空間數據庫索引技術探討

    行業科技

    作者：李豔紅

    【摘要】空間索引是空間數據庫中最關鍵的技術之一，空間索引技術決定著空間數據庫應用中的空間查詢和分析的性能，也決定著空間數據庫能否支持更多的並發用戶。本文從四個方麵對空間數據庫索引技術進行了一個簡要的概述。

    【關鍵詞】空間數據庫；索引技術；Web技術；高維空間

    隨著空間數據應用的增加，存儲空間開銷的加大以及索引空間重疊的劇增，空間數據庫的索引性能下降。為提高空間查詢的效率，空間數據庫索引技術應運而生。下麵我們將從四個方麵來對空間數據庫索引技術進行探討。

    1.高維空間索引技術

    隨著三維地理信息係統、多媒體數據庫及時空數據庫的研究和發展，對多維空間目標的搜索及更新功能的要求越來越迫切。而目前常用的空間索引技術，主要是針對一維或二維空間中的空間數據。將這些索引技術運用於三維或更高維空間數據時，其查詢效率將大大降低，有時索引機製甚至不起到作用。因此，如何索引這些高維數據是一個很大的挑戰，有必要研究新的可擴展的高維索引技術，使之不但能有效地檢索一維或二維空間數據，而且能有效地檢索高維的空間數據。

    高維空間數據索引的一種實現方法是降維，然後再降維後的子空間運用一維或多維空間索引技術。其降維的方法包括空間填充曲線、奇異值分解、距離映射算法等。由於高維空間數據索引結構的複雜性，高維空間數據索引技術的研究仍然存在很多問題有待於進一步探討。

    2.基於空間關係的索引技術

    基於空間關係的數據索引技術在空間數據庫中占有十分重要的地位。這是因為，空間數據庫涉及對現實世界大量具有不規則幾何形狀空間目標的處理，這些目標之間存在著複雜的空間關係。很多查詢和分析操作都是基於目標間空間關係的。隻有在相應的空間數據結構基礎上，依據目標間的空間關係建立良好的索引機製，才有可能有效地提高對空間數據的處理效率，尤其是空間查詢的效率。否則，查詢某個空間目標時，必須將該目標的特征值與空間數據庫中存儲的所有目標進行一一比較，以最終確定要查找的目標，這顯然是令人難以容忍的。由此可見，基於空間關係的空間索引技術研究具有十分重要的意義。

    目前的空間索引技術都有其固定的優勢和不足，其共同特點是基於空間目標的空間位置來建立相應的索引結構，其主要目的是提高空間數據庫係統中區域查詢效率。然而目前的空間索引技術難以根據目標之間的空間關係來建立有效的檢索機製，從而極大地影響了係統的功能和效率。若能根據空間目標之間的某些空間關係來動態地相應的索引機製，使之能夠依據目標間的空間關係，快捷地查找到相關的目標，這必將極大地提高空間查詢和空間分析的效率，從而有效地擴充空間數據庫係統的數據組織、數據分析和數據維護功能。

    3.基於Web技術的空間索引技術