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PolarDB:概要

最終更新日:Aug 12, 2024

このトピックでは、GanosBaseの背景情報、フレームワーク、および利点について説明します。

背景情報

GanosBase (またはGanos) は、Alibaba Cloudによって開発された新世代の時空間データベースエンジンです。 PolarDB、Lindorm、AnalyticDB、ApsaraDB RDSなどの製品に時空間データ処理機能が組み込まれています。 新しい時空間マルチモーダルデータの保存、クエリ、分析、およびレンダリングの統合機能を提供します。 ガノスは、ガイア (地球のギリシャの女神) とクロノス (時間のギリシャの神) の文字を組み合わせて、空間と時間の深い組み合わせを意味します。 それは発音されます ['g æ n ə s]

空間データと時空間データ

空間データは、定義された空間内のオブジェクトの位置、形状、分布、および関連情報などの空間特性を定義するために使用される。 空間データは、現実世界のすべてのものと現象を記述し、ポジショニングの重要性を示します。 たとえば、データベースでは、空間データは都市のすべての学校を記録することができ、各行は学校を表します。 ジオメトリフィールドを使用して、各学校の空間輪郭 (一般的には、空間参照情報を有する多角形) を格納することができ、他のフィールドを使用して、学校の名前、床面積、および設立日などの情報が記録される。 空間データは、一般的に、実在物の空間表現方法に応じて異なるシナリオに対して選択され、ジオメトリデータ、ラスターデータ、およびグリッドデータなどのモード構造にさらに分割される。

時空間データとは、時間の経過に伴うモノや現象の変化を考慮する空間データを指します。 時空間データの一般的な例は、人、車両、船、および航空機などの移動物体のデータである。 多くの場合、時空間データは、移動体が通過する一連の時空間位置 (緯度・経度座標、タイムスタンプ) と、その位置に関連付けられた各種の属性情報や監視情報をデータベースに記録している。 たとえば、すべての共有自転車の旅行情報を記録するデータベースでは、各旅行 (出発点から目的地まで) が行として保存されます。 軌道データは、各行程の一連の点を記録するために使用される。 車両の速度や方向などの関連する監視項目は、各ポイントとともに記録されます。

ある意味では、時空間データは空間データのスーパーセットである。 このマニュアルでは、空間データは特に断りのない限り時空間データと呼ばれ、Ganosは時空間データベースエンジンとして定義されています。

時空間データ管理の課題

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ガノスは何ができますか

Ganosは、新しい時空間マルチモーダルデータの保存、クエリ、分析、およびレンダリングの統合機能を提供します。 これは、複雑なプロセス、高い技術的要件、および低い効率などの時空間データ使用に関する問題を解決します。 それは都市管理、交通機関および兵站学、共有の移動性、天然資源、航空宇宙、IOTおよび情報技術で広く利用されます。

料金

PolarDB for PostgreSQL (Oracle互換) は、Ganosを無料で提供します。

フレームワーク

Ganosには、新しい時空間マルチモーダルデータの保存、クエリ、分析、およびレンダリングの統合機能が組み込まれています。

コアコンポーネント

ジオメトリエンジン

ジオメトリエンジンは、点、線、平面、およびボリュームなどのベクトルデータのストレージおよびコンピューティング機能を提供します。 SHP、GeoJSON、WKT、WKBなどのさまざまなジオメトリデータ形式をサポートしています。 ジオメトリエンジンはPostGIS関数と完全に互換性があり、空間データキャッシング、空間インデックス作成、および空間並列コンピューティングにおいて明確な利点があります。 大規模なベクトルデータのクエリと分析のパフォーマンスを5倍以上向上させることができます。

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ラスタエンジン

ラスタエンジンは、リモートセンシング画像、デジタル標高モデル (DEM) 、およびグリッドデータのストレージおよびコンピューティング機能を提供します。 Tiff、HDF4、HDF5、GRIB、NetCDFなどの複数のラスターデータソース形式と互換性があります。 ラスタエンジンは、オブジェクト指向のストレージ機能を提供し、OSSベースのラスタデータレイクスケーリングをサポートします。 1つの行に1テラバイト以上の大きなオブジェクトを格納できます。 ラスタエンジンはまた、ラスタ空間関係識別、ラスタピラミッド、ラスタ統計、ラスタ属性、ラスタ画像処理、ラスタ代数、ならびにカラーバランシング、モザイク、DEMアルゴリズム、およびD8集水域アルゴリズムなどのビジネスアルゴリズムを含む様々な基本演算子を提供する。 これには、大規模なラスタデータストレージおよびコンピューティングシナリオで明確な利点があります。

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移動オブジェクトエンジン

移動オブジェクトエンジンは、主に、人、乗り物、船、および航空機などの移動オブジェクトのためのデータ記憶および計算能力を提供する。 移動オブジェクトエンジンは、4D軌跡 (2Dまたは3Dおよび時間) のネイティブストレージ、インデックス作成、およびセグメンテーション最適化を提供します。 各軌道点にカスタム属性を追加し、時空間イベントを定義し、数百億の軌道点を効率的に圧縮および再サンプリングし、軌道セグメンテーション、軌道滞在点、軌道類似性、時空間関係識別などのさまざまなネイティブ時空間演算子をサポートできます。

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GeomGridエンジン

GeomGridエンジンは、主に空間グリッド構築と、2Dおよび3D空間オブジェクトのグリッドコーディングおよびクエリ機能を提供します。 GeomGridエンジンは、複数のメッシュルール (GeoSOTおよびH3など) 、空間オブジェクトエンコーディング、オブジェクトおよびコードクエリ操作、空間グリッドに基づく集約および分析機能、およびグリッド縮退機能をサポートします。

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表面モデルエンジン

サーフェスモデルエンジンは、サーフェスメッシュで表現されたセマンティック3Dデータの記憶および計算能力を提供する。 サーフェスモデルエンジンは、ビルディング情報モデリング (BIM) データを処理し、セマンティクスに基づいてモデルを分解および構造化し、複雑な3D空間分析および大規模な連合検索をサポートし、モデル単純化アルゴリズムを提供し、主流のフロントエンド3Dレンダリングエンジンとインターフェースすることができる。

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音量モデルエンジン

ボリュームモデルエンジンは、主に、不均一なボリュームメッシュによって特徴付けられる異方性データの記憶および計算能力を提供する。 ボリュームモデルエンジンは、複雑な地質ボリュームデータを処理し、シーケンス境界でのグリッド切り捨てをサポートし、ビジネス補間アルゴリズムをサポートし、複雑な空間分析および大規模なフェデレーション検索をサポートし、モデル単純化アルゴリズムを提供し、主流のフロントエンド3Dレンダリングエンジンとインターフェースすることができます。

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説明

ボリュームモデルエンジンは招待プレビューフェーズにあります。 モデルを試すには、お問い合わせください。

シーンモデルエンジン

シーンモデルエンジンは、主に、洗練されたレンダリングモデルのための記憶および計算能力を提供する。 シーンモデルエンジンは、OSGB、glTF/GLB、およびOBJなどの複数のフォーマットでモデルをインポートし、空間クリッピングおよびマージ、テクスチャクリッピングおよび単純化などのアルゴリズムをサポートし、モデル単純化アルゴリズムを提供し、主流のフロントエンド3Dレンダリングエンジンとインターフェースすることができる。 また、可視性と影の比率に関する正確な分析もサポートします。

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点群エンジン

ポイントクラウドエンジンは主に、LADARシステムによって収集された大量のポイントクラウドデータのストレージおよびコンピューティング機能を提供します。 ポイントクラウドエンジンは、データベース内のブロック空間インデックス付け、ポイントクラウド圧縮損失、ポイントクラウド空間クエリおよび計算、ポイントクラウド間引きおよび単純化をサポートし、主流のフロントエンド3Dレンダリングエンジンに接続することができる。

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パスエンジン

パスエンジンは主に、ポイントおよびエッジ (パイプネットワークおよび道路ネットワークなど) で表されるトポロジカルグラフデータの記憶およびコンピューティング機能を提供します。 経路エンジンは、点およびエッジモデルに基づいてネットワークトポロジを構築することができ、TSP、K最短、ターン制限、および双方向ダイクストラなどの複数の経路探索アルゴリズムをサポートすることができる。

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速い表示エンジン

クイックディスプレイエンジンは、Ganosの空間データのクイックレンダリングをサポートします。 ベクトルおよびラスタデータの場合、クイック表示エンジンは空間特性に基づいて階層的集約を実行します。 可視性カリングアルゴリズムを使用して、レンダリングをサポートするための事前タイリングなしで高速表示インデックスを構築し、インデックスのローカル更新がサポートされます。 様々なタイプの3Dデータについて、高速ディスプレイエンジンは、モデル単純化、テクスチャ圧縮、およびデータステッチングを使用することによって3Dモデルのレンダリングレベルを構築し、レンダリングエンジンが認識することができる表示フォーマットを動的に生成する。 クイックディスプレイエンジンは、プレタイリングの従来の表示モードを変更し、統合された視覚化およびコンピューティング機能を提供して、データの真実性を保証します。

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エンドツーエンドの機能

Atlasは、GanosチームとDataVチームが共同で立ち上げた軽量の時空間データ分析および視覚化サービスです。 インターネットのお客様が時空間データの価値をすばやく発見するのに役立ち、ビジネスロケーションの意思決定、科学研究、その他のアプリケーションを支援できます。 また、ユーザ時空間アプリケーションに統合することもできる。 Atlasは、大規模な時空間データ分析、視覚化、および成果の共有に関する問題を迅速に解決するように設計されています。 次のコア機能を提供します。

  • 大規模な時空間データのグラフィカルなプレビュー

  • SQL文を用いたGanosの時空間データの可視化と解析

  • 点、線、サーフェス、ラスタ、グリッドなどのプリミティブを使用した時空間データの様々な表現

Atlasは、時空間コンピューティングの効率を最大化するために、すべての時空間データコンピューティングをGanosにプッシュダウンします。 Ganosの動的高速ディスプレイテクノロジーを使用して、フロントエンドとのインターフェース、さまざまなタイプの時空間データのプロット、およびSQLステートメントによる高速グラフ化を真に実現します。 Atlasは、さまざまなタイプの時空間データの直接プレビューに加えて、クラウドマップ、軌道密度マップ、グリッド集約マップなどのビジネスマップを描画し、そのようなマップを共有することもできます。

メリット

統合管理

さまざまなタイプの時空間マルチモーダルデータ

Ganosは、さまざまなデータ型 (ジオメトリ、ラスター、軌跡、地理グリッドなど) 、ストレージ構造、関数機能をサポートしています。 Ganosは、複数のデータ型と複数のストレージ方法を含む従来の技術フレームワークを置き換えることができます。 さまざまな時空間データ型を一元管理し、ビジネスの複雑さとO&Mコストを削減します。

OpenGIS標準への準拠とPostGIS構文との完全な互換性

Ganosは、既存のPostGISジオメトリアプリケーションの透過的な移行をサポートし、2D、3D、および4D座標空間をサポートし、2Dおよびn-D空間インデックスを作成でき、平面および球面コンピューティングをサポートします。 空間計算の精度を制御できます。 Ganosは、PostGISと比較して、さまざまな一般的な時空間クエリシナリオでパフォーマンスを5倍以上向上させます。

強力で、柔軟で、シンプルで、特殊な管理のグリッドデータ

Ganosは、HDF4、HDF5、GRIB、NCなどの複数のタイプのラスタデータをインポートできます。 OSSに基づく透過的なクエリ処理をサポートしています。 それは1つ以上のテラバイトの単一の行が付いている大きいラスタ・オブジェクトを管理し、10回以上並列操作モードの性能を改善できます。 画像モザイク、クリッピング、カラーバランス、DEM処理など、さまざまな基本的なラスタ演算子とビジネスアルゴリズムをサポートしています。

统合されたストレージ、コンピューティング、および3Dデータのレンダリング

Ganosは、IFC (BIM) 、GLFT、GLB、OBJ、OSGB、3D地質モデルなどの一般的な3Dモデルデータ型をインポートできます。 データがインポートされた後、複雑な3D分析と3Dクエリを実行でき、そのクイックディスプレイエンジンは、事前にタイル化することなくレンダリング機能を提供できます。 Ganosは、3Dデータのコンピューティング効率を従来のソリューションの50倍以上向上させます。

多様な地理的メッシュ、コーディング、および集計機能

Ganosは、GeoSOTやH3などの複数のメッシュルールをサポートします。 グリッドに基づいて数億の2Dおよび3D空間オブジェクトを迅速にコーディングし、グリッドコードに基づいてリアルタイムの集約クエリを実行し、MVT高速ディスプレイテクノロジーとインターフェースして、集約属性の効率的なレンダリングを実装できます。

軌道管理と多数の移動物体の視覚化

ガノスは、人、車両、船、航空機などのさまざまな移動物体の軌道管理を最大4次元で実装しています。 Ganosは、複雑なストレージ、圧縮、セグメンテーション、類似性判断、静止点判断など、軌道、イベント、多形性属性の複雑な計算をサポートしています。 従来の点モデルと比較して、ネイティブ軌道モデルは、時空解析シナリオにおいて性能をほぼ50〜100倍向上させる。

空間データの多型階層ストレージ

Ganosは、 PolarDB for PostgreSQL (Oracle互換) の空間データの多形階層ストレージを提供します。 データベースサービスは、Elastic Block Storageをサポートするだけでなく、Object Storage service (OSS) にデータを保存することもできます。 パーティションをOSS上のパーティションテーブルに格納したり、時空間の大きな列をOSS上のテーブルに格納したりできます。 OSSに保存されているこのようなデータに対して、作成、読み取り、更新、削除、およびインデックス操作を実行することもできます。 マルチレベルキャッシュは、パフォーマンスを保証し、顧客に対して完全に透過的です。 多型階層ストレージは、ストレージコストを大幅に削減し、データ操作を保証できます。

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コンピューティングプッシュダウン

従来の時空間ミドルウェアソリューションとは異なり、Ganosを使用すると、重要なコンピューティングをデータベースサービスにプッシュダウンできます。 これにより、コンピューティングがデータに近づき、データベースサービスの処理機能を最大限に活用して、ローカルで効率的なデータコンピューティングを実装します。 Ganosは、ネットワークを介した大量の中間データの送信によって引き起こされるI/Oレイテンシを削減するだけでなく、ビジネスロジックを簡素化し、ビジネスパフォーマンスを大幅に向上させます。

豊富な演算子をサポートするさまざまなタイプの時空間解析

Ganosは、インポートとエクスポート、データ型変換、属性処理、空間関係の識別、空間コンピューティング、空間処理、ビジネス分析など、豊富な空間分析演算子をサポートしています。 これらの演算子に基づいて、より複雑なビジネスアルゴリズムを独自に構築できます。 顧客の慣行は、Ganosオペレーターに基づいて構築されたビジネスアルゴリズムが効率を大幅に改善できることを示しています。

時空間データのElastic parallel queries

Ganosは、PolarDBのマルチノードelastic parallel query (ePQ) 機能を使用して、時空間データをクエリできます。 これには、複雑な分析クエリで読み取り専用ノードを使用してクエリ効率を向上させることが含まれます。 単一ノードのエラスティック並列クエリ機能と比較して、ePQは、22種類のクエリで19クエリを10倍以上、3クエリを60倍以上高速化します。 パフォーマンスは、リソースの拡張とともに線形に向上します。

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HTAP for spatio-temporalデータ

Ganosは、 PolarDB for PostgreSQL (Oracle互換) およびAnalyticDB for PostgreSQLと組み合わせて、時空間データのHTAP機能を提供します。 Ganosは、 PolarDB for PostgreSQL (Oracle互換) を直接サポートするだけでなく、AnalyticDB for PostgreSQLノードをデータベースサービスに追加することもできます。 このようにして、HTAPを使用してTPノードとAPノードの時空間データを同期および統合できます。

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統合された視覚化とコンピューティング

Ganosは、タイル張りなしで2D/3D高速ディスプレイエンジンを提供します。 時空間データによって表されるエンティティを効率的に取得して視覚化できます。 従来のテクノロジースタックでは、ファイルシステムストレージ、データベースコンピューティング、タイル表示の複雑な方法を使用する代わりに、統合された視覚化とコンピューティングを使用して、空間クエリ、時空クエリ、シナリオ指向クエリ、統合されたマルチモーダルクエリなどのさまざまなビジネスアプリケーションをサポートします。。

クイック表示インデックス

Ganosは、可視性カリングアルゴリズムに基づいてスパースピラミッドインデックスを構築し、数億のポリゴンオブジェクトへの視覚化されたアクセスを数秒でサポートし、数億の高速表示インデックスを数分で並列更新します。

MVTの強化

Ganosは、時空間クエリ結果を視覚化するためのPostGIS MVT拡張機能を提供します。 Ganosはグローバルリサンプリングなどのアクセラレーションアルゴリズムをサポートしており、ベクトル2Dまたは3Dタイルをより高速でより小さなサイズで動的に生成できます。

3Dレンダリングなしでプレタイリング

Ganosは、ライブラリ内の簡素化、テクスチャの再編成、データのステッチ、LOD構築など、3Dデータに複数の機能を提供します。 また、3Dタイル接続レンダリングエンジンを動的に生成することもできる。

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