摘要：铁路工程地理地质数据海量多源异质、带状空间不规则分布,铁路海量地理地质孪生数据跨尺度高效检索是动态更新、实时计算与智能服务的基础,现有时空索引方法难以满足不同类型任务应用中跨尺度、多模态高效实时检索应用的需求。因此,本研究设计适用于铁路地理地质时空数据特点的存储结构模型,构建多尺度GeoHash-Quad空间索引与数据版本时间索引混合的多层次时空索引,实现数据频度划分模型驱动的内外存协同的时空索引动态缓存机制;并利用典型长大铁路隧道地理地质数据进行测试,与现有主流分布式地理大数据存储索引框架GeoMesa进行实验对比。结果表明,本方法在铁路地理地质时空数据实时检索场景下性能更优,可以支撑铁路地理地质数字孪生时空数据高效分布式管理与高性能实时查询检索应用。

摘要：由于移动对象自身行为特征和整体规律的不同,使得其产生的轨迹数据具有较大的时空分布不均特点,从而影响轨迹数据索引和查询的效率。针对现有轨迹数据索引方法很少考虑轨迹数据分布不均特性的情况,提出了一种基于历史数据预分区的时空索引方法,其借助轨迹数据时空维度上分布的相似性,首先在空间上根据数据分布情况对Geohash编码进行预分区,进而建立轨迹数据的索引结构和基于HBase的存储模型,并利用该索引结构设计了基于Geohash分区的查询分解算法。基于真实出租车轨迹数据集的实验表明,相较于均匀划分的扩展的HGrid方法与混合编码的ST-hash方法,本文提出的索引结构及其查询方法可以有效提升海量具有不均匀特征轨迹数据的时空查询性能,并且可以在保证查询结果准确性的同时,最大限度地减少子查询的数量。

摘要：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。

摘要：对时空信息进行合理组织可以高效完成时空查询,从而快速支持军事决策和行动的顺利完成。针对战场环境中时空数据的分布独立性,各节点的自治性、动态性及协作性,提出了分布式基于对等计算的时空索引(pear-to-pear spatio-temporal indexing,P2PSTI)结构,该索引基于分布式哈希表(distributed Hash table,DHT)技术组织节点的拓扑结构,采用Hilbert曲线将时空对象映射到一维空间,并利用该曲线的局部保持特性设计了高效的查询算法,大大降低了路由消息数量,提高了时空查询性能。实验结果表明,P2PSTI查询性能好,索引维护代价低,负载均衡策略效果明显。

摘要：针对具有时空特征的轨迹大数据快速增长的趋势及对其快速查询的需求,传统的关系型数据库对海量轨迹数据的存储和特定的查询需求具有一定局限性,而非关系型数据库又难以满足海量数据的高效索引需求,轨迹数据的存储和索引效率仍亟待提高。本文设计并实现了一种基于HBase数据库的存储和检索的框架,以应对时空轨迹数据的高效管理。首先,构建了一种新颖的Rowkey结构,结合时空索引工具构建了GeoMesa-HBase底层存储模型;然后,融合了基于Hilbert曲线的编码技术构建空间索引,提高了轨迹数据的存储和检索效率;最后,为了评估所提方法的有效性,将其存储和查询性能与传统存储数据库(HBase和MySQL)和Geohash索引进行比较。试验结果表明,本文方案能够有效提升轨迹数据的存储和检索效率,这对于应对轨迹大数据管理领域面临的多项挑战具有重要现实意义。

摘要：时空索引是时空数据存储和管理的关键技术之一,基于空间填充曲线(space filling curve,SFC)的索引方法近年来受到了广泛关注。然而对于矢量数据,现有索引方法多侧重于空间索引的实现,难以同时顾及时间查询和空间查询的效率,且对于非点要素(线要素与面要素),确定最优的索引级别一直是难点所在。为此,本文面向对等网络环境,提出一种自适应层级的时空索引构建方法。首先提出了基于分区键和分区内排序键组合策略的时空信息联合编码,然后据此设计了点要素、非点要素的时空表达结构,最后设计了多层级树结构以构建时空索引MLS3(multi-level sphere 3),并基于地理实体时间粒度及空间密度等特征自适应确定其最优索引层级。利用轨迹(点要素)、公路(线要素)和建筑物(面要素)实际数据进行了试验。试验结果表明,相比GeoMesa提出的XZ3时空索引,本文索引方法可有效解决非点要素的时空表达及层级划分问题,在避免存储热点的同时实现更为高效的时空检索。

摘要：对战场中时空信息进行合理组织可以高效完成时空查询,从而快速支持军事决策和行动的顺利完成。针对战场环境中时空数据的分布独立性,各节点的自治性、动态性及协作性,提出了时空索引结构P2PSTI,该索引基于DHT技术组织节点的拓扑结构,采用Hilbert曲线将时空对象映射到1维空间,并利用该曲线的局部保持特性设计了高效的查询算法,大大降低了路由消息数量,提高了时空查询性能。实验结果表明,P2PSTI查询性能好,索引维护代价低。

摘要：提出了基于移动对象运动轨迹的时空立方体模型,在该模型中,移动对象的运动轨迹按一定时间间隔划分,每段运动轨迹对应一个最小外接时空长方体,它是存储、访问的一个基本单位。基于该模型设计了相应的时空索引和时空查询算法。验证表明,模型在减少数据冗余和时空查询性能方面有较大提高。

摘要：重点集中在移动对象索引方法中的查询技术.首先,提出了一种混合树——PQR树用于受限移动对象的索引结构,然后利用指数平滑方法实现了将来时刻的查询.实验表明,该方法的查询效率优于目前最具代表性的时空索引结构——TPR树.

摘要：在处理路网移动对象时,由于HBase只能采用key查询,不适用于移动对象的多维查询,导致HBase存在存储索引与查询效率不高的问题。针对此问题,在HBase存储结构的基础上设计并实现了一种高效的路网移动对象HBase索引框架(RM-HBase)。首先,对原生HBase索引框架的上层HMaster和下层HRegion Server进行改进,解决分布式集群数据的热点分布问题,提高空间数据的查询效率;其次,提出路网移动索引——RN-tree,解决空间划分中的"死空间"问题,同时提高空间中路段的查询效率;然后,基于上述对HBase的索引改进,分别设计了时空范围查询、时空K最近邻(KNN)查询和移动对象轨迹查询的查询算法;最后,实验选用了同样是基于HBase分布式数据库而提出的时空HBase索引(STEHIX)框架作为对比对象,分别从索引框架的性能和算法的查询效率两个方面对RM-HBase的性能进行分析。实验结果表明,所提的RM-HBase在数据的均衡分布性能和时空查询算法的查询性能方面都优于STEHIX框架,有助于提升海量路网移动对象数据的时空索引效率。