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基于P2P网络的矢量地理数据组织与索引技术的研究

作　者: 黄琳
导　师: 吴家皋
学　校: 南京邮电大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: P2P网络 矢量数据 空间索引 四叉树 Chord
分类号: P208
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 25次
引　用: 3次
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内容摘要


随着地理信息系统的普及，越来越多的用户希望在线获取空间服务和空间数据。空间信息在线服务面临着许多挑战：海量空间数据的网络传输导致传输速度缓慢；大量并发用户的请求致使服务器性能下降。目前的研究多局限于服务器端，难以提高系统性能。对等（Peer-to-Peer，简称P2P）网络的出现为解决上述问题提供了新的途径。P2P网络能充分利用用户端的计算和服务能力，从而能显著提高分布式矢量地理数据组织的效率与索引的性能。本文对基于P2P网络矢量数据组织方式和空间数据索引技术进行了深入研究和探讨。在矢量数据组织方面，本文提出一种基于分布式拓扑的P2P矢量地理数据表示模型；该模型采用矢量数据分片和合并的思想，对WKT(Well-Known Text)进行扩展，提高了网络中数据传输效率。在空间索引技术方面，本文提出一种基于混合结构的P2P空间数据索引网络结构；该结构由分布式四叉树(Distributed Quad-Tree)和基于分布式哈希表（Distributed Hash Table，简称DHT）的Chord网络组成，集合了Chord网络良好的负载均衡性能以及Quad-Tree检索的高效性；经排队网络理论的分析，该结构具有良好的可扩展性和高效性。最后，本文实现了基于P2P的矢量地理数据在线服务原型系统；该系统基于JXTA平台，采用Java技术实现；测试结果表明该系统能提供较完善的、高效率的矢量地图服务。本文的研究成果对矢量地理数据在线服务关键技术提供了新思路和新方向，具有较高的理论价值和较好的应用前景。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
第一章 绪论  9-14
  1.1 研究背景  9-10
  1.2 国内外研究现状  10-11
    1.2.1 矢量地理数据的组织  10-11
    1.2.2 空间数据索引技术  11
  1.3 论文研究目标及内容  11-12
    1.3.1 研究目标  11-12
    1.3.2 研究内容  12
  1.4 论文来源和主要贡献  12-13
    1.4.1 论文来源  12-13
    1.4.2 论文主要贡献  13
  1.5 论文组织结构  13-14
第二章 P2P 网络技术与JXTA 研究概述  14-27
  2.1 P2P 网络技术研究概述  14-22
    2.1.1 P2P 网络的发展经历  14-15
    2.1.2 P2P 的核心机制  15-17
    2.1.3 结构化P2P 网络应用研究  17-18
    2.1.4 Chord 网络的研究  18-22
  2.2 JXTA 研究概述  22-26
    2.2.1 JXTA 概述  22-24
    2.2.2 JXTA 协议分析  24-25
    2.2.3 JXTA 的覆盖网和路由定位  25-26
  2.3 本章小结  26-27
第三章 空间数据索引研究  27-38
  3.1 引言  27
  3.2 基于集中式的空间索引技术  27-32
    3.2.1 Quad-Tree  28-30
    3.2.2 R-Tree  30-31
    3.2.3 R*-Tree  31
    3.2.4 R+-Tree  31-32
  3.3 基于分布式的空间索引技术  32-36
    3.3.1 分布式MX-CIF Quad-Tree  33-35
    3.3.2 P2PR-Tree  35-36
  3.4 分析和比较  36-37
  3.5 本章小结  37-38
第四章 基于分布式拓扑的P2P 矢量地理数据表示模型的研究  38-46
  4.1 引言  38
  4.2 表示模型的建立  38-42
    4.2.1 数据分片与合并的思想  39
    4.2.2 WKT 格式的定义  39-42
  4.3 表示模型的实现  42-43
  4.4 表示模型的分析  43
  4.5 数据表示模型的测试  43-45
  4.6 本章小结  45-46
第五章 基于混合结构的P2P 空间数据索引网络的研究  46-54
  5.1 引言  46
  5.2 HPSIN 体系结构  46-49
  5.3 网络模型与性能分析  49-53
    5.3.1 Chord 网络建模  49-50
    5.3.2 P2P Quad-Tree 网络模型  50-51
    5.3.3 模型分析结果  51-53
  5.4 本章小结  53-54
第六章 基于P2P 的矢量地理数据在线服务原型系统的设计与实 现  54-79
  6.1 原型系统总体设计  54-66
    6.1.1 设计内容  54
    6.1.2 系统体系结构  54-55
    6.1.3 关键数据集  55-56
    6.1.4 数据预处理算法  56-57
    6.1.5 网络数据初始化算法  57-59
    6.1.6 矢量数据查询算法  59-62
    6.1.7 空间数据组策略算法  62-66
  6.2 原型系统详细设计与实现  66-72
    6.2.1 系统框架  66-68
    6.2.2 状态集数据结构的实现  68-69
    6.2.3 消息的定义与实现  69-70
    6.2.4 基本类说明  70-72
  6.3 原型系统测试  72-78
    6.3.1 测试环境  72-73
    6.3.2 测试数据和参数  73
    6.3.3 网络部署  73-74
    6.3.4 构建网络  74-75
    6.3.5 功能测试  75-77
    6.3.6 性能测试分析  77-78
  6.4 本章小结  78-79
第七章 总结与展望  79-81
  7.1 总结  79-80
  7.2 展望  80-81
致谢  81-82
攻读硕士学位期间的学术成果  82-83
攻读硕士学位期间参加的科研项目  83-84
图表清单  84-86
参考文献  86-89

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中图分类: > 天文学、地球科学 > 测绘学 > 一般性问题 > 测绘数据库与信息系统
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