DOI QR코드

DOI QR Code

Spatial Partitioning using filbert Space Filling Curve for Spatial Query Optimization

공간 질의 최적화를 위한 힐버트 공간 순서화에 따른 공간 분할

  • 황환규 (강원대학교 전기전자정보통신공학부) ;
  • 김현국 (강원대학교 대학원 정보통신공학과)
  • Published : 2004.02.01

Abstract

In order to approximate the spatial query result size we partition the input rectangles into subsets and estimate the query result size based on the partitioned spatial area. In this paper we examine query result size estimation in skewed data. We examine the existing spatial partitioning techniques such as equi-area and equi-count partitioning, which are analogous to the equi-width and equi-height histograms used in relational databases, and examine the other partitioning techniques based on spatial indexing. In this paper we propose a new spatial partitioning technique based on the Hilbert space filling curve. We present a detailed experimental evaluation comparing the proposed technique and the existing techniques using synthetic as well as real-life datasets. The experiments showed that the proposed partitioning technique based on the Hilbert space filling curve achieves better query result size estimation than the existing techniques for space query size, bucket numbers, skewed data, and spatial data size.

공간 질의 크기에 대한 근사치를 구하기 위해서는 입력 데이터 공간을 분할한 후 분할된 영역에 대하여 질의 결과 크기를 추정한다. 본 논문에서는 데이터 편재가 심한 공간 데이터에 대한 질의 크기 추정의 문제를 논의한다. 공간을 분할하는 기법으로 관계 데이터베이스에서 많이 사용되는 너비 균등, 높이 균등 히스토그램에 해당되는 면적 균등, 개수 균등 분할에 대한 방법을 검토하고 공간 인덱싱에 기초한 공간 분할방법에 대해서 알아본다. 본 논문에서는 공간 순서화 기법인 힐버트 공간 채움 곡선을 이용한 공간 분할을 제안한다. 제안한 방법과 기존의 방법을 실제 데이터와 인위 데이터를 사용하여 편재된 공간 데이터에 대한 질의 결과 크기의 추정에 대한 정확도를 비교한다. 본 실험에서 힐버트 채움 곡선에 의한 공간 분할이 공간 질의 크기 버켓 수의 변화, 데이터 위치 편재도의 변화, 데이터 크기의 변화에 대해서 기존의 분할 방법보다 질의 결과 크기 추정에 대해서 우수한 성능을 보였다.

Keywords

References

  1. Guting,R.H., 'An Introduction to Spatial Database Systems,' The VLDB Journal, Vol.3, No.4, pp.357-400, October, 1994 https://doi.org/10.1007/BF01231602
  2. ARC/INFO, 'ARC/INFO,Understaning GIS - the ARC/INFO Method,' ARC/INFO, 1993
  3. Ubell,M., 'The Mantage Extensible Datablade Architecture,' Proc. SIGMOD Intl. Conf. on Management of Data, 1994 https://doi.org/10.1145/191839.191939
  4. Selinger,P., M.M.Astrahan, D.D.Chamberin, R.A.Lorie, T.G.Price, 'Access Path Selection in a Relational Database Mangement System,' Proc. SIGMOD Intl. Conf. on Management of Data, pp.23-34, 1979 https://doi.org/10.1145/582095.582099
  5. Poosala,V., Y.Ioannidis, P.Haas and E.Shekida, 'Improved Histogram for Selectivity Estimation of Range Predicates,' Proc. SIGMOD Intl. Conf. on Management of Data, pp.294-305, 1996 https://doi.org/10.1145/233269.233342
  6. Lipton, R.J., J.F.Naughton and D.A.Schneider, 'Practical Selectivity Estimation through Adaptive Sampling,' Proc. SIGMOD Intl. Conf. on Management of Data, pp.1-11, 1990 https://doi.org/10.1145/93597.93611
  7. Chen,C.M. and N.Roussopoulos, 'Adaptive Selectivity Estimation using Query Feedback,' Proc. SIGMOD Intl. Conf. on Management of Data, pp.161-172, 1994 https://doi.org/10.1145/191839.191874
  8. Acharya,S., V.Poosala and S.Ramaswamy, 'Selectivity Estimation in Spatial Databases,' Proc. SIGMOD Intl. Conf. on Management of Data, 1999 https://doi.org/10.1145/304182.304184
  9. Poosala,V. and Y.Ioannidis, 'Selectivity Estimation without the Attribute Value Independence Assumption,' Proc. SIGMOD Intl. Conf. on Management of Data, 1997
  10. Faloutsos,C. and S.Roseman, 'Fractals for Secondary Key Retrieval,' Proc. SIGACT-SIGMOD-SIGART Symposium on Principles of Database Systems, pp.247-252, 1989 https://doi.org/10.1145/73721.73746
  11. Beckman,N., H.P.Kriegel, R.Schneider and B.Seeger, 'The $R^*$-Trees : An Efficient and Robust Access Method for Points and Rectangles,' Proc. SIGMOD Intl. Conf. on Management of Data, pp.322-331, 1990 https://doi.org/10.1145/93597.98741
  12. Piatetsky-Shapiro,G. and C.Connell, 'Accurate Estimation of the Number of Tuples Satisfying a Condition,' Proc. SIGMOD Intl. Conf. on Management of Data, 1984 https://doi.org/10.1145/602259.602294
  13. Tiger/line files(tm), 1992 Technical Documentation, Technical Report, U.S. Bureau of the Census, 1992
  14. Zipf, G. K., 'Human behavior and the principle of least effort,' Addison-Wesley, 1949