【摘 要】
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随着空间数据获取技术,网络,空间数据库等技术的发展,使得网络上的空间数据资源得到了极大丰富。如何有效地管理和组织这些地理上广泛分布的海量空间数据资源,并最终为GIS提供大规模的空间数据共享平台成为亟待解决的难题。传统的分布式空间数据管理方式虽然在一定程度上缓解了这一问题,但其集中控制与局部自治相结合的体系结构所带来的单点失效,性能瓶颈以及难以扩展等缺陷阻碍了大规模的空间数据资源共享。与此同时,对等
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随着空间数据获取技术,网络,空间数据库等技术的发展,使得网络上的空间数据资源得到了极大丰富。如何有效地管理和组织这些地理上广泛分布的海量空间数据资源,并最终为GIS提供大规模的空间数据共享平台成为亟待解决的难题。传统的分布式空间数据管理方式虽然在一定程度上缓解了这一问题,但其集中控制与局部自治相结合的体系结构所带来的单点失效,性能瓶颈以及难以扩展等缺陷阻碍了大规模的空间数据资源共享。与此同时,对等计算(peer-to-peer computing,简称P2P)技术近年来飞速发展,并在文件共享、即时通信、流媒体传输以及分布式计算等多个应用领域取得了巨大的成功,被认为是未来重构分布式体系结构的关键技术。P2P系统在规模性,可用性,可扩展性等方面表现出来的优势使我们看到利用P2P技术组织管理空间数据资源从而为GIS提供大规模数据共享平台是一个很好的选择与发展方向。P2P系统的无中心控制,高动态,大规模等特点以及空间数据自身的复杂性使得P2P环境下的空间数据管理走向实际应用将面临着很多问题需要解决。由于查询是数据管理中最重要的环节,因此本文将研究工作的重点放在P2P环境中的空间查询定位问题上,目的在于为P2P空间数据管理环境提供查询支持。本文的主要贡献包括以下四个方面:(1)将P2P服务系统的思想应用到P2P数据管理中,构造了一个面向查询的P2P空间数据管理应用框架,并针对P2P空间查询提出了该环境中空间数据源的体系结构。(2)针对传统的分布式空间数据索引方法难以直接应用在P2P环境中这一问题,提出了一种基于层次化的环形覆盖网络与集中式空间数据索引技术相结合的分布式空间索引方法,并从节点的组织放置,索引的构造以及索引与节点之间的映射几个方面对该方法进行了描述。(3)基于提出的分布式空间数据索引,详细描述了如何利用该索引在P2P环境下针对空间点查询,范围查询,区域查询以及KNN查询在分组层面进行定位,并提出了在节点层面进行二次定位的方法以降低查询定位的开销。(4)针对提出的层次化覆盖网络中可能出现的节点失效情况,详细分析了失效可能会引发的问题。并基于空间接管的思想,提出了在层次化覆盖网络中的路由恢复方法以尽可能保证系统中未失效的节点对查询的响应。
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