深入淺出空間索引：2
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深入淺出空間索引2
第一篇講到了傳統的索引如B樹不能很好的支持空間數據，比如點（POI等）、線（道路、河流等）、面（行政邊界、住宅區等）。本篇將對空間索引進行簡單分類，然後介紹網格索引。（深入淺出空間索引1：http://www.cnblogs.com/LBSer/p/3392491.html）
一、空間索引有哪幾種？
傳統索引使用哈希和樹這兩類最基本的數據結構。空間索引雖然更為復雜，但仍然發展於這兩種數據結構。因此可以將空間索引劃分為兩大類：1）基於哈希思想，如網格索引等；2）基於樹思想，有四叉樹、R樹等。
二、網格索引
哈希是通過一個哈希函數將關鍵字映射到內存或外存的數據結構，如何擴展到空間數據呢？
2.1. 網格索引原理
擴展方法：對地理空間進行網格劃分，劃分成大小相同的網格，每個網格對應著一塊存儲空間，索引項登記上落入該網格的空間對象。
舉個例子，我們將地理空間進行網格劃分，並進行編號。該空間範圍內有三個空間對象，分別是id=5的街道，23的河流和11的商圈。這時候我們可以按照哈希的數據結構存儲，每個網格對應著一個存儲桶，而桶裏放著空間對象，比如對2號網格，裏面存儲著id=5的空間對象，對35號網格，桶裏放著id=5和id=23的空間對象。
假如我們要查詢某一空間範圍內有哪些空間對象，比如下面的紅框就表示空間範圍，我們可以很快根據紅框的空間範圍算出它與35號和36號網格相交，然後分別到35號和36號網格中查找空間對象，最終找出id=5和id=23的空間對象。
2.2. 網格索引缺點
1）索引數據冗余
網格與對象之間多對多關系在空間對象數量多、大小不均時造成索引數據冗余。比如11號商圈這個空間對象在68，69，100，101這4個網格都有存儲，浪費了大量空間。
2）網格的大小難以確定
網格的劃分大小難以確定。網格劃分得越密，需要的存儲空間越多，網格劃分的越粗，查找效率可能會降低。對於圖a，這個查詢需要查詢4個網格，由於4個網格覆蓋了整個空間，因此這個查找其實是將空間範圍內所有的點數據都遍歷一遍，失去了索引的意義。
3）很多網格沒有數據
空間數據具有明顯的聚集性，比如POI只在幾個熱點商貿區聚集，在郊區等地方很稀疏，這將導致很多網格內沒有任何空間數據。
下一節將介紹四叉樹。
深入淺出空間索引：2