基于Hilbert空间排列码的海量空间数据划分算法研究

在深入分析了Hilbert空间排列码的线性映射特性后,将其应用于数据划分之中,并给出了具体的实现算法。本算法既考虑了空间目标的聚集性,又考虑了各个划分结点上数据存储量的平衡性,极大地提高了并行空间数据库的处理效率。

一种采用Hilbert空间排列码的场景数据调度策略

针对大规模场景实时性浏览中的数据调度问题,提出了一种采用Hilbert空间排列码的大规模场景数据调度策略。该策略利用Hilbert空间排列码良好的空间聚集性能,同时采用了一种高效的Hilbert空间排列码生成方法,能够有效提高大规模场景数据调度时的效率。试验结果表明,与基于四叉树的调度策略相比,构建时间相当,随机读取效率显著提高。

一种基于Hilbert排列码的GIS空间索引方法

分析了基于栅格格网的索引数据结构在空间查询中的重要地位 ,讨论了基于多维数据一维映射的空间排列的优点 ,对 Morton码、Gray码、Hilbert码和 Sierpinsky码的空间聚类特征进行了分析和比较 ,得出了 Hilbert码在空间查询中效率最高的结论 .考虑到基于特征的 GIS数据模型的特点 ,兼顾内存索引与磁盘索引 ,提出了基于Hilbert空间排列的点特征二叉平衡排序树动态索引结构和基于角点回溯的线特征索引结构 ,并对其在 GIS空间查询中的应用方法进行了论述 .

一种基于空间层次分解的Hilbert码生成算法

基于 Hilbert空间填充曲线的 Hilbert空间排列码是一种优秀的线性映射方法 ,故在空间查询与索引中得到广泛应用 .传统的 Hilbert排列码算法是基于 Morton码上的二进制位操作 ,复杂度为 O(n2 ) ,在 Hilbert空间填充曲线的空间层次分解特征的基础上 ,提出了一种新的 Hilbert排列码生成算法 ,即通过栅格空间层次分解与构造区域状态转移向量 ,以递归的方式来生成 Hilbert码 ,其复杂度为 O(n) ,较之传统算法显著地提高了效率 .在此基础上 ,结合点特征空间区域查询方法 ,又进一步阐述了以 Hilbert空间排列码作为地址码的二叉平衡排序树空间索引方法的应用特点 。

紧致的Hilbert曲线Gray码索引算法

Hilbert曲线具有良好的聚簇性,使其成为设计全球立体网格多维数据索引的重要工具。但当数据集在不同维度上的分布密度存在较大差异时,常规Hilbert曲线索引会出现大量的冗余。对此,本文基于Gray码推导分析了Hilbert曲线索引的构造特点,进而设计实现了紧致Hilbert曲线索引算法,在保持Hilbert曲线良好聚簇性的同时,避免了数据维度分布差异带来的索引冗余问题。试验结果表明,相比常规Hilbert索引,紧致Hilbert曲线索引计算复杂度相当,在实例数据测试中编码耗时减少约40%,索引存储空间减少约46%,排序速度约为Hilbert排序的4.3倍。

基于不变矩和Hilbert码的矢量居民地零水印算法

提出了一种针对矢量居民地数据的零水印算法。为增强零水印的抗裁剪能力,算法利用Hilbert排列码对数据分块以便构造多个零水印。每块零水印的构造方法为:首先,利用Arnold技术置乱原始水印图像;然后,计算居民地图形的矢量不变矩集并将其映射成一个二值矩阵;最后,将置乱后的水印图像与不变矩集所映射的二值矩阵进行异或运算,完成零水印构造。实验结果表明,该算法能够抵抗常见的平移、缩放、旋转等几何攻击,对裁剪攻击也具有较好的鲁棒性。

新型二维码浅析

随着社会经济的发展,智能移动终端的普及,条码特别是二维码的应用越来越普遍,已经成为社会生产生活中不可或缺的一部分。随着二维码的普及应用,人们对其存储信息的容量提出了更高的要求。而二维码中使用较多的QR码,最多可以存储1852个英文字母。采用增加条码尺寸或增大条码密度的方法都有其局限性,在现有二维码的基础上,人们大胆设计了一种新型二维码(Novel 2D Barcode)。新型二维码的基本规则和二维码是相同的,因此,新型二维码更像是对二维码的升级。这种条码以分离条空宽度变化、条空颜色变化和纵向排列来表示信息,能在有限的几何空间内表示更多的信息。

基于Hilbert排列码与R树的海量LIDAR点云索引

本文分析当前索引方法存在问题,针对高效海量点云数据的要求,提出一种基于Hilbert码与R树的二级索引方法。论文阐述了二级索引的建立原理与方法,可通过聚类方法与R树度M值来的优化第一级索引;使用Hilbert R树作为第二索引,可以有效控制两级R树的高度,同时点云的增加与更新可只在局部进行。最后本文通过两组实验来验证该数据组织方法的可行性和跟其他索引(KD树与四叉树)进行比较,得出它是一种高效管理海量点云的方法。

基于状态转移矩阵的Hilbert码快速生成算法

空间填充曲线的空间排列码可实现多维空间到一维空间的线性映射,广泛应用于空间查询、空间索引、空间划分及影像编码等领域。Hilbert是一种优秀的空间填充曲线,具有非常好的空间聚集性。传统的Hilbert排列二进制循环位操作算法的算法复杂度为O(n2)。本文首先分析了Hilbert的分形自相似特性,推导并归纳出Hilbert状态转移矩阵,按位编码顺序定义了空间划分中的象限顺序,将Hilbert状态转移矩阵转换为C++中的数组运算,减少了Hilbert码计算过程中的嵌套循环及迭代处理,将算法复杂度降为O(n)。其次,采用位域共用体以数值计算替代了传统计算过程中的数值与字符串间类型转换,提高了Hilbert码生成算法的性能。最后,在C++环境下实现了Hilbert码快速生成算法的相关代码,并完成算法的正确性验证实验和性能对比实验。实验结果表明,本文提出的算法计算结果与二进制循环位算法的结果一致,在性能上本文算法与二进制循环位算法及空间层次分解算法相比有明显的优势。

一种基于地理信息元数据标准的空间索引体系

在分布式空间数据库网络环境下,根据标准《地理信息元数据》,建立属于具体地质调查信息平台的空间数据库级和空间索引图层级两级元数据结构,并依此集成空间数据,构建统一的空间索引数据库;在空间索引范围内通过生成Hilbert空间填充曲线扫描矩阵,得到Hilbert空间排列编码与空间索引信息的一维映射关系,设计出合理、高效的空间索引算法。通过整体规划和设计,构建了统一的运行方式﹑数据集成方法和系统体系结构。试验表明,系统通过直接对关系型数据库级表之间的操作和维护,避免了调用系统依托的ArcGIS开发平台下ArcObjects封装的相关函数,在实现空间索引功能的同时,提高了空间索引效率,为地质调查信息平台建设提供了关键的空间索引体系和良好的数据共享支持。