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基于Hadoop的qr树索引方法

计算机工程与设计 2013年第12期34卷 4231-4236页

作者：冯钧任锋唐志贤河海大学计算机与信息学院江苏南京211100

针对处理海量空间数据时,集中式环境在机器性能上无法满足超大计算量的性能要求问题,提出基于分布式平台Hadoop来替换集中式环境,突破机器性能瓶颈,并且利用qr-Tree为海量空间数据建立索引,同时参考MapReduce"分而治之"的思想,设计了基... 详细信息

针对处理海量空间数据时,集中式环境在机器性能上无法满足超大计算量的性能要求问题,提出基于分布式平台Hadoop来替换集中式环境,突破机器性能瓶颈,并且利用qr-Tree为海量空间数据建立索引,同时参考MapReduce"分而治之"的思想,设计了基于MapReduce并行框架处理索引创建和查询的算法。通过在分布式环境下改造qr-Tree算法为Hqr-Tree(Hadoop qr Tree)化整为零,将计算量分散到Hadoop各个计算节点中并行计算,以提高计算效率,减少响应时间。实验结果表明,Hqr-Tree处理海量空间数据具有较高的效率。

关键词： qr树空间数据索引分布式数据索引 Hadoop Mapreduce

MOQ-qr:基于qr-树的连续K近邻查询算法研究

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计算机应用研究 2010年第10期27卷 3676-3679页

作者：邹永贵宋强杨富平重庆邮电大学中韩合作GIS研究所重庆400065

综合分析了R-树和四叉树在处理移动对象的连续K近邻(简称CKNN)查询算法中的不足,提出了一种基于R树和四叉树索引结构,去解决移动对象连续K近邻查询算法。该算法通过对移动对象分配静态空间,并在研究区域内利用qr-树和hash表作为索引去... 详细信息

综合分析了R-树和四叉树在处理移动对象的连续K近邻(简称CKNN)查询算法中的不足,提出了一种基于R树和四叉树索引结构,去解决移动对象连续K近邻查询算法。该算法通过对移动对象分配静态空间,并在研究区域内利用qr-树和hash表作为索引去存储移动对象以此计算查询点与移动对象之间的空间距离。实验证明,该算法与现有算法相比,不仅提高了数据的查询效率,而且降低了系统资源的消耗。

关键词： R树四叉树 qr树移动对象空间距离

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基于位置服务的单点和轨迹差分隐私保护方案

基于位置服务的单点和轨迹差分隐私保护方案

作者：单雅巍河北大学

学位级别：硕士

基于位置服务的广泛应用和挖掘分析加速了智能终端发展。位置大数据的实时交互为用户提供各种各样便捷化服务的同时,也引发了数据滥用、个人隐私泄露等诸多问题。随着隐私泄露事件的增加,用户对自己的位置隐私越来越关注,对个人数据的... 详细信息

基于位置服务的广泛应用和挖掘分析加速了智能终端发展。位置大数据的实时交互为用户提供各种各样便捷化服务的同时,也引发了数据滥用、个人隐私泄露等诸多问题。随着隐私泄露事件的增加,用户对自己的位置隐私越来越关注,对个人数据的隐私和安全有更高的期望。如何在不影响用户查询结果的情况下保证用户位置隐私的安全,成为一项亟待解决的重要问题。针对基于位置的服务中涉及到的位置数据隐私问题进行深入研究,特别关注单点位置和轨迹位置的隐私保护。现有的差分隐私保护算法在位置数据保护方面存在一些问题,包括未充分考虑空间数据分布特征、忽视四叉树划分高度和索引效率低等问题。此外,现有的轨迹位置数据隐私保护方案存在数据可用性低的问题。为解决这些问题,提出基于qr树混合空间索引的单点位置差分隐私保护方案和基于糊C均值聚类的轨迹位置差分隐私保护方案。研究内容主要包括以下几个方面:(1)在单点位置数据隐私保护方面,提出一种基于qr树混合空间索引的差分隐私保护方案。该方案综合考虑空间数据分布特征和四叉树高度的问题,首先采用结合四叉树和R树优势的qr树混合空间索引结构,并使用霍普金斯统计量作为重要的划分依据,避免不必要的划分,对位置数据进行划分和存储。其次,为每个节点合理分配预算,对部分节点隐私预算进行调整。最后,采用差分隐私技术增强了单点位置数据的保护。通过实验验证,该方案不仅提高了空间索引效率,还降低了查询误差。与其他算法相比,运行时间提高了1.009%,查询相对误差降低了12.676%。(2)在轨迹位置数据隐私保护方面,提出一种基于模糊C均值聚类的差分隐私保护方案。该方案引入时间阈值和重复阈值,并利用模糊C均值聚类技术筛选出用户轨迹的部分位置点和聚类中心。然后,使用差分隐私技术增强了轨迹位置数据的保护。通过实验验证,该方案提高了数据可用性,与同类型算法相比轨迹失真度降低了69.89%以上。

关键词：位置隐私保护差分隐私 qr树轨迹位置模糊C均值聚类

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受限空间连接查询及代价分析

哈尔滨工业大学学报 2012年第11期44卷 118-122页

作者：杨泽雪郝忠孝哈尔滨理工大学计算机科学与技术学院哈尔滨150080 黑龙江工程学院计算机科学与技术系哈尔滨150050 哈尔滨工业大学计算机科学与技术学院哈尔滨150001

针对已有的空间连接查询算法无法解决限定范围内的空间连接查询问题,提出了受限的空间连接查询,在给定查询范围内找到满足某种空间谓词的空间对象,给出直接解决方法和基于R-树的受限空间连接查询算法.基于qr树的优良特性,提出一种基于Q... 详细信息

针对已有的空间连接查询算法无法解决限定范围内的空间连接查询问题,提出了受限的空间连接查询,在给定查询范围内找到满足某种空间谓词的空间对象,给出直接解决方法和基于R-树的受限空间连接查询算法.基于qr树的优良特性,提出一种基于qr树的受限空间连接查询算法,该算法既避免了四叉树的较大存储代价,又克服了R树的节点重复的弊端,使得受限空间连接查询可以在多棵较小的R树上进行,较好地解决了空间连接查询开销较大的问题.对所提出的算法进行代价分析,实验证明算法具有较高效率.

关键词：空间连接查询 qr树空间数据库 R树受限空间连接查询

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面向海量数据检索的矢量空间索引

面向海量数据检索的矢量空间索引

作者：韦祎中国矿业大学

学位级别：硕士

随着空间信息技术的发展,采集手段的多元化,地理空间数据的规模呈几何级增长。如何有效地组织和管理海量空间数据,使其发挥最大效益,已成为了目前迫切需要解决的问题。空间索引的检索性能决定了空间数据组织与管理的效率,直接影响后续... 详细信息

随着空间信息技术的发展,采集手段的多元化,地理空间数据的规模呈几何级增长。如何有效地组织和管理海量空间数据,使其发挥最大效益,已成为了目前迫切需要解决的问题。空间索引的检索性能决定了空间数据组织与管理的效率,直接影响后续的分析与使用。现有空间索引查询效率及精度有待提升。本文对qr树索引进行了优化,提出了一种改进的混合空间索引—qrB树索引。以英国矢量数据源为例,开展了大规模矢量数据检索与比较实验。主要研究工作与成果如下:(1)针对qr树索引在区域查询时存在R树冗余检索问题,提出了一种为每一四叉树网格扩展一个桶的改进空间索引—qrB树索引。实验表明:与qr树索引相比,粗略查询效率提高了50%以上;与Geo Hash索引相比,粗略查询效率提高了20%以上,且在大范围的检索情况下,qrB树的查询性能更为优异。(2)为避免精细查询阶段中对粗略查询结果逐一筛查,提出了一种将命中网格分解为边界、内部及角点网格,并将筛查范围限制在角点命中网格所包含的要素上的策略。实验表明:与qr树相比,qrB树的精查效率提升了1.5倍以上,与Geo Hash索引相比,qrB树的精查效率提升了2倍以上;其次,与传统精细查询策略相比,优化精细查询策略的检索效率平均提升了约1.2倍以上。(3)四叉树的网格最大层级(L)影响着qrB树的检索性能。通过设置多组实验分析了L的影响因素,给出了L的理论选择方法。(4)对qrB树索引中索引文件定位与访问效率低问题进行了进一步优化。设计了一种随机访问存储结构以合并大量琐碎索引文件从而提升索引的检索效率。实验表明:优化后的qrB树的检索性能比原索引性能提升了1倍以上。该论文有图35幅,表10个,参考文献87篇。

关键词：矢量数据空间索引 R树 qr树 qrB树

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嵌入式GIS地图数据快速显示算法的研究

嵌入式GIS地图数据快速显示算法的研究

作者：孙伟华西安工业大学

学位级别：硕士

随着GIS地图功能的完善,以及日益增大的地图数据量,GIS对计算机的软硬件要求也越来越高。目前,GIS在嵌入式设备上的应用也日益增多,但由于软硬件存在的局限性,内存容量有限,如果一次存储地图的所有数据,这会导致地图数据的读取时间延长... 详细信息

随着GIS地图功能的完善,以及日益增大的地图数据量,GIS对计算机的软硬件要求也越来越高。目前,GIS在嵌入式设备上的应用也日益增多,但由于软硬件存在的局限性,内存容量有限,如果一次存储地图的所有数据,这会导致地图数据的读取时间延长,占用内存空间过大,地图显示时缓冲时间过长,这样势必影响GIS地图数据的显示速度。因此,嵌入式技术与GIS技术的结合,可以根据需要一次只调入内存一部分数据,以此来解决设备内存不足和GIS地图显示速度慢的问题。本文主要通过对目前发展比较成熟的R树系列、四叉树等空间索引算法进行分析和研究,利用R树和四叉树各自具有的特点对它们结合的混合结构一qr树进行了一些改进。即先利用四叉树把GIS地图划分成四个区域,然后再对每个区域建立R树,同时,在改进后的qr树中增加了一个存储域,它主要存储不能被区域完全包含的结点,这样可以与那些能被区域完全包含的结点分开来存储,并在根区域记录下子区域所包含的结点,这样不仅可以节省内存空间,而且在对数据进行查找、插入、删除操作时可以提高空间操作的效率和提高数据的检索速度。最后,通过Visual Studio 2005集成开发环境用C#语言,对嵌入式GIS地图的功能模块进行了设计和编程实现,在Windows Mobile 6.0模拟器上运行。所实现的地图基本功能包括地图打开、放大、缩小、漫游和图层控制。在此基础上,把改进后的qr树空间索引算法应用到GIS地图中,通过对比分析,结果表明地图显示速度有一定的提高。

关键词： GIS 地图数据快速显示空间索引算法 qr树