Κατεύθυνση Υπολογιστικά Συστήματα: Λογισμικό και Υλικό
Πληροφορική

2021-11-24

2021

Παπαμιχαλόπουλος Μάριος

Μανόλης Κουμπαράκης, Καθηγητής, Πληροφορικής και Τηλεπικοινωνιών, ΕΚΠΑ

JedAI-spatial: a system for 3-dimensional Geospatial Interlinking

Αγγλικά
Ελληνικά

JedAI-spatial: ένα σύστημα για τρισδιάστατη Διασύνδεση Γεωχωρικών Δεδομένων

Τα γεωχωρικά δεδομένα αποτελούν ένα σημαντικό κομμάτι των δεδομένων του Σημασιολογικού Ιστού (Semantic Web), αλλά μέχρι στιγμής οι πηγές του δεν περιέχουν αρκετούς συνδέσμους στο Linked Open Data cloud. Η Διασύνδεση Γεωχωρικών Δεδομένων (Geospatial Interlinking) έχει ως στόχο να καλύψει αυτό το κενό συνδέοντας τις γεωμετρίες με καθιερωμένες τοπολογικές σχέσεις, όπως αυτές του Dimensionally Extended 9-Intersection Model. Έχουν προταθεί διάφοροι αλγόριθμοι στη βιβλιογραφία για την επίλυση αυτού του προβληματος.

Στο πλαίσιο αυτής της διπλωματικής εργασίας, αναπτύσσουμε το JedAI-spatial, ένα καινοτόμο σύστημα ανοιχτού κώδικα, το οποίο οργανώνει τους κύριους υπάρχοντες αλγορίθμους σύμφωνα με τρεις διαστάσεις:

i. Το Space Tiling διαφοροποιεί τους αλγόριθμους διασύνδεσης σε αυτούς που βασίζονται σε πλέγμα (grid-based), δέντρα (tree-based) ή κατατμήσεις (partition-based), σύμφωνα με την μέθοδο τους για τη μείωση του χώρου αναζήτησης και συνεπώς της τετραγωνικής πολυπλοκότητας αυτού του προβλήματος. Η πρώτη κατηγορία περιέχει τεχνικές Σημασιολογικού Ιστού, η δεύτερη καθιερωμένες τεχνικές για χωρική διασύνδεση (spatial join) στην κύρια μνήμη από την κοινότητα των βάσεων δεδομένων , ενώ η τρίτη περιλαμβάνει παραλλαγές του βασικού αλγορίθμου plane-sweep της υπολογιστικής γεωμετρίας.

ii. Το Budget awareness διαχωρίζει τους αλγόριθμους διασύνδεσης σε budget-agnostic και budget-aware. Οι μέν απαρτίζονται από batch τεχνικές, που παράγουν αποτελέσματα μόνο μετά την επεξεργασία όλων των δεδομένων, ενώ οι δε λειτουργούν με έναν προοδευτικό τρόπο που παράγει αποτελέσματα σταδιακά - ο στόχος τους είναι να επικυρώσουν τις τοπολογικά συσχετιζόμενες γεωμετρίες πριν από τις μη-συσχετιζόμενες.

iii. Η Μέθοδος Εκτέλεσης διαφοροποιεί τους αλγορίθμους σε σειριακούς, οι οποίοι εκτελούνται χρησιμοποιώντας ένα πυρήνα (CPU core), και παράλληλους (parallel), οι οποίοι αξιοποιούν την κατανεμημένη εκτέλεση πάνω στο Apache Spark.
Στα πλαίσια της διπλωματικής πραγματοποιήθηκαν εκτενή πειράματα με τις μεθόδους και των 3 διαστάσεων, με τα πειραματικά αποτελέσματα να παρέχουν μία ενδιαφέρουσα εικόνα όσον αφορά τη σχετική απόδοση των αλγορίθμων.

Τεχνολογία – Πληροφορική

Διασύνδεση Γεωχωρικών Δεδομένων, Παραλληλοποίηση, Πλαίσιο Filter-Verification

Ναι

5

Ναι

3

76

https://pergamos.lib.uoa.gr/uoa/dl/object/2967186/file.pdf

https://pergamos.lib.uoa.gr/uoa/dl/object/2967186