[發明專利]基于時空雙重近似索引的臺風海域Argo資料的快速查詢方法

在審

• 申請號: 201611118469.0
• 申請日: 2016-12-07
• 公開（公告）號: CN106599158A
• 公開（公告）日: 2017-04-26
• 發明（設計）人: 曹敏杰;許建平;劉增宏;孫朝輝;吳曉芬;盧少磊
• 申請（專利權）人: 國家海洋局第二海洋研究所
• 主分類號: G06F17/30
• 分類號: G06F17/30
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司33200
• 代理人: 張法高,傅朝棟

1.一種基于時空雙重近似索引的臺風海域Argo資料的快速查詢方法，其特征在于它的步驟如下：

1)從全球Argo資料集中提取元數據文件按照年份與月份分表存儲記錄到PostgreSQL數據庫；

2)對元數據表中的時間字段和空間字段建立索引；

3)將全球Argo資料原文件存儲到分布式文件系統HDFS；

4)將Argo資料原文件在HDFS上的存儲地址記錄到PostgreSQL數據庫中對應的元數據索引字段中；

5)服務器基于特定臺風的軌跡路徑構建時間與空間組合的查詢條件；

6)移動時空窗口以快速的近似匹配用戶的時空查詢條件，并將初步的匹配結果放到數據庫緩存池中；

7)在數據庫緩存池中，將初步的匹配結果與時空查詢條件進行精確的逐一匹配，快速定位到符合條件的Argo資料并將結果返回給用戶。

2.根據權利要求1所述的一種基于時空雙重近似索引的臺風海域Argo資料的快速查詢方法，其特征在于所述的步驟1)為：從全球Argo資料集中提取元數據時，分別提取該Argo資料的年份信息、月份信息、經緯度信息、海區信息及其他有用信息，并按照年份信息和月份信息將元數據存儲記錄到PostgreSQL數據庫對應的表中。

3.根據權利要求1所述的一種基于時空雙重近似索引的臺風海域Argo資料的快速查詢方法，其特征在于所述的步驟2)為：對元數據表中的時間字段Time和空間字段Latitude和Longitude分別建立R樹索引。

4.根據權利要求1所述的一種基于時空雙重近似索引的臺風海域Argo資料的快速查詢方法，其特征在于所述的步驟3)為：將全球Argo資料原文件存儲到分布式文件系統HDFS，存儲時進行三重冗余備份。

5.根據權利要求1所述的一種基于時空雙重近似索引的臺風海域Argo資料的快速查詢方法，其特征在于所述的步驟4)為：將Argo資料原文件存儲到HDFS上后，自動將存儲地址記錄到PostgreSQL數據庫中該原文件對應的元數據索引字段中。

6.根據權利要求1所述的一種基于時空雙重近似索引的臺風海域Argo資料的快速查詢方法，其特征在于所述的步驟5)為：當用戶統計查詢某一臺風海域的Argo資料時，服務器依據該臺風發生的時間和空間，按照公式(1)構建統計查詢條件；

STSql＝∮(dist<d_max∩time<t_max) (1)

其中∮表示時空影響域約束運算符，dist<d_max為空間影響域條件，表示小于最大臺風影響距離d_max的為有效距離空間，time<t_max為時間影響域條件，表示小于最大臺風影響時間t_max為有效時間范圍，通過空間和時間的影響域條件篩選，構建了該臺風海域符合條件Argo資料的時空統計查詢條件STSql。

7.根據權利要求1所述的一種基于時空雙重近似索引的臺風海域Argo資料的快速查詢方法，其特征在于所述的步驟6)為：設計數據庫中間引擎件，通過移動時間窗口以定位到用戶查詢條件中對應的年月份所在的分區表，即Table然后根據Argo資料的經緯度信息(lat，lon)和臺風有效的距離空間范圍dist，確定Argo資料所在的海區信息，在該分區表中利用海區字段近似匹配用戶的空間查詢條件，并將初步的匹配結果放到數據庫緩存池中。

8.根據權利要求1所述的一種基于時空雙重近似索引的臺風海域Argo資料的快速查詢方法，其特征在于所述的步驟7)為：在數據庫緩存池中，根據公式(2)將初步的匹配結果與時間查詢條件進行精確的逐一匹配，再將匹配結果根據公式(3)與空間查詢條件進行精確的逐一匹配，從而快速定位到符合條件的Argo資料并將結果返回給用戶

│Time-time│≤t_max (2)

$\sqrt{{(Latitude-lat)}^2+{(Longitude-lon)}^2}\&le;d_{max}---\left(3\right).$