空间数据的分布式存储与管理的设计与实现

发布时间：2017-10-19 18:44

  本文关键词：空间数据的分布式存储与管理的设计与实现

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【摘要】：地理信息系统的一个重要组成部分是空间数据管理系统，作为一门联系空间地理信息的理论与方法的交叉学科，主要包括空间数据的采集、存储、查询、分析和展现，通过建立地理数据模型，分析空间物体，为用户提供空间数据相关的查询服务，帮助用户决策。 近年来，随着空间数据采集设备的精度越来越高以及空间数据的多样性增大，大规模获取空间数据越来越容易，因此空间数据量呈现爆发式的增长势态。大规模的空间数据需要进行可靠的存储，同时还需要被大量用户快速访问，传统的数据存储和处理方案已经不能适应空间数据发展的需求，成为了业务发展的瓶颈。如果引入分布式存储和管理系统，把这些数据分配在多个数据库存储节点上，这些数据库存储节点可以并行地处理服务请求。将分布式数据库应用于空间数据存储，可以提高空间数据的存储能力，提高数据查询速度，，提高网络的响应能力。 本文的主要内容有以下几点： 第一，根据“吉林省村镇规划与建设信息系统”项目的需求，对空间数据和空间数据库进行初步研究，了解空间数据的特征，PostgreSQL的基本特性，PostGIS对空间数据存储和处理的支持。实现空间数据的存储与读取。 第二，着重研究了栅格数据分割，提高空间数据的存储效率和访问速度；学习PostgreSQL数据库理论知识，利用索引优化空间数据的查询速度；研究中间件pgpool-II对数据表的分割和复制，并发访问的负载均衡，把数据库扩展到分布式系统中，进一步提高存储效率和访问速度。 第三，使用Spring Framework和Spring MVC实现服务器系统。服务器系统访问中间件pgpool-II，pgpool-II合理分配空间数据访问量到各个PostgreSQL数据库存储节点，以达到对服务器资源和分布式存储节点的合理利用，同时提高整个系统的响应能力。 经过测试运行，该系统达到了项目需求的功能和稳定性。本文设计与实现的空间数据的分布式存储与管理为空间数据的理论研究和实际利用提供了一些参考。
【关键词】：地理信息系统 空间数据 分布式 PostgreSQL PostGIS pgpool-II Spring MVC
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：P208
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 绪论10-13
• 1.1 背景10
• 1.2 本文研究的意义10-11
• 1.3 国内外相关技术和产品11
• 1.4 论文结构安排11-12
• 1.5 本章小结12-13
• 第2章 空间数据及开发平台概述13-20
• 2.1 空间数据及空间数据库的概述13-14
• 2.1.1 空间数据及其特征13
• 2.1.2 空间数据库及其特征13-14
• 2.2 PostgreSQL 概述14
• 2.2.1 PostgreSQL 的存储14
• 2.2.2 PostgreSQL 的并发控制14
• 2.3 PostGIS 概述14-16
• 2.3.1 PostGIS 的特点15
• 2.3.2 基于 SQL 的空间查询15-16
• 2.4 pgpool-II 概述16-17
• 2.5 Spring Framework 概述17-18
• 2.6 本章小结18-20
• 第3章 空间数据存储与管理的关键技术20-28
• 3.1 项目介绍20
• 3.2 空间数据处理20-21
• 3.3 数据库索引21-24
• 3.3.1 B-Tree 索引21-22
• 3.3.2 R-Tree 索引22-24
• 3.3.3 GiST 索引24
• 3.4 分布式管理24-27
• 3.4.1 数据表的分割24-27
• 3.4.2 数据表的复制27
• 3.4.3 负载均衡27
• 3.5 本章小结27-28
• 第4章 空间数据的分布式存储与管理的设计与实现28-43
• 4.1 信息系统总体设计28
• 4.2 空间数据库建立28-32
• 4.2.1 OpenStreetMap 数据29-30
• 4.2.2 地形图栅格数据30
• 4.2.3 报表数据及其它30-32
• 4.3 分布式数据库的实现32-35
• 4.3.1 pgpool-II 的安装32
• 4.3.2 pgpool-II 的配置32-35
• 4.4 服务器端实现35-42
• 4.4.1 Maven35-36
• 4.4.2 地形图的实现36-37
• 4.4.3 淹没分析的实现37-40
• 4.4.4 行政区划的实现40-41
• 4.4.5 报表系统的实现41-42
• 4.5 本章小结42-43
• 第5章 系统功能模块测试43-47
• 5.1 测试步骤43
• 5.2 测试环境43-44
• 5.3 模块测试44-45
• 5.4 压力测试45-46
• 5.5 本章小结46-47
• 第6章 总结与展望47-49
• 6.1 本文工作总结47
• 6.2 未来工作的展望47-49
• 参考文献49-51
• 作者简介及在学期间所取得的科研成果51-52
• 致谢52

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前6条

1 丁恺;;浅谈分布式数据库在地理信息系统中的应用[J];测绘与空间地理信息;2012年03期

2 王小兵;孙久运;;地理信息系统综述[J];地理空间信息;2012年01期

3 韩宁;李威;;基于网络的地理信息系统(WebGIS)关键技术研究与实践[J];湖南工程学院学报(自然科学版);2013年01期

4 周莹莲;刘甫;;服务器负载均衡技术研究[J];计算机与数字工程;2010年04期

5 李静;王冬利;;浅析空间数据库[J];科技信息;2010年28期

6 罗春波;王淑芳;赵绍广;;Global Mapper软件在复杂地表条件下的应用[J];物探装备;2010年04期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 霍旭光;基于云计算的大规模地形数据处理方法的研究[D];中国地质大学（北京）;2013年

本文编号：1062758