一种在云计算环境下空间数据访问规律的统计与控制系统及方法

摘要

本发明公开了一种基于云计算的空间数据分布访问规律动态统计和控制系统及方法。本发明包括空间数据访问云服务节点分组单元（100）、空间数据访问规律动态统计与信息表达单元（200）、空间数据访问规律信息分发与融合单元（300）以及空间数据统计多目标优化与动态反馈单元（400）；本发明通过空间粒度、时间粒度策略、统计信息表达和分块压缩控制统计信息基量，在动态性和实时性上取得平衡；同时，通过虚拟云分组及云链模型、云协作代理分发以及统计信息全局融合，实现全局统计和控制统计信息总量，在全局性和网络流量上取得平衡。本发明可应用于大规模并行计算与地理信息系统应用技术领域。

主权项

一种在云计算环境下空间数据访问规律的统计与控制系统，其特征在于，它包括：空间数据访问云服务节点分组单元（100），用于将空间数据节点服务能力虚拟化，通过服务节点能力的表达，建立空间数据服务节点虚拟区域云，按照服务对象不同，对虚拟区域云进行分组和分层，并通过云链把分组和分层后的不同虚拟区域云组成整体动态统计与控制的云节点组织；空间数据访问规律动态统计与信息表达单元（200），用于动态统计空间数据被访问量，并压缩为基础压缩统计信息，对访问密集和访问稀少的统计信息进行分块压缩，将各个密集信息压缩分块依次附加到基础压缩统计信息并包含分块的定位信息后，形成全局压缩统计信息输出；空间数据访问规律信息分发与融合单元（300），用于在云计算环境下，建立一种通过递归调用和信息合并减少信息传输副本数量的云协作代理分发模型进行统计信息分发，并从时间有效性和数据有效性方面限定统计结果的融合；空间数据统计多目标优化与动态反馈单元（400），用于建立多目标优化模型，提高空间数据访问规律的动态统计效率，并通过动态反馈修改多目标优化模型的约束条件，进一步优化多目标优化模型以使统计效率优化；所述空间数据统计多目标优化与动态反馈单元（400）包括用于对空间数据统计中的目标变量进行优化的多目标智能优化模块（401）以及用于优化统计效率的动态反馈信息模块（402）；建立多目标优化模型的过程如下：利用所述多目标智能优化模块（401）对空间数据统计中的目标变量进行优化，将统计时间粒度、统计空间粒度、统计信息压缩比以及虚拟云分组规模、虚拟云分层级数等参数视为n个需要决策的变量，统计时产生的计算开销、网络带宽开销等作为m个目标变量，其中，计算开销包括信息压缩和信息融合，网络带宽开销包括统计分化和控制，则依据多目标优化模型，有：其中，，为n维的决策矢量,X 为n维的决策空间,为m维的目标矢量,Y为m维的目标空间，目标函数F(x)定义了m个由决策空间向目标空间的映射函数；g_i(x)≤0，其中i=1,2,…,q，定义了q个不等式约束；h_j(x)=0，其中j=1,2,…,p，定义了p个等式约束。