面向矢量瓦片的高效空间数据处理技术的研究与实现

论文摘要

随着地图测绘技术的发展,原始地图数据量呈现爆炸式增长,对地图数据处理的空间及时间效率提出了更高需求。面对此需求,提出了面向矢量瓦片的矢量数据高效并行切片技术,在海量矢量数据的高效处理上,本课题提出了一种可行的方法,实验结果表明,此并行处理技术在提高矢量数据切片效率上有显著效果。首先,本文从矢量数据模型以及矢量要素处理策略两方面对矢量切片策略进行了研究,确定了面向分布式的矢量数据存储模型以及分别针对点线面空间实体要素的处理策略。在此基础上,本文对矢量瓦片的高性能存储模型、矢量数据并行处理方法以及基于Map-Reduce的并行处理支撑技术进行了研究。基于上述模型、策略、算法的研究,本文提出了矢量瓦片高效处理服务的总体架构,分别从底层支撑平台、中间服务层设计以及应用层多线程/进程的执行设计三个方面进行描述,并在文中设计了矢量数据、矢量瓦片的存储模型,分布式并行切片方案以及作为适配的矢量瓦片上传服务实现。最后,本文进行了传统切图实验以及多机并行切图实验,并对实验结果进行对比分析。本课题的实验数据源为原始地图矢量数据,矢量数据经过切片以及瓦片服务上传至数据存储平台（Hbase）进行显示,而传统的切片工具,海量矢量数据切图往往需要数周甚至更多的时间,那么针对矢量数据特性进行合理的任务划分,通过并行分布式处理服务进行分布式切图,并且在服务端进行并行上传,可以大幅度提升矢量数据整体处理效率。

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摘要

ABSTRACT

缩略词

第一章绪论

1.1 课题背景

1.1.1 空间数据处理发展现状

1.1.2 空间数据高效处理必要性

1.2 选题国内外研究现状

1.2.1 国外研究现状

1.2.2 国内研究现状

1.3 论文研究目标与内容

1.3.1 论文研究目标

1.3.2 矢量数据切片策略研究

1.3.3 矢量数据高效并行切图技术研究

1.4 论文结构安排

第二章矢量数据切片策略研究

2.1 矢量数据的存储模型分析

2.1.1 矢量数据模型原理分析

2.1.2 矢量数据的拓扑模型

2.1.3 矢量数据的非拓扑模型

2.2 矢量要素处理策略研究

2.2.1 点状要素的处理策略

2.2.2 线状要素的处理策略

2.2.3 面状要素的处理策略

2.3 本章小结

第三章矢量数据高效并行处理技术的研究

3.1 矢量瓦片高性能存储模型研究

3.1.1 矢量瓦片逻辑模型研究

3.1.2 矢量瓦片物理模型研究

3.1.3 HBase存储模型研究

3.2 矢量数据并行处理模型研究

3.2.1 矢量数据分布式存储模型研究

3.2.2 矢量瓦片列式数据库存储模型研究

3.2.3 矢量数据并行切图模型研究

3.3 矢量瓦片并行处理支撑技术研究

3.3.1 传统并行处理能力研究

3.3.2 分布式并行计算处理方法研究

3.3.3 矢量瓦片并行处理架构研究

3.4 本章小结

第四章矢量瓦片高效处理服务的设计与实现

4.1 总体设计

4.2 数据模型设计

4.2.1 矢量数据分布式存储模型设计

4.2.2 矢量瓦片的高性能存储模型设计

4.3 矢量数据并行处理模型设计

4.3.1 矢量数据并行切片设计思路

4.3.2 基于并行的单图幅切片设计

4.3.3 基于并行的切图任务划分设计

4.4 矢量瓦片处理服务实现

4.4.1 高效并行切图任务调度实现

4.4.2 高效并行切图处理任务实现

4.4.3 矢量瓦片落地存储实现

4.5 本章小结

第五章矢量数据高效切图实验结果与分析

5.1 实验环境

5.2 并行切图实验及结果对比

5.2.1 传统并行切图实验

5.2.2 多机并行切图实验

5.3 本章小结

第六章总结与展望

6.1 论文工作总结

6.2 研究方向展望

参考文献

致谢

在学期间发表的学术论文及取得的研究成果

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 李瀚

导师: 聂颖

关键词: 矢量数据,要素抽稀,矢量瓦片,并行分布式,瓦片

来源: 中国电子科技集团公司电子科学研究院

年度: 2019

分类: 基础科学,信息科技

专业: 自然地理学和测绘学,计算机软件及计算机应用,计算机软件及计算机应用

单位: 中国电子科技集团公司电子科学研究院

分类号: TP311.13;P208

DOI: 10.27728/d.cnki.gdzkx.2019.000006

总页数: 74

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