[論文レビュー] Using Table Valued Functions in SQL Server 2005 To Implement a Spatial Data Library

Jim Gray, Alexander S. Szalay+1 more|ArXiv.org|Jan 26, 2007

Data Management and Algorithms参考文献 3被引用数 10

ひとこと要約

この論文では、ポイント同士の近接性やポリゴン内にポイントがあるかのクエリを効率的に行えるようにするため、SQL Server 2005用の空間データライブラリを提示している。このライブラリは、公開ドメインのC# Hierarchical Triangular Mesh（HTM）アルゴリズムを、SQL ServerのUDFとして公開することで、アプリケーションレベルの変更なしにスケーラブルでコードフリーの空間インデックス解決を実現する。

ABSTRACT

This article explains how to add spatial search functions (point-near-point and point in polygon) to Microsoft SQL Server 2005 using C# and table-valued functions. It is possible to use this library to add spatial search to your application without writing any special code. The library implements the public-domain C# Hierarchical Triangular Mesh (HTM) algorithms from Johns Hopkins University. That C# library is connected to SQL Server 2005 via a set of scalar-valued and table-valued functions. These functions act as a spatial index.

研究の動機と目的

• アプリケーションレベルのコード変更なしに、SQL Server 2005で効率的な空間クエリを可能にすること。
• 公開ドメインのC# HTM空間アルゴリズムを、データベース関数を通じてSQL Serverに統合すること。
• テーブル値関数を用いた再利用可能でスケーラブルな空間インデックスメカニズムを提供すること。
• ポイント同士の近接性やポリゴン内にポイントがあるかの検索といった一般的な空間操作をサポートすること。
• 複雑な空間機能が、標準のSQL Server UDFを通じて公開可能であることを示すこと。

提案手法

• C# Hierarchical Triangular Mesh（HTM）アルゴリズムを、SQL Serverのテーブル値関数として公開すること。
• スカラ値関数とテーブル値関数を用いて、C#ロジックとT-SQLクエリを接続すること。
• HTMに基づく空間パーティショニングを用いて、SQL Server内に空間インデックスロジックを実装すること。
• 結果セットを返すUDFを設計し、空間クエリの結果（例：近接するポイント）を表現すること。
• 標準のSQL Server 2005 T-SQL構文との互換性を確保し、シームレスな統合を実現すること。
• UDFを用いた一般的な空間クエリの実行を通じて、機能の妥当性を検証すること。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 アプリケーションコードを変更せずに、SQL Server 2005に空間クエリ機能を追加する方法は何か？
• RQ2 テーブル値関数は、HTMのような複雑な空間アルゴリズムをT-SQLに効果的に公開できるか？
• RQ3 SQL Server 2005におけるUDFベースの空間ライブラリは、どのようなパフォーマンスとスケーラビリティを達成するか？
• RQ4 このアプローチを用いることで、ポイント同士の近接性やポリゴン内にポイントがあるかのクエリは、どれほど正確かつ効率的に実行できるか？
• RQ5 データベースネイティブな空間ライブラリは、アプリケーションレベルの空間ロジックの必要性をどの程度低減できるか？

主な発見

• このライブラリは、テーブル値関数を用いたT-SQLにより、ポイント同士の近接性やポリゴン内にポイントがあるかのクエリを効果的に実現している。
• UDFを介してC# HTMアルゴリズムを統合することで、スケーラブルで効率的な空間インデックスメカニズムが提供された。
• アプリケーションコードの変更なしに、データベース関数のみに依存して空間クエリを実行できる。
• このアプローチは、複雑な空間操作が、標準のSQL Server UDFを通じて抽象化され、公開可能であることを示している。
• 既存のSQL Server 2005の機能を活用することで、最小限のインfra構成変更で空間機能を提供できる。
• この方法は、予測可能なパフォーマンスと正しさを備えた生産環境レベルの空間クエリをサポートする。