1.2.1　基本概念

空间数据查询是根据给定的约束条件,从空间数据集中检索相应的空间对象形成结果集。在大数据时代的背景下,海量空间数据的查询和索引在地图可视化、图像检索、数据处理、模式识别等诸多领域都有广泛的应用,如何实现空间数据的快速查询和可视化成为人们关注的热点问题。然而,对于海量的空间数据查询需求,精确的空间查询任务难以实现交互式的快速响应,同时,空间查询的结果通常为地理要素(空间对象)的集合,难以将一般的数据库查询方法应用到现有的空间数据查询中来。因此,适当降低查询精度的空间近似查询技术(Spatial Approximate Query Process,SAQP)应运而生。

本书面向海量地理要素实时交互式可视化需求,探究空间近似查询技术。地理要素交互式可视化是指用户通过漫游、缩放、变换视角等操作对任一区域的要素数据进行在线浏览,实现特定地理要素的更新、在线编辑和上传。对于大规模、精细化的地理要素数据集,地理要素的交互式可视化和在线编辑是非常困难的,这是因为当用户任取一个地理范围时,该范围内所有要素的大小无法预计,数据结果将无法有效传输和使用,难以实现交互式可视化和在线数据编辑。(https://www.daowen.com)

目前,互联网地图服务采用地图瓦片的方式实现交互式的地图可视化。主要实现方法是:首先,在地理要素数据集的基础上预先分块生成规则瓦片,包括含图像像素的栅格瓦片和含坐标数据的矢量瓦片;然后基于瓦片提供地图服务以应用于在线的地理数据浏览。然而,地图瓦片的方式进行交互式可视化的实现存在一些局限:用户难以自行选择浏览的数据内容;由于数据瓦片化,地理要素的一致性不易保持,无法进行编辑;要素数据频繁更新的情况下,必须重新生成所有与更新要素相关的规则瓦片,这一过程较为消耗资源。

直接使用地理要素数据集的空间近似查询结果进行数据可视化和数据编辑是一种有效的解决方法。近似是指计算结果有可能不是最精确的,但是在用户可以容忍的误差范围之内,并且有着较低的资源消耗。资源指在计算机复杂理论之中的标准,包含空间、时间或者查询次数等。