划分成四类：第一类空间片段连接是非缓冲查询的非相离连接；第二类空间片段连接是非缓冲查询的相离连接；第三类空间片段连接是带缓冲查询的非相离连接；第四类空间片段连接是带缓冲查询的相离连接，这种分类初步理顺了空间拓扑关系操作、空间分析操作与空间片段连接的关联关系，为空间段片连接优化奠定了基础。

分割分片的跨边界无缝查询问题实质上是跨边界空间片段连接问题，因此可以通过空间片段连接的优化来实现。跨边界片段连接优化的基本思想：一是减少空间片段连接数量；二是减少参与空间片段连接的对象个数，这样减少连接操作的时间，同时也减少场地间空间数据的传输量。根据所述的两种基本思想，不同类型的空间片段跨边界连接操作满足如下规律：I.满足第一类连接方式的两个空间片段必定与这两个空间片段分割边界的最小外包矩形(MBR)交矩形相交；II.一个空间片段关系的d缓冲区扩展的最小外包矩形不超出这个空间片段分割边界的最小外包矩形的d扩展，所谓的最小外包矩形的d扩展定义如下：设一个空间对象的最小外包矩形的左下角和右上角坐标分别为(x_min，y_min)、(x_max，y_max)，则这个对象的最小外包矩形的d扩展是左下角和右上角坐标分别为(x_min-d，y_min-d)、(x_max+d，y_max+d)的矩形，其中d为正实数；III.两个空间片段间第三类空间连接，如果主片段对象和辅片段对象间满足空间片段的第三类连接方式，则主片段中满足第三类空间拓扑关系的对象与辅片段最小外包矩形的d扩展或最小外包矩形的双d扩展相交，其中主片段、辅片段、双d扩展的定义分别如下：参与连接的两个片段中包含缓冲操作的片段称为主片段，则另一个片段称辅片段，若参与连接的两个片段上都有缓冲操作，设缓冲区分别为d1、d2，则任选一个作为主片段，另一个作为辅片段，此时对任何一个片段进行最小外包矩形的d1+d2扩展，称为片段的双d扩展；