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Previous issue date: 2009-08-26 / Universidade Federal de Minas Gerais / Geographic Data Warehouses (GDW) became one of the main technologies used in decision-making processes and spatial analysis since they provide the integration of Data Warehouses, On-Line Analytical Processing and Geographic Information Systems. As a result, a GDW enables spatial analyses together with agile and flexible multidimensional analytical queries over huge volumes of data. On the other hand, there is a challenge in a GDW concerning the query performance, which consists of retrieving data related to ad-hoc spatial query windows and avoiding the high cost of star-joins. Clearly, mechanisms to provide efficient query processing, as index structures, are essential. In this master s thesis, a novel index for GDW is introduced, namely the SB-index, which is based on the Bitmap Join Index and the Minimum Bounding Rectangle. The SB-index inherits the Bitmap Index legacy techniques and introduces them in GDW, as well as it enables support for predefined spatial attribute hierarchies. The SB-index validation was performed through experimental performance tests. Comparisons among the SB-index approach, the star-join aided by R-tree and the star-join aided by GiST indicated that the SB-index significantly improves the elapsed time in query processing from 76% up to 96% with regard to queries defined over the spatial predicates of intersection, enclosure and containment and applied to roll-up and drill-down operations. In addition, the impact of the increase in data volume on the performance was analyzed. The increase did not impair the performance of the SB-index, which highly improved the elapsed time in query processing. Moreover, in this master s thesis there is an experimental investigation on how does the spatial data redundancy affect query response time and storage requirements in a GDW? . Redundant and non-redundant GDW schemas were compared, concluding that redundancy is related to high performance losses. Then, aiming at improving query performance, the SB-index performance was evaluated on the redundant GDW schema. The results pointed out that SB-index significantly improves the elapsed time in query processing from 25% up to 99%. Finally, a specific enhancement of the SB-index was developed in order to deal with spatial data redundancy. With this enhancement, the minimum performance gain observed became 80%. / O Data Warehouse Geográfico (DWG) tornou-se uma das principais tecnologias de suporte à decisão, pois promove a integração de data warehouses, On-Line Analytical Processing e Sistemas de Informações Geográficas. Por isso, um DWG viabiliza a análise espacial aliada à execução de consultas analíticas multidimensionais envolvendo enormes volumes de dados. Por outro lado, existe um desafio relativo ao desempenho no processamento de consultas, que envolvem janelas de consulta espaciais ad-hoc e várias junções entre tabelas. Claramente, mecanismos para aumentar o desempenho do processamento de consultas, como as estruturas de indexação, são essenciais. Nesta dissertação, propõe-se um novo índice para DWG chamado SB-index, baseado no Índice Bitmap de Junção e no Retângulo Envolvente Mínimo. O SB-index herda todo o legado de técnicas do Índice Bitmap e o introduz no DWG. Além disso, ele provê suporte a hierarquias de atributos espaciais predefinidas. Este índice foi validado por meio de testes experimentais de desempenho. Comparações entre o SB-index, a junção estrela auxiliada pela R-tree e a junção-estrela auxiliada por GiST indicaram que o SB-index diminui significativamente o tempo de resposta do processamento de consultas roll-up e drill-down relacionadas aos predicados espaciais intersecta , está contido e contém , promovendo ganhos de 76% a 96%. Mostrou-se ainda que a variação do volume de dados não prejudica o desempenho do SB-index. Esta dissertação também investiga a seguinte questão: como a redundância de dados espaciais afeta um DWG? . Foram comparados os esquemas de DWG redundante e não-redundante. Observou-se que a redundância de dados espaciais acarreta prejuízos ao tempo de resposta das consultas e aos requisitos de armazenamento do DWG. Então, visando melhorar o desempenho do processamento de consultas, introduziu-se o SB-index no esquema de DWG redundante. Os ganhos de desempenho obtidos a partir desta ação variaram de 25% a 99%. Por fim, foi proposta uma melhoria sobre o SB-index a fim de lidar especificamente com a questão da redundância de dados espaciais. A partir desta melhoria, o ganho mínimo de desempenho tornou-se 80%.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufscar.br:ufscar/418 |
| Date | 26 August 2009 |
| Creators | Siqueira, Thiago Luís Lopes |
| Contributors | Ciferri, Ricardo Rodrigues |
| Publisher | Universidade Federal de São Carlos, Programa de Pós-graduação em Ciência da Computação, UFSCar, BR |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFSCAR, instname:Universidade Federal de São Carlos, instacron:UFSCAR |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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