[发明专利]面向海量矢量数据检索的QRB树索引方法

权利要求书

1.一种面向海量矢量数据检索的QRB树索引方法，其特征在于：包括以下步骤，

S1、构建QRB树索引：利用四叉树将矢量数据所在空间划分为不同层级的四叉树网格，为每个四叉树网格设置一颗R树和一个桶；给定一个矢量要素，选择不超过四叉树网格边界且最接近当前矢量要素范围的四叉树网格作为隶属网格；将该矢量要素分别插入至隶属网格相关联的R树和桶中；当所有矢量要素插入完毕后，建立随机访问结构存储所有的非空R树和非空桶，形成QRB树索引；

S2、利用QRB树进行精确检索：给定一个矩形检索框，分解矩形检索框为若干命中网格，将命中网格分为内部命中网格、边界命中网格和角点命中网格；根据命中网格的类型分别从其关联的桶或R树中检索，进而得到内部候选要素集、边界候选要素集和角点候选要素集；通过精细求交测试排除角点候选要素集中不与矩形检索框相交的要素后得到新的角点候选要素集；将内部候选要素集、边界候选要素集和新的角点候选要素集合并，形成最终的检索结果集。

2.如权利要求1所述的面向海量矢量数据检索的QRB树索引方法，其特征在于：步骤S1中，选择不超过四叉树网格边界且最接近当前矢量要素范围的四叉树网格作为隶属网格，具体为，

S11、给定一个矢量要素，计算当前矢量要素MBR对应的四叉树网格的层级l；

S12、根据当前要素MBR的范围和位置，计算当前要素MBR在层级l下的四叉树网格作为隶属网格。

3.如权利要求2所述的面向海量矢量数据检索的QRB树索引方法，其特征在于：步骤S11中，计算当前要素MBR对应的四叉树网格的层级l，具体为：

其中，Ω_x和Ω_y分别为当前要素MBR沿x轴的维度大小和沿y轴的维度大小；若四叉树网格为全球范围的网格，则L⁰＝a，否则，其中，ω_x和ω_y分别为包含所有矢量要素的整个数据集的MBR沿x轴的维度大小和沿y轴的维度大小，a为一固定常数。

4.如权利要求1所述的面向海量矢量数据检索的QRB树索引方法，其特征在于：步骤S1中，将矢量要素插入至隶属网格相关联的桶中，具体为，

S13、根据R树索引的插入算法，将当前要素插入至隶属网格所关联的R树中；

S14、将当前要素的ID或指针追加至隶属网格所关联的桶所对应的数组中。

5.如权利要求1-4任一项所述的面向海量矢量数据检索的QRB树索引方法，其特征在于：步骤S1中，建立随机访问结构存储所有的非空R树和非空桶，具体为，

S15、初始化R树地址数组和桶地址数组，初值设置为空地址，R树地址数组和桶地址数组的大小均为且N_k为第k层级四叉树网格的总数量，L0为最大允许层级；

S16、依照四叉树网格编码的顺序依次对所有非空的R树进行拼接，将结果保存至R树集文件，将每个非空的R树在R树集文件的首地址登记在R树地址数组的第c个元素上，且c为当前非空R树所关联的四叉树网格的编码；

S17、依照四叉树网格编码的顺序依次对所有非空的桶进行拼接，将结果保存至桶集文件，将每个非空的桶在桶集文件的首地址登记在桶地址数组的第c个元素上，且c为当前非空桶所关联的四叉树网格的编码；

S18、将R树地址数组和桶地址数组分别写入对应的文件中，R树地址数组文件、桶地址数组文件、R树集文件及桶集文件共同形成随机访问结构即QRB树索引。

6.如权利要求5所述的面向海量矢量数据检索的QRB树索引方法，其特征在于：步骤S16和步骤S17中，四叉树网格的编码，具体计算方式为：

其中，N_k为第k层级四叉树网格的总数，M为当前网格单元在第l层级四叉树网格的列数，i和j为当前网格单元在第l层级四叉树网格的列和行序号。

步骤S2中，分解矩形检索框为若干命中网格，具体为，采用四叉树网格的划分方法划分当前矩形检索框，生成所有层级小于L⁰且与当前矩形检索框相交的四叉树网格为命中网格。