Topik ini menjelaskan informasi latar belakang, kerangka kerja, dan manfaat GanosBase.
Informasi Latar Belakang
GanosBase adalah mesin database spasio-temporal generasi baru yang dikembangkan oleh Alibaba Cloud. GanosBase mengintegrasikan kemampuan pemrosesan data spasio-temporal ke dalam PolarDB dan menyediakan fungsi terpadu untuk penyimpanan, kueri, analisis, serta rendering data multi-modal spasio-temporal generasi baru. Nama “Ganos” dalam GanosBase merupakan gabungan dari Gaea (dewi bumi dalam mitologi Yunani) dan Chronos (dewa waktu dalam mitologi Yunani), yang melambangkan integrasi mendalam antara ruang dan waktu.
Data spasial dan data spasio-temporal
Data spasial digunakan untuk mendefinisikan karakteristik lokasi, bentuk, distribusi, serta informasi terkait objek dalam ruang tertentu. Data ini menggambarkan semua hal dan fenomena di dunia nyata beserta signifikansi posisi mereka. Sebagai contoh, dalam database, data spasial dapat mencatat semua sekolah di sebuah kota, dengan setiap baris mewakili satu sekolah. Bidang geometri dapat digunakan untuk menyimpan garis besar spasial setiap sekolah (biasanya poligon dengan informasi referensi spasial), sedangkan bidang lainnya mencatat informasi seperti nama, luas bangunan, dan tanggal berdirinya sekolah. Data spasial umumnya dipilih berdasarkan metode ekspresi spasial dari hal-hal nyata dan dibagi menjadi struktur modal seperti data geometri, data raster, dan data grid.
Data spatio-temporal merujuk pada data spasial yang mempertimbangkan perubahan hal atau fenomena seiring waktu. Contoh umum data spatio-temporal adalah data objek bergerak, seperti manusia, kendaraan, kapal, dan pesawat. Dalam banyak kasus, data spatio-temporal mencatat serangkaian posisi spatio-temporal (koordinat lintang dan bujur serta cap waktu) yang dilewati oleh objek bergerak, bersama dengan informasi atribut atau informasi pemantauan terkait dalam database. Misalnya, dalam database yang mencatat informasi perjalanan semua sepeda bersama, setiap perjalanan (dari titik awal hingga tujuan) disimpan sebagai satu baris. Data trajektori digunakan untuk mencatat serangkaian titik dari setiap perjalanan, sementara item pemantauan terkait, seperti kecepatan kendaraan dan arah, dicatat bersama dengan setiap titik.
Dalam arti tertentu, data spatio-temporal merupakan superset dari data spasial. Kecuali dinyatakan lain, dalam manual ini, data spasial merujuk pada data spatio-temporal, dan GanosBase didefinisikan sebagai mesin database spatio-temporal.
Tantangan dalam pengelolaan data spasio-temporal
Apa yang dapat dilakukan GanosBase
GanosBase menyediakan solusi terintegrasi untuk penyimpanan, kueri, analisis, dan rendering data multi-modal spatio-temporal. Mesin ini menyelesaikan masalah penggunaan data spatio-temporal seperti proses yang kompleks, persyaratan teknis yang tinggi, dan efisiensi rendah. GanosBase dapat digunakan secara luas dalam manajemen perkotaan, transportasi dan logistik, mobilitas bersama, sumber daya alam, penerbangan luar angkasa, IoT, dan teknologi informasi.
Harga
PolarDB for PostgreSQL menyediakan GanosBase secara gratis.
Kerangka Kerja
GanosBase mengintegrasikan kemampuan penyimpanan, kueri, analisis, dan rendering data multi-modal spatio-temporal.
Komponen Inti
Mesin geometri
Mesin geometri menyediakan kemampuan penyimpanan dan komputasi untuk data vektor seperti titik, garis, bidang, dan volume. Mesin ini mendukung berbagai format data geometri seperti SHP, GeoJSON, WKT, dan WKB. Mesin geometri sepenuhnya kompatibel dengan fungsi PostGIS dan memiliki keunggulan dalam caching data spasial, indeks spasial, dan komputasi spasial paralel. Mesin ini dapat meningkatkan kinerja kueri dan analisis data vektor skala besar lebih dari lima kali lipat.
Mesin raster
Mesin raster menyediakan kemampuan penyimpanan dan komputasi untuk citra penginderaan jauh, model elevasi digital (DEMs), dan data grid. Mesin ini kompatibel dengan beberapa format sumber data raster seperti Tiff, HDF4, HDF5, GRIB, dan NetCDF. Mesin raster menyediakan kemampuan penyimpanan berorientasi objek dan mendukung penskalaan danau data raster berbasis OSS. Satu baris dapat menyimpan objek besar lebih dari 1 TB. Mesin raster juga menyediakan berbagai operator dasar yang melibatkan identifikasi hubungan spasial raster, piramida raster, statistik raster, atribut raster, pemrosesan gambar raster, aljabar raster, serta algoritma bisnis seperti penyeimbangan warna, mozaik, algoritma DEM, dan algoritma tangkapan D8. Mesin ini memiliki keunggulan yang jelas dalam skenario penyimpanan dan komputasi data raster skala besar.
Mesin objek bergerak
Mesin objek bergerak menyediakan kemampuan penyimpanan dan komputasi untuk objek bergerak seperti manusia, kendaraan, kapal, dan pesawat. Mesin ini mendukung penyimpanan asli, pengindeksan, dan optimasi segmentasi untuk trajektori 4D (2D atau 3D dan waktu). Mesin ini dapat menambahkan atribut kustom ke setiap titik trajektori, mendefinisikan peristiwa spatio-temporal, menekan dan mensampling ulang puluhan miliar titik trajektori secara efisien, serta mendukung berbagai operator spatio-temporal asli, seperti segmentasi trajektori, titik tetap trajektori, kesamaan trajektori, dan identifikasi hubungan spatio-temporal.
Mesin GeomGrid
Mesin GeomGrid menyediakan konstruksi grid spasial dan kemampuan pengkodean serta kueri grid untuk objek spasial 2D dan 3D. Mesin ini mendukung berbagai aturan meshing (seperti GeoSOT dan H3), pengkodean objek spasial, operasi kueri objek dan kode, kemampuan agregasi dan analisis berbasis grid spasial, serta degenerasi grid.
Mesin model permukaan
Mesin model permukaan menyediakan kemampuan penyimpanan dan komputasi untuk data 3D semantik yang diekspresikan dalam mesh permukaan. Mesin ini dapat memproses data Building Information Modeling (BIM), mendekonstruksi dan membangun model berdasarkan semantik, mendukung analisis spasial 3D kompleks dan pencarian federasi skala besar, menyediakan algoritma penyederhanaan model, serta berinteraksi dengan mesin rendering 3D front-end utama.
Mesin model volume
Mesin model volume menyediakan kemampuan penyimpanan dan komputasi untuk data anisotropik yang dicirikan oleh mesh volume non-homogen. Mesin ini dapat memproses data volume geologi kompleks, mendukung pemotongan grid di batas urutan, mendukung algoritma interpolasi bisnis, mendukung analisis spasial kompleks dan pencarian federasi skala besar, menyediakan algoritma penyederhanaan model, serta berinteraksi dengan mesin rendering 3D front-end utama.
Mesin model volume berada dalam fase pratinjau undangan. Untuk menggunakan model ini, hubungi kami.
Mesin model adegan
Mesin model adegan menyediakan kemampuan penyimpanan dan komputasi untuk model rendering yang disempurnakan. Mesin ini dapat mengimpor model dalam berbagai format, seperti OSGB, glTF/GLB, dan OBJ, mendukung algoritma seperti pemotongan ruang dan penggabungan, pemotongan tekstur dan penyederhanaan, menyediakan algoritma penyederhanaan model, serta berinteraksi dengan mesin rendering 3D front-end utama. Mesin ini juga mendukung analisis akurat pada visibilitas dan rasio bayangan.
Mesin point cloud
Mesin titik awan menyediakan kemampuan penyimpanan dan komputasi untuk data titik awan masif yang dikumpulkan oleh sistem LADAR. Mesin ini mendukung pengindeksan spasial blok dalam database, loss kompresi titik awan, kueri dan perhitungan spasial titik awan, penyaringan dan penyederhanaan titik awan, serta dapat dihubungkan ke mesin rendering 3D front-end utama.
Path engine
Mesin jalur menyediakan kemampuan penyimpanan dan komputasi untuk data grafik topologis yang diekspresikan dalam titik dan tepi (seperti jaringan pipa dan jaringan jalan). Mesin ini dapat membangun topologi jaringan berdasarkan model titik dan tepi, serta mendukung berbagai algoritma pencarian jalur seperti TSP, K-pendek, pembatasan belokan, dan Dijkstra dua arah.
Mesin tampilan cepat
Mesin tampilan cepat mendukung rendering cepat data spasial di GanosBase. Untuk data vektor dan raster, mesin ini melakukan agregasi hierarkis berdasarkan karakteristik spasial, menggunakan algoritma culling visibilitas untuk membangun indeks tampilan cepat tanpa pra-tiling untuk mendukung rendering, serta mendukung pembaruan lokal indeks. Untuk berbagai jenis data 3D, mesin ini membangun level rendering untuk model 3D menggunakan penyederhanaan model, kompresi tekstur, dan penyambungan data, serta secara dinamis menghasilkan format tampilan yang dapat dikenali oleh mesin rendering. Mesin ini mengubah mode tampilan tradisional pra-tiling dan menyediakan kemampuan visualisasi dan komputasi terintegrasi untuk memastikan kesetiaan data.
Kemampuan ujung ke ujung
Atlas adalah layanan analisis dan visualisasi data spatio-temporal ringan yang diluncurkan bersama oleh tim GanosBase dan DataV. Layanan ini membantu pelanggan Internet dengan cepat menemukan nilai data spatio-temporal dan mendukung pengambilan keputusan lokasi bisnis, penelitian ilmiah, serta aplikasi lainnya. Atlas juga dapat diintegrasikan ke dalam aplikasi spatio-temporal pengguna. Dirancang untuk dengan cepat menyelesaikan masalah dengan analisis, visualisasi, dan berbagi hasil data spatio-temporal skala besar, Atlas menyediakan kemampuan inti berikut:
Pratinjau grafis data spatio-temporal skala besar
Visualisasi dan analisis data spatio-temporal di GanosBase menggunakan Pernyataan SQL
Berbagai ekspresi data spatio-temporal menggunakan primitif seperti titik, garis, permukaan, raster, dan grid
Atlas mendorong semua komputasi data spatio-temporal ke GanosBase untuk memaksimalkan efisiensi komputasi spatio-temporal. Layanan ini menggunakan teknologi tampilan cepat dinamis di GanosBase untuk berinteraksi dengan front-end, memplot berbagai jenis data spatio-temporal, dan benar-benar mewujudkan grafik cepat dengan Pernyataan SQL. Selain pratinjau langsung berbagai jenis data spatio-temporal, Atlas juga dapat menggambar peta bisnis seperti peta awan, peta densitas trajektori, dan peta agregasi grid, serta membagikan peta tersebut.
Manfaat
Pengelolaan terpadu
Berbagai jenis data multi-modal spasio-temporal
GanosBase mendukung berbagai jenis data (seperti geometri, raster, trajektori, dan grid geografis), struktur penyimpanan, serta kemampuan fungsi. GanosBase dapat menggantikan kerangka teknis tradisional yang melibatkan berbagai jenis data dan metode penyimpanan ganda. Mesin ini menyediakan manajemen terpadu untuk berbagai jenis data spatio-temporal, mengurangi kompleksitas bisnis dan biaya O&M.
Kesesuaian dengan standar OpenGIS dan kompatibilitas penuh dengan sintaks PostGIS
GanosBase mendukung migrasi transparan aplikasi geometri PostGIS yang ada, mendukung ruang koordinat 2D, 3D, dan 4D, memungkinkan Anda membuat indeks spasial 2D dan n-D, serta mendukung komputasi planar dan bola. Anda dapat mengontrol akurasi komputasi spasial. Dibandingkan dengan PostGIS, GanosBase meningkatkan kinerja lebih dari lima kali lipat dalam berbagai skenario kueri spatio-temporal umum.
Pengelolaan data grid yang kuat, fleksibel, sederhana, dan khusus
GanosBase dapat mengimpor berbagai jenis data raster, seperti HDF4, HDF5, GRIB, dan NC. Mesin ini mendukung pemrosesan kueri transparan berbasis OSS, dapat mengelola objek raster besar dengan satu baris lebih dari 1 TB, serta meningkatkan kinerja lebih dari 10 kali lipat dalam mode operasi paralel. Mesin ini mendukung berbagai operator raster dasar dan algoritma bisnis seperti mozaik gambar, pemotongan, penyeimbangan warna, dan pemrosesan DEM.
Penyimpanan, komputasi, dan rendering terpadu untuk data 3D
GanosBase dapat mengimpor jenis data model 3D umum, seperti IFC (BIM), GLFT, GLB, OBJ, OSGB, dan model geologi 3D. Setelah data diimpor, mesin ini dapat melakukan analisis 3D kompleks dan kueri 3D, serta mesin tampilan cepatnya dapat menyediakan kemampuan rendering tanpa pra-tiling. GanosBase meningkatkan efisiensi komputasi data 3D lebih dari 50 kali lipat dibandingkan solusi tradisional.
Kemampuan meshing, pengkodean, dan agregasi geografis yang beragam
GanosBase mendukung berbagai aturan meshing seperti GeoSOT dan H3. Mesin ini dapat dengan cepat mengkodekan ratusan juta objek spasial 2D dan 3D berdasarkan grid, melakukan kueri agregasi real-time berdasarkan kode grid, serta berinteraksi dengan teknologi tampilan cepat MVT untuk menerapkan rendering efisien atribut agregasi.
Pengelolaan dan visualisasi trajektori sejumlah besar objek bergerak
GanosBase menerapkan manajemen trajektori untuk berbagai objek bergerak, seperti manusia, kendaraan, kapal, dan pesawat, hingga empat dimensi. Mesin ini mendukung komputasi kompleks trajektori, peristiwa, dan atribut polimorfik, seperti penyimpanan kompleks, kompresi, segmentasi, penilaian kesamaan, dan penilaian titik stasioner. Dibandingkan dengan model titik tradisional, model trajektori asli meningkatkan kinerja hampir 50 hingga 100 kali lipat dalam skenario analisis spatio-temporal.
Penyimpanan bertingkat polimorfik untuk data spasial
GanosBase menyediakan penyimpanan bertingkat polimorfik data spasial di PolarDB for PostgreSQL. Layanan database tidak hanya mendukung Elastic Block Storage, tetapi juga memungkinkan Anda menyimpan data di Object Storage Service (OSS). Anda dapat menyimpan partisi dalam tabel partisi di OSS, atau menyimpan kolom besar spatio-temporal dalam tabel di OSS. Anda juga dapat melakukan operasi buat, baca, perbarui, hapus, dan indeks pada data tersebut yang disimpan di OSS. Cache multi-level memastikan kinerja dan sepenuhnya transparan bagi pelanggan. Penyimpanan bertingkat polimorfik dapat sangat mengurangi biaya penyimpanan dan memastikan operasi data.
Komputasi pushdown
Berbeda dengan solusi middleware spatio-temporal tradisional, GanosBase memungkinkan Anda mendorong komputasi penting ke layanan database. Ini membawa komputasi lebih dekat ke data dan memanfaatkan sepenuhnya kemampuan pemrosesan layanan database untuk menerapkan komputasi data lokal dan efisien. GanosBase tidak hanya mengurangi latensi I/O yang disebabkan oleh transmisi sejumlah besar data perantara melalui jaringan, tetapi juga menyederhanakan logika bisnis dan sangat meningkatkan kinerja bisnis.
Operator berlimpah untuk mendukung berbagai jenis analisis spasio-temporal
GanosBase mendukung operator analisis spasial yang berlimpah, termasuk yang untuk impor dan ekspor, konversi tipe data, pemrosesan atribut, identifikasi hubungan spasial, komputasi spasial, pemrosesan spasial, dan analisis bisnis. Anda dapat secara independen membangun algoritma bisnis yang lebih kompleks berdasarkan operator-operator ini. Praktik pelanggan menunjukkan bahwa algoritma bisnis yang dibangun berdasarkan operator GanosBase dapat secara signifikan meningkatkan efisiensi.
Kueri paralel elastis untuk data spasio-temporal
GanosBase dapat menggunakan fitur kueri paralel elastis multi-node (ePQ) dari PolarDB untuk menanyakan data spatio-temporal. Ini melibatkan penggunaan node baca-saja dalam kueri analitik kompleks untuk meningkatkan efisiensi kueri. Dibandingkan dengan fitur kueri paralel elastis single-node, ePQ mempercepat 19 kueri lebih dari 10 kali lipat dan 3 kueri lebih dari 60 kali lipat dalam 22 jenis kueri. Kinerja meningkat secara linear dengan perluasan sumber daya.
HTAP untuk data spasio-temporal
Dalam kombinasi dengan PolarDB for PostgreSQL dan AnalyticDB for PostgreSQL, GanosBase memberikan kemampuan HTAP untuk data spatio-temporal. GanosBase tidak hanya mendukung langsung PolarDB for PostgreSQL, tetapi juga memungkinkan Anda menambahkan node AnalyticDB for PostgreSQL ke layanan database. Dengan cara ini, Anda dapat menggunakan HTAP untuk menyinkronkan dan mengintegrasikan data spatio-temporal pada node TP dan AP.
Visualisasi dan komputasi terintegrasi
GanosBase menyediakan mesin tampilan cepat 2D/3D tanpa pra-tiling. Mesin ini dapat mengambil dan memvisualisasikan entitas yang diwakili oleh data spatio-temporal secara efisien. Alih-alih menggunakan metode kompleks penyimpanan sistem file, komputasi database, dan tampilan ubin dalam tumpukan teknologi tradisional, GanosBase menggunakan visualisasi dan komputasi terintegrasi untuk mendukung berbagai aplikasi bisnis seperti kueri spasial, kueri spatio-temporal, kueri berorientasi skenario, dan kueri multi-modal terintegrasi.
Indeks tampilan cepat
GanosBase membangun indeks piramida jarang berdasarkan algoritma culling visibilitas untuk mendukung akses visualisasi ratusan juta objek poligon dalam hitungan detik dan pembaruan paralel ratusan juta indeks tampilan cepat dalam hitungan menit.
Peningkatan MVT
GanosBase menyediakan kemampuan peningkatan MVT PostGIS untuk memvisualisasikan hasil kueri spatio-temporal. GanosBase mendukung algoritma akselerasi seperti resampling global dan memungkinkan Anda menghasilkan ubin vektor 2D atau 3D secara dinamis dengan kecepatan lebih cepat dan ukuran lebih kecil.
Rendering 3D tanpa pre-tiling
GanosBase menyediakan berbagai kemampuan untuk data 3D, seperti penyederhanaan dalam perpustakaan, reorganisasi tekstur, penyambungan data, dan konstruksi LOD. Mesin ini juga dapat secara dinamis menghasilkan mesin rendering yang terhubung dengan ubin 3D.
Contact us
Anda dapat menghubungi kami jika Anda memiliki pertanyaan.