[发明专利]一种基于连续内存的地理要素高效访问方法

说明书

本发明属于数据访问技术领域，具体为一种基于连续内存的地理要素高效访问方法，包括如下步骤：步骤1：建立内存组织模型，在内存单元上，使用8字节的连续单位，因为相等大小的内存更容易跳转，并使随机访问成为可能。为了简化存储，参考Shapfile的方式，不区分多线(MultiLineString)与多面(MultiPolygon)，形成的四种要素类型的内存结构，其结构合理，该方法可以支持主要地理要素类型的快速访问，支持Shapefile、PostGIS两种主流地理要素数据外部存储源。

技术领域

本发明涉及数据访问技术领域，具体为一种基于连续内存的地理要素高效访问方法。

背景技术

随着地理信息采集技术的发展，地理数据的规模不断扩大，要求GIS算法能够快速访问较大规模的数据，地理要素数据作为一种重要的地理信息类型，在国土、地质、水文等领域起到关键作用，这些应用迫切需要提高地理要素数据访问的效率。

当前地理要素数据的主流访问方法是通过OGR、ArcEngine等面向对象的程序库，这些访问库的特点是将地理要素及其组成拆散成多层、多个小的对象，在内存分散存储，这些对象的创建和删除为数据访问带来了很高的负荷，影响了地理要素数据访问的性能，对地理要素简单遍历的时间甚至数倍于从外存读取数据文件的时间。当前基于连续内存的要素格式包括WKB、FlatGeoBuf等，这些格式主要面向外存存储，常常采用与内存不同的大小端，需要额外的序列化/反序列化开销，同时，由于这些格式通常采用非常紧凑的存储空间排布，访问程序往往需要从空间开始进行线性读取，不能支持有效的并行访问。在实际使用中，这些基于连续内存的类型由于访问困难，往往仅作为外存格式存在，在使用中仍然需要转换为多层、多个小对象，并不能解决前述性能问题。

为此，需要提出一种基于连续内存的地理要素访问方法，克服大量小对象带来的性能问题，同时提供快速、友好的访问接口。

发明内容

本部分的目的在于概述本发明的实施方式的一些方面以及简要介绍一些较佳实施方式。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

本发明的目的是为地理信息应用开发人员提供一个高效、易用的地理要素访问方法，该方法可以支持主要地理要素类型的快速访问，支持Shapefile、PostGIS两种主流地理要素数据外部存储源。

为解决上述技术问题，根据本发明的一个方面，本发明提供了如下技术方案：

一种基于连续内存的地理要素高效访问方法，其包括如下步骤：

步骤1：建立内存组织模型，在内存单元上，使用8字节的连续单位，因为相等大小的内存更容易跳转，并使随机访问成为可能。为了简化存储，参考Shapfile的方式，不区分多线(MultiLineString)与多面(MultiPolygon)，形成的四种要素类型的内存结构；

每个要素头部为id，尾部设置一个终结符，方便从任何位置开始遍历余下的要素；

中间部分分为索引区与数据区，数据区连续存储点坐标，取用时可以直接按照双精度浮点数批量读取；索引区存储坐标的结构关系，取用时按64位整型读取；

索引区可包含多层，面要素具有两层索引，第一层的值指示第二层的位置，面要素的第二层与线要素、多点要素的第一层索引指示数据区的位置，点要素没有索引区；

索引区末尾冗余存放下一级索引区的长度(面要素)或点的总数，方便直接读取要素的概况而无需遍历，也使得第n+1个索引值减去第n个索引值具有一致的语义，即第n个结构单元的长度；

步骤2：设置软件结构