4.3.1. Giới thiệu
Dữ liệu mạng không gian bao gồm các nút và các cạnh, và cả mối liên hệ topology không gian phức tạp giữa các thành phần này. Ví dụ, các con đường giao
nhau tại các giao lộ, các đường cao tốc nối với các thành phố. Trong GIS, những mối quan hệ đó được xây dựng với topology trong mô hình mạng không gian [1] . Mặc dù mạng không gian đóng vai trò quan trọng trong các ứng dụng thực tiễn, hầu hết các nghiên cứu về cơ sở dữ liệu không gian đều chỉ tập trung vào không gian Euclid truyền thống. Trong chương này, tác giả đề xuất một kiến trúc tích hợp cả thông tin mạng không gian và thông tin không gian Euclid để thể hiện được các ràng buộc trên thực tế.
Cơ sở dữ liệu không gian đã được nghiên cứu nhiều trong nhiều thập niên qua, đi theo đó là sự phát triển của nhiều mô hình khái niệm, chỉ mục đa chiều và các kỹ thuật xử lý truy vấn khác nhau. Tuy nhiên, hầu hết các nghiên cứu chỉ xét đến không gian Euclid, mà ở đó khoảng cách giữa hai đối tượng được xác định chỉ bằng vị trí tương đối của chúng trong không gian. Nhưng trên thực tế, các đối tượng thường chỉ có thể di chuyển trên các đường đi được xác định trước bởi hệ thống mạng tuyến (đường bộ, đường sắt, đường sông...). Do đó, thước đo quan trọng ở đây chính là khoảng cách trên mạng tuyến, tức là chiều dài của đường đi ngắn nhất giữa hai đối tượng, thay vì khoảng cách Euclid của chúng. Các nghiên cứu trước đó về cơ sở dữ liệu mạng không gian (SNDB) thì còn hạn chế cho các ứng dụng thương mại dựa trên vị trí. Việc này đòi hỏi sự phát triển của các phương pháp xử lý truy vấn hoàn toàn mới và toàn diện cho SNDB.
Một loại truy vấn không gian truyền thống (như lân cận gần nhất, tìm theo phạm vi, hội không gian và cặp gần nhất…) đều có một phiên bản riêng trong SNDB.
Trong chương này chúng tôi đề xuất một kiến trúc linh hoạt cho SNDB để gắn kết các thông tin mạng không gian và thông tin không gian Euclid bảo đảm khả năng truy cập và cập nhật động. Cụ thể, cách biểu diễn mạng không gian của chúng tôi bảo toàn tính kết nối và vị trí, trong khi thực thể được chỉ mục bởi các phương pháp truy cập không gian riêng để hỗ trợ truy vấn và cập nhật động. Mô hình đề cập dễ dàng lưu trữ trong SNDB ở dạng tập tin nên cho phép quản trị với kích thước cực lớn. Trong giới hạn của chương này, chúng tôi chỉ đề cập mô hình biểu diễn mạng giao thông cùng các đối tượng vị trí liên quan, mô tả thuật toán xây dựng
giao thông như bài toán tìm đường đi ngắn nhất giữa hai vị trí, bài toán tìm lộ trình tối ưu qua nhiều vị trí, bài toán tìm các vị trí quan tâm lân cận quanh một vị trí xác định trước...