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空间数据集群服务体系结构与算法研究

作 者: 杨晋强
导 师: 李广云
学 校: 解放军信息工程大学
专 业: 测绘科学与技术
关键词: 空间数据集群服务体系结构 空间数据瓦片模型 栅格空间数据 矢量空间数据 瓦片金字塔模型 网络分布方法 非均匀多磁盘系统 海量空间数据管理
分类号: TP368.5
类 型: 博士论文
年 份: 2010年
下 载: 192次
引 用: 1次
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内容摘要


本文研究空间数据集群服务体系结构与算法,主要针对数据密集型和具有高速率要求的应用,其重点是管理海量空间数据和提供高速率数据服务。论文着重在体系结构、数据存储模型和网络分布方法等方面进行研究,设计并实现了原型系统TSS。本文的研究工作主要体现在以下几个方面:1.在综合分析HPSS、MARS、DPSS等集群服务系统体系结构的基础上,提出了一种空间数据集群服务体系结构,详细阐述了该体系结构中的名字服务器、磁盘服务器、数据加载器和应用编程接口等主要部件的结构和功能。2.提出了一种用于空间数据集群服务的存储模型——空间数据瓦片模型,该模型具有局部访问直接、缓存替换简单、分布存储快捷、优化策略多样等特点。着重讨论了栅格数据瓦片模型、矢量数据瓦片模型和瓦片金字塔模型,设计了基于虚拟点的矢量数据瓦片组织方法和瓦片模型的主要数据结构。3.分析了在空间数据集群服务中采用数据分布方法的必要性,定义了二维瓦片分布问题。探讨了几种适合瓦片矩阵的分布方法,通过模拟实验比较了它们的性能。重点讨论了非均匀多磁盘数据分配和瓦片分布问题,给出了一种考虑多种约束的速率均匀逻辑磁盘划分方法和一种基于同物理磁盘同主机间“最大距离”准则的逻辑磁盘排序方法。4.设计并实现了空间数据集群服务原型系统——瓦片服务器系统TSS。实验表明,TSS能够管理海量空间数据和提供高速率数据服务,并具有良好的并发性。

全文目录


摘要  7-8
Abstract  8-9
第一章 绪论  9-17
  1.1 研究背景  9
  1.2 国内外研究现状  9-13
  1.3 主要研究内容  13-15
  1.4 论文组织  15-17
第二章 空间数据集群服务体系结构  17-35
  2.1 集群服务系统体系结构分析  17-25
    2.1.1 高性能存储系统  17-18
    2.1.2 存储区域网络系统  18-20
    2.1.3 海量-并行和实时存储  20-22
    2.1.4 分布式并行存储系统  22-25
    2.1.5 体系结构综合分析  25
  2.2 空间数据集群服务体系结构  25-34
    2.2.1 名字服务器  29-30
    2.2.2 磁盘服务器  30-32
    2.2.3 数据加载器  32-33
    2.2.4 应用编程接口  33-34
  2.3 本章小结  34-35
第三章 空间数据集群服务存储模型  35-59
  3.1 空间数据瓦片模型  35-49
    3.1.1 栅格数据瓦片模型  37-39
    3.1.2 矢量数据瓦片模型  39-44
    3.1.3 瓦片金字塔模型  44-47
    3.1.4 瓦片缓存管理机制  47-49
  3.2 瓦片模型三维可视化应用  49-52
    3.2.1 空间数据可视范围的确定  49-50
    3.2.2 最佳分辨率空间数据瓦片的检索  50-51
    3.2.3 瓦片数据的高效绘制  51-52
  3.3 瓦片模型数据结构  52-58
  3.4 本章小结  58-59
第四章 空间数据网络分布方法  59-77
  4.1 空间数据二维分布方法  59-67
    4.1.1 瓦片分布问题定义  59-61
    4.1.2 二维分布方法分析  61-67
  4.2 非均匀多磁盘数据分配  67-71
    4.2.1 无容量约束最大速率数据分配  68-69
    4.2.2 容量约束最优速率数据分配  69-71
  4.3 非均匀多磁盘瓦片分布  71-76
  4.4 本章小结  76-77
第五章 原型系统设计与实现  77-98
  5.1 原型系统设计  77-84
    5.1.1 系统组成  77-78
    5.1.2 名字服务器  78-80
    5.1.3 磁盘服务器  80-82
    5.1.4 数据加载器  82-83
    5.1.5 数据访问接口  83
    5.1.6 并行机制设置  83-84
  5.2 原型系统实现  84-92
    5.2.1 软件代码实现  84-89
    5.2.2 系统运行环境  89-90
    5.2.3 实验数据说明  90-91
    5.2.4 数据服务实验  91-92
  5.3 性能测试实验  92-97
  5.4 本章小结  97-98
第六章 总结与展望  98-100
参考文献  100-106
作者简历 攻读博士学位期间完成的主要工作  106-108
致谢  108

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 微型计算机 > 各种微型计算机 > 服务器、工作站
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