论文部分内容阅读
公路以其灵活多变、运量大和速度快的特点在现代交通中占据重要地位。运营管理作为公路生命周期的重要一环,包括养护、交通、安全、服务等方面。空间信息技术是交通信息化建设的重要组成,贯穿在公路运营管理过程中。随着近年来,我国高分辨率对地观测系统和北斗卫星导航系统建设稳步推进,物联网、车联网技术不断推广,交通运营管理空间数据逐步呈现出体量大、种类多、速度快、价值高的大数据特征。传统存储管理方式不仅难以满足大数据的需求,更缺乏对条带状空间数据的针对性。因此,如何高效地存储管理公路运营管理空间大数据,是当下亟待解决的问题。本文基于NoSQL数据库和分布式云存储,围绕公路运营管理空间数据的特征和管理需求,提出公路空间大数据条带降维组织模型与公路空间大数据多态混合存储架构,解决海量多源异构公路运营管理空间大数据的存储检索效率问题。本文主要研究内容如下:(1)公路运营管理空间大数据特征分析:通过对不同数据来源进行分析,总结出其大数据特征和条带状空间分布特性。进而根据其特点对数据进行分类,并明确存储管理需求,使得数据组织与存储的设计更具针对性。(2)公路空间大数据条带降维组织模型:通过分析空间数据降维的理论和方法,指出划分空间格网是空间数据降维的有效方式,也是空间编码的基础。通过对Geohash格网与公路空间的尺度对比,提出公路空间格网划分方法。将基于Geohash格网的空间数据降维方法,与公路本身一维的线性参照系统相结合,提出公路空间大数据条带降维组织模型,并设计了点、线、面三类公路空间大数据的存储检索方式。(3)公路空间大数据多态混合存储架构:在深入分析不同空间大数据存储技术的基础上,将NoSQL数据库、分布式云存储及空间数据库引擎三者无缝结合,对动态与静态、结构化与非结构化、空间与非空间等多态的公路空间大数据进行混合存储。提出索引关联的混合存储协调管理引擎,通过空间信息降维进行索引,建立公路空间大数据之间的关联,实现了公路空间大数据的无缝集成和一体化存储。针对公路空间带状特点,采用影像预分块策略提高混合存储架构中影像数据按需获取的效率。(4)公路运营管理空间大数据管理原型系统:设计了原型系统的框架,实现了数据入库、数据检索、系统运行监控、数据可视化等核心功能,并介绍了原型系统在公路地质灾害应急处理中的应用。通过与传统的空间数据库引擎进行检索性能对比实验,论证了本文提出的公路运营管理空间大数据存储管理技术是可行的,并具有很好的性能。