空间属性优先的时空轨迹数据文件在辅助存储设备中的存储方法技术

本发明专利技术公开一种空间属性优先的时空轨迹数据文件在辅助存储设备中的存储方法，依次包括以下步骤：采用均匀网格对轨迹进行分段处理，将轨迹与网格的交叉点作为轨迹的分割点；在完成所有轨迹分段操作之后，同一网格的轨迹段被集中组织；最后以“数据文件”形式作为存储单元将网格中的轨迹段存入存储设备。发明专利技术根据用户对于时空轨迹数据访问空间属性的特点针对性地设计数据文件的格式，具有无数据缺失、高I/O效率和易于实现等特点，适用于轨迹数据的存储管理和数据分析与挖掘领域。

Storage method of space attribute priority spatiotemporal trajectory data file in auxiliary storage device

The invention discloses a method for storing space attribute priority of trajectory data files in a secondary storage device, comprises the following steps: the trajectory is segmented by the uniform grid, the grid will track and cross track as segmentation point; after the completion of all sections of the track, track segments of the same grid is the centralized organization; and finally to \data files\ form as the storage unit will track the grid into storage equipment. According to the characteristics of users accessing spatial attributes for spatio-temporal trajectory data, the invention designs data file format in a targeted way, which has the characteristics of no data missing, high I/O efficiency and easy implementation. It applies to the field of trajectory data storage management and data analysis and mining.

【技术实现步骤摘要】
空间属性优先的时空轨迹数据文件在辅助存储设备中的存储方法
本专利技术属于时空数据的存储管理技术，具体涉及一种空间属性优先的时空轨迹数据文件在辅助存储设备中的存储方法。
技术介绍
近年来，随着全球定位技术和网络通信技术的发展和成熟，移动终端产生的时空轨迹数据的规模越来越大。在综合考虑存储设备的技术性能与价格成本之后，通常轨迹数据采用辅助存储设备(如磁盘)进行存储。但是，轨迹数据的挖掘算法常常在执行过程中引发大量的随机I/O操作，这成为了影响算法性能提升的重要因素。通过研究时空轨迹数据在辅助存储设备中的存储方法，减少随机I/O操作次数，缩短执行时间，有效提升挖掘算法的执行性能。关于轨迹数据的存储方案，工业界普遍采用成熟的数据库技术。例如，甲骨文公司的OracleSpatial产品基于对象-关系模式存储和管理空间数据，其中的SDO_GEOMETRY对象类型可以用来存储轨迹数据。又如，微软公司的SQLServer同样提供了对空间数据的支持功能。开源数据库PostgreSQL的扩展插件PostGIS提供的空间数据类型也可以构造出Trajectory数据类型。上述软件产品大多采用基于关系数据库扩本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种空间属性优先的时空轨迹数据文件在辅助存储设备中的存储方法，其特征在于：依次包括以下步骤：(1)采用均匀网格对轨迹进行分段处理，将轨迹与网格的交叉点作为轨迹的分割点；(2)在完成所有轨迹分段操作之后，同一网格的轨迹段被集中组织；(3)以“数据文件”形式作为存储单元将网格中的轨迹段存入存储设备；(4)对存储之后的轨迹数据文件进行初始化、轨迹添加、顺序读取和时间查询操作；其中，时空轨迹数据集TrajDB＝(Traj1,Traj2,…,Trajn)，轨迹Traji＝<pi1,pi2…pim>，pij代表轨迹Traji中的第j个点，每个点包含x，y和t三种属性，分别代表在t时刻移动对象的...

【技术特征摘要】
1.一种空间属性优先的时空轨迹数据文件在辅助存储设备中的存储方法，其特征在于：依次包括以下步骤：(1)采用均匀网格对轨迹进行分段处理，将轨迹与网格的交叉点作为轨迹的分割点；(2)在完成所有轨迹分段操作之后，同一网格的轨迹段被集中组织；(3)以“数据文件”形式作为存储单元将网格中的轨迹段存入存储设备；(4)对存储之后的轨迹数据文件进行初始化、轨迹添加、顺序读取和时间查询操作；其中，时空轨迹数据集TrajDB＝(Traj1,Traj2,…,Trajn)，轨迹Traji＝<pi1,pi2…pim>，pij代表轨迹Traji中的第j个点，每个点包含x，y和t三种属性，分别代表在t时刻移动对象的经纬度坐标x和y；轨迹表示成由轨迹段组成的序列，即Sij代表轨迹Traji中的第j条轨迹段。2.根据权利要求1所述的空间属性优先的时空轨迹数据文件在辅助存储设备中的存储方法，其特征在于：所述步骤(3)中的数据文件包括文件首部、数据区、空闲区和索引区；所述文件首部记录数据文件的元数据，该元数据包括偏移量、文件链接、空间属性和数据容量；所述数据区中最小的存储单位为数据块，每个数据块中存储若干条轨迹段，数据块中的轨迹段包括轨迹段首部和轨迹段数据区；所述索引区记录数据区中每个轨迹段的时间信息。3.根据权利要求2所述的空间属性优先的时空轨迹数据文件在辅助存储设备中的存储方法，其特征在于：所述文件首部中的偏移量包括：(I)文件数据区偏移量是数据文件中数据区的起始位置，用于数据访问操作中定位数据区的数据；(II)文件空闲区偏移量是数据文件空闲区的起始位置，用于定位新添加数据的起始位置；(III)文件索引区偏移量是数据文件索引区的起始位置，用于读取索引和添加新数据的索引信息；当一个数据文件无法容纳所有数据时，当前数据文件通过所述文件链接来链接其他数据文件解决存储容量不足的问题，在文件首部中的前序文件链接和后序文件链接分别指向与当前数据文件相关联的前一个数据文件和后一个数据文件，方便访问邻近的数据文件；当时空轨迹数据量过大时，一份轨迹数据集必须存储在多个相互链接的数据文件中，其中每个数据文件仅对应于网格空间中的某个部分区域，采用“数据文件对应的网格区域”标识该区域；而数据文件中所有轨迹数据全体的最小外接矩形MBR也被同样保存在数据文件首部中。4.根据权利要求2所述的空间属性优先的时空轨迹数据文件在辅助存储设备中的存储方法，其特征在于：所述数据区中每个数据块的第一个字段是一个跨块标志位，跨块标志取值为0或者1，“1”表示当前轨迹段的数据存储在当前数据块和下一数据块中，读取时需要一并处理；“0”表示当前轨迹段仅存储在当前数据块中；轨迹段首部包括轨迹段长度和轨迹段ID，轨迹段长度用来表示轨迹段在当前数据块中的存储区域，轨迹段ID是轨迹段的唯一编号用于合并分散在多个数据块中的轨迹段；轨迹段数据区全部由点数据构成，每个点数据包括经度、纬度和时刻。5.根据权利要求2所述的空间属性优先的时空轨迹数据文件在辅助存储设备中的存储方法，其特征在于：所述索引区的具体字段功能描述如下：(I)轨迹段的偏移量用于定位轨迹段在数据文件中的位置；(II)轨迹段中数据的最早时刻和最晚时刻，用来筛选满足数据访问的时间条件。6.根据权利要求1所述的空间属性优先的时空轨迹数据文件在辅助存储设备中的存储方法，其特征在于：所述步骤(4)中新的数据文件默认大小为64M字节，而数据块的大小应该和辅助存储设备的“分配单元”的大小在数值上保持一致，初始化操作的具体步骤如下：新建空的数据文件，然后按照数据块的基本格式在文件首部中依次写入各相应字段的初始值。7.根据权利要求1所述的空间属性优先的时空轨迹数据文件在辅助存储设备中的存储方法，其特征在于：所述步骤(4)中当添加新的轨迹数据集时，首先采用空间网格将轨...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵斌，何浩奇，吉根林，
申请(专利权)人：南京师范大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32