概述
時空數據庫能夠存儲、管理包括時間序列以及空間地理位置相關的數據。傳感器網絡、移動互聯網、射頻識別、全球定位系統等設備時刻輸出時間和空間數據,數據量增長非常迅速,這對存儲和管理時空數據帶來了挑戰,傳統數據庫很難應對時空數據。時空數據是一種高維數據,普通的關系型數據庫更適合於存儲數值和字符類型數據,也缺少相關的算子。時空數據庫具有時空數據模型、時空索引和時空算子,完全兼容SQL及SQL/MM標准,支持時空數據同業務數據一體化存儲、無縫銜接,易於集成使用。
阿里雲時空數據庫完全兼容PostgreSQL語法,支持空間、時間混合存儲;5月份即將上線公測。
典型場景
1. 地圖服務
地圖服務是一種非常廣泛的應用,便於各類業務數據空間化、空間分析和可視化。這個場景介紹如何使用時空數據庫搭建地圖服務,並給出架構參考。
方案架構
時空數據庫作為存儲空間數據(如車輛定位數據)與空間查詢引擎,提供后端支持。GeoServer(GeoServer是一款知名的開源地圖服務引擎,支持OGC WFS、WMS、WPS等協議,易於部署,有大量的用戶)作為地圖服務引擎用於空間數據渲染和地圖發布,前端客戶端采用Leaflet或openlayers框架,同時支持PC/Android/iOS多種類型終端。地圖發布的主要流程包括三步:第一步在時空數據庫中導入業務數據后;第二步通過GeoServer關聯數據庫;第三步選擇需要發布的圖層,並對圖層設定相應對式樣。
2.人員監護
人員監護應用適用對兒童和老人監護,方便實時查看活動軌跡、健康指標(體溫、血壓、心跳等);並設定電子圍欄(特定區域,比如學校、小區、公園等),當活動人員離開特定區域時觸發告警信息。
方案架構
時空數據庫存儲時空和指標數據,並提供空間查詢功能,提供后端支持。GeoServer作為地圖服務引擎用於空間數據渲染和地圖發布,前端客戶端采用Leaflet或openlayers框架。電子圍欄服務用於判斷移動目標同電子圍欄的空間關系,並觸發告警信息。
3.車輛監控
車輛監控應用適用於查看車輛當前和歷史軌跡,對車輛的行駛區域做限定,當脫離特定路線后能夠報警;並對車輛傳感器獲取一些參數(比如車速、胎壓、電池電壓等)做實時監測。
方案架構
時空數據庫作為存儲軌跡及監測指標,提供空間及指標查詢功能,提供后端支持。GeoServer作為地圖服務引擎用於空間數據渲染、地圖發布、時空數據入庫,前端客戶端采用Leaflet或openlayers框架。電子圍欄服務用於判斷移動目標同電子圍欄的空間關系,並觸發告警信息。電子圍欄在這里起到過濾器,再地圖服務器的WFS服務寫入定位和傳感器監測數據。
4.物流配送
物流配送應用適合於物流行業,提供導航規划功能,並對物流過程做全程監控。
方案架構
時空數據庫作為存儲與路徑規划引擎,提供后端支持。GeoServer作為地圖服務引擎用於空間數據渲染、地圖發布、時空數據入庫,前端客戶端采用Leaflet或openlayers框架。在時空數據庫存儲路網數據,路網數據是做導航規划的基礎;在客戶端選擇起始點和目的地后,由時空數據庫計算最佳導航路線,經客戶端確認后把導航路線推送給物流終端。時空數據庫充當兩個角色:軌跡數據存儲和導航路徑計算。從物流終端獲取的軌跡數據通過地圖服務器WFS服務存入時空數據庫。
5.軌跡分析
軌跡分析用於計算軌跡之間的關系以及軌跡與專題地圖之間的關系;軌跡分析可以用於分析道路擁堵時空特征、人員活動熱點區域、異常行駛車輛等,適用業務場景非常廣,比如可以用於商業選址、交通優化、公共安全等。
方案架構
地圖服務器(GeoServer)接收軌跡輸入,軌跡和其它監測數據存入時空數據庫;軌跡關聯計算用於軌跡聚合計算,識別軌跡之間的關系(如軌跡聚類)和軌跡與地圖之間的關系(如以道路作為專題圖,車輛軌跡的密集程度反應道路的擁堵情況)。軌跡關聯計算涉及大量的時空查詢需要利用時空數據庫做加速處理。