Επεξεργασία χωροχρονικών ερωτημάτων στην MongoDB

Abstract

Σε αυτή την εργασία η έρευνα επικεντρώθηκε στην επεξεργασία χωροχρονικών ερωτημάτων στην μη σχεσιακή βάση δεδομένων MongoDB. Ως χωροχρονικά δεδομένα ορίζονται τα δεδομένα που αποτελούνται από τις συντεταγμένες και μια χρονική στιγμή, που δείχνει πότε η οντότητα που εξετάζεται βρέθηκε στο συγκεκριμένο σημείο. Σε αυτά τα δεδομένα προστίθεται και ένα id που είναι μοναδικό για κάθε οντότητα. Αυτά τα δεδομένα αποθηκεύτηκαν στη βάση δεδομένων MongoDB. Κάθε έγγραφο (document) της MongoDB περιλαμβάνει το id της οντότητας, τις συντεταγμένες και την αντίστοιχη χρονική στιγμή. Τα ερωτήματα που απαντήθηκαν είναι τα Circle Range και Box Range, που αφορούν την εύρεση δεδομένων μέσα σε ένα κύκλο ή ορθογώνιο αντίστοιχα, για ένα συγκεκριμένο χρονικό διάστημα [t_min, t_max], καθώς επίσης και το ερώτημα της εύρεσης των k κοντινότερων γειτόνων (και k κοντινότερων γειτόνων με διαφορετικό id), που αφορά την εύρεση k δεδομένων (και k δεδομένων με διαφορετικό id) που βρέθηκαν πιο κοντά σε ένα σημείο (x, y) μέσα σε ένα χρονικό διάστημα [t_min, t_max]. Στην πειραματική μελέτη μετρήθηκε ο χρόνος εκτέλεσης του ερωτήματος (query), ο συνολικός χρόνος εκτέλεσης του αλγόριθμου και ο αριθμός των εγγράφων που εξετάστηκαν, προκειμένου να απαντηθεί το ερώτημα. Όσο αφορά τη χρήση ευρετηρίων, όλα τα ερωτήματα απαντήθηκαν χωρίς κανένα ευρετήριο, με ευρετήριο στις συντεταγμένες, με ευρετήριο στο χρόνο και με συνδυαστικό ευρετήριο στις συντεταγμένες και στο χρόνο.