변환기반 공간 파티션 조인

Transformation-based Spatial Partition Join

  • 이민재 (한국과학기술원 전자전산학과) ;
  • 한욱신 (경북대학교 컴퓨터공학) ;
  • 이재길 (한국과학기술원 전자전산학) ;
  • 황규영 (한국과학기술원 전자전산학과)
  • 발행 : 2004.08.01

초록

공간 조인이란 주어진 공간 관계를 만족하는 공간 객채의 쌍들을 찾는 질의이다. 본 논문에서는 원공간상의 데이타를 이용하여 색인을 사용하지 않고 변환 공간(transform space) 상에서 공간 조인을 수행하는 새로운 알고리즘인 변환기반 공간 파티션 조인(transformation-based spatial partition join)을 제안한다. 기존 알고리즘들은 원공간(original space) 상에서 크기를 가지는 공간 객체를 다루기 때문에 공간 객체들의 복제를 필요로 하거나 상대적으로 공간 파티션이 복잡하여 성능이 저하되는 문제점을 가지고 있다. 이에 반해 제안하는 알고리즘은 원공간 상의 크기를 가지는 공간 객체를 변환공간 상의 크기를 가지지 않는 점 객체로 별도의 추가비용 없이 변환 해석한 후에 공간 조인을 수행하기 때문에 공간 객체들의 복제가 필요 없고, 공간 파티션이 단순하여 성능이 향상되는 장점을 가진다. 다양한 실험을 수행한 결과, 제안하는 변환기반 파티션 조인은 기존 조인 알고리즘들과 비교하여 수행 시간 측면에서 20.5∼38.0% 더 우수한 성능을 보인다.

Spatial joins find all pairs of spatial objects that satisfy a given spatial relationship. In this paper, we propose the transformation-based spatial partition join algorithm (TSPJ), a new spatial join algorithm that performs join in the transform space without using indexes. Since the existing algorithms deal with extents of spatial objects in the original space, they either need to replicate the spatial objects or have a relatively complex partition structure-resulting in degrading performance. In contrast, TSPJ transforms objects in the original space into points in the transform space and deals only with points having no extents. The transformation does not incur any additional overhead. Thus, our algorithm has advantages over existing ones in that it obviates the need for replicating spatial objects, and its partition structure is simple. As a result, it always has better performance compared with existing algorithms. Extensive experiments show that TSPJ improves performance by 20.5∼38.0% over the existing algorithms compared.

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참고문헌

  1. T. Brinkhoff, H.-P. Kriegel. and B. Seeger, 'Efficient Processing of Spatial Joins Using R-Trees,' In Proc. Int'l Conf. on Management of Data, ACM SIGMOD, pp. 237-246, 1993 https://doi.org/10.1145/170035.170075
  2. Y.-W. Huang and N. Jing, 'Spatial Joins Using R-trees: Breadth-First Traversal with Global Optimizations,' In Proc. the 23rd Int'l Conf. on Very Large Data Bases, pp. 396-405, 1997
  3. M.-L. Lo and C.-V. Ravishankar, 'Spatial Joins Using Seeded Trees,' In Proc. Int'l Conf. on Management of Data, ACM SIGMOD, pp. 209-220, 1994 https://doi.org/10.1145/191839.191881
  4. M.-L. Lo and C.-V. Ravishankar, 'Spatial HashJoins,' In Proc. Int'l Conf. on Management of Data, ACM SIGMOD, pp. 247-258, 1996 https://doi.org/10.1145/233269.233337
  5. J.-M. Patel and D.-J. Dewitt, 'Partition Based Spatial-Merge Join,' In Proc. Int'l Conf. on Management of Data, ACM SIGMOD, pp. 259-270, 1996 https://doi.org/10.1145/233269.233338
  6. J. Song, K. Whang, Y. Lee, M. Lee, and S. Kim, 'Spatial Join Processing Using Comer Transformation,' IEEE Trans. on Knowledge and Data Engineering, Vol. 11, No.4, pp. 688-695, 1999 https://doi.org/10.1109/69.790844
  7. N. Mamoulis and D. Papadias, 'Slot Index Spatial Join,' IEEE Trans. on Knowledge and Data Engineering, Vol. 15, No.1, pp. 211-231, 2003 https://doi.org/10.1109/TKDE.2003.1161591
  8. N. Koudas and K.-E. Sevcik, 'Size Separation Spatial Join,' In Proc. Int'l Conf. on Management of Data, ACM SIGMOD, pp. 324-335, 1997
  9. L. Arge, O. Procopiuc, S. Ramaswamy, T. Suel, and J.-S. Vitter, 'Scalable Sweeping-Based Spatial Join,' In Proc. the 24th Int'l Conf. on Very Large Data Bases, pp. 570-581, 1998
  10. B. Seeger and H.-P. Kriegel, 'Techniques for Design and Implementation of Efficient Spatial Access Methods,' In Proc. the 14th Int'l Conf. on Very Large Data Bases, pp. 360-371, 1988
  11. Bureau of the Census, Tiger/Line Precensus Files: 1990 Techical Documentation, Bureau of the Census, Washington, DC, 1989