本文研究空间数据集群服务体系结构与算法,主要针对数据密集型和具有高速率要求的应用,其重点是管理海量空间数据和提供高速率数据服务。论文着重在体系结构、数据存储模型和网络分布方法等方面进行研究,设计并实现了原型系统TSS。本文的研究工作主要体现在以下几个方面:1.在综合分析HPSS、MARS、DPSS等集群服务系统体系结构的基础上,提出了一种空间数据集群服务体系结构,详细阐述了该体系结构中的名字服务器、磁盘服务器、数据加载器和应用编程接口等主要部件的结构和功能。2.提出了一种用于空间数据集群服务的存储模型——空间数据瓦片模型,该模型具有局部访问直接、缓存替换简单、分布存储快捷、优化策略多样等特点。着重讨论了栅格数据瓦片模型、矢量数据瓦片模型和瓦片金字塔模型,设计了基于虚拟点的矢量数据瓦片组织方法和瓦片模型的主要数据结构。3.分析了在空间数据集群服务中采用数据分布方法的必要性,定义了二维瓦片分布问题。探讨了几种适合瓦片矩阵的分布方法,通过模拟实验比较了它们的性能。重点讨论了非均匀多磁盘数据分配和瓦片分布问题,给出了一种考虑多种约束的速率均匀逻辑磁盘划分方法和一种基于同物理磁盘同主机间“最大距离”准则的逻辑磁盘排序方法。4.设计并实现了空间数据集群服务原型系统——瓦片服务器系统TSS。实验表明,TSS能够管理海量空间数据和提供高速率数据服务,并具有良好的并发性。