준근사를 이용한 공간 인덱스 압축 기법

A Spatial Index Compression Scheme Using Semi-Approximation

수 년간 GIS가 발전하면서 위치 속성을 갖는 공간 데이터에 대한 인덱스 연구가 활발히 진행되어 왔다. 특히, R-tree기반의 인덱스들이 많이 연구되어 왔으며, 주된 이슈는 데이터 검색 성능의 향상이다. 본 논문에서는 공간 데이터에 대한 검색성능 향상을 위해 R-tree의 키 값을 압축하는 준근사(Semi-Approximation) 기법을 제안한다. 이 기법의 기본적인 아이디어는 위치 정보를 포함하는 2-차원 공간 데이터에 대한 인덱스를 압축하여 데이터 검색 성능을 향상시키는 것이다. 이 기법은 MBR의 시작 좌표를 상대좌표로 압축하고 끝 좌표는 전체 탐색영역에 대한 양자화(Quantization)를 통해 계산함으로써 MBR의 확장을 QMBR(quantization of MBR)의 반으로 줄임으로써 노드의 공간 이용률을 높이고 전체적인 탐색 성능을 향상시킨다. 기존에도 인덱스 크기를 줄임으로써 탐색 성능을 향상시키는 방법이 있었지만 본 논문과 같이 양자화의 확장공간을 반으로 축소시키는 연구는 처음이다. 성능평가는 실제 공간데이터를 기반으로 진행하였으며, 실험결과는 SA 기법이 MBR을 압축하는 기존의 연구보다 향상된 성능을 나타낸다.

Over the last several years, studies on spatial index have increased in proportion to the increase in the spatial data. Most of these studies, however were on the indices based on R-tree by adding or changing some options, and there are a few studies on how to increase the search performance of the spatial data by compressing an MBR. This study was conducted in order to propose a new MBR compression scheme, SA(Semi-Approximation). The basic idea of this paper is the compression of MBRs in a spatial index. Since SA decreases the keys of MBRs, the enlargements of QMBR in half and increases the utilization of nodes, the SA heightens the overall search performance. The study analyzes mathematically the number of node accesses in a 2D space and evaluates the performance of the SA using the real data on location information. The results show that the proposed scheme has increased performance, higher than that of the pre-established schemes on compression of MBR.