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近几年来，随着地理信息系统(GIS)不断应用和推广，空间数据库的研究取得了非常大的发展。空间查询作为空间数据库最核心的功能之一，其性能成为决定空间数据库性能的关键因素。但目前基于空间索引的空间查询面临两个问题，一方面是常用的空间索引没有利用空间和属性数据之间的关系，用以支持空间和属性数据的联合查询，另外，空间查询在利用空间索引检索数据后仍然面临着大量的精确几何计算。本文提出了一种新的空间查询优化方法，用以解决织女星地理信息系统中空间和属性数据联合查询的问题和大量精确几何计算的问题。主要研究内容及结果如下：
(1)提出了一种空间和属性数据的联合索引及查询算法。索引算法通过目录控制来减少对下级目录的检索从而提高检索速度，通过在R-树的索引目录项中加入属性数据的控制，从而使得一些空间和属性数据的联合查询的速度获得提高。实验结果表明，这种空间和属性数据的联合索引能够将查询速度提高一倍左右。
(2)改进了传统的粗过滤算法，提出了在空间索引和最终精确几何计算之间加入一种内包(Interior)过滤的算法，该算法通过基于格网的近似内包算法获得一系列的位于多边形内部的格网，用以替代内包。通过使用内包过滤将部分空间要素直接归入到查询结果集合之中，或者将某些空间要素直接排除出查询结果，达到减少精确几何计算的目的，进而提高整体空间查询的速度。实验结果显示，内包过滤算法能够大大减少精确几何计算，其中对于相交查询和包括查询，大约能减少50％，而对于包含查询则能够减少90％以上。
(3)在织女星地理信息系统虚拟空间数据库工具中，实现了优化的空间查询构件。空间查询构件是作为空间数据库引擎的一个子模块而存在的，优化的空间查询方法极大地提高空间查询的效率和空间数据库的整体性能。