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时下火热的“图数据库”到底作用几何?看这里→→→

转载 邱纪河2022/05/26 21:37:04 发布 IP属地:未知 来源:微信公众号 作者:广东自然资源 3 阅读 0 评论 0 点赞


近年来,随着“知识图谱”应用越来越广泛,“图数据库”(Graph Database)出现的频率也越来越高。那么到底什么是图数据库呢?今天为大家揭开图数据库神秘的面纱,浅析其相关技术。





什么是“图”


“图”由两个元素组成:顶点和边。每个顶点代表一个实体(事物,类别或其他数据),每条边代表两个实体之间的关联关系。两个实体之间的关系可以用有方向或无方向的边来表示,例如人对房的所有关系、人对地的使用关系、地对房的包含关系。这种实体和实体之间关系的数据结构就是“图”。


“图”示例





什么是图数据库


图数据库是以实体及其关系为主要存储对象的数据库,是对上述的关系“图”数据结构进行存储、查询和分析的数据库。


不同于传统使用二维表格存储数据的关系型数据库,图数据库属于非关系型数据库。图数据库通过将顶点和边简单组装为相互关联的结构,让我们能够建造任意复杂的模型。例如下图为图数据库中构建的数据模型:某地块(橙色)有6幢楼栋(黄色),每幢楼栋有多套房屋,共162套(蓝色),共238个业主(白色的顶点)。


图数据库中的数据模型





主流图数据库有哪些






为什么要用图数据库


01

图数据库表达关联关系更直观



图数据库的原始设计动机就是更好地描述实体之间的关系,关系型数据库将数据存储为表格,弱化了数据之间的关联关系。而图数据库强化了关系的存储,使数据及其关系的表达更直观,也更易于理解。


举例>>

例如:假设有三张不动产登记数据表,分别是自然幢表,户表和购房人表。如果查询户号为216的房产面积,一般较快;但是要查询“张三”的购房相关信息,就需要通过表3关联表1与表2,导致查询比较繁琐,且表与表之间的数据关系不够直观。下图为关系型数据库中三张表的存储方式。


关系型数据库存储方式


将以上的表格转换为图模型,那么各个实体之间的关系就一目了然。下图为三张表在图数据库中的存储方式。


图数据库存储方式



02

图数据库能对实体数据进行关联分析



图数据库能够对任意实体之间的关联关系进行分析,查找出实体之间的关联关系,能够发现实体之间隐藏的、被忽略的关联关系。实体数据越丰富,对关联关系的分析越有效。


举例

以“张三”和“李四”两个人为图数据库中的顶点,能够查询出两个人之间存在的关联关系,从下图的图数据库查询结果中可以看出:两人通过同一块土地进行关联,即张三和李四为同一小区的住户。同理可对其它任意两个实体进行关联分析。


关联关系分析示例图


03

图数据库处理关联关系更高效



图数据库处理数据的关联关系灵活且高效,图的结构决定了其易于扩展的特性,增加新的顶点、关系、属性、标签都很容易,不会破坏已有的查询和应用功能,且查询效率较高。


举例 

在一个包含100万个顶点、5000万条边的关系图谱中,分别进行2层到5层关联关系的查询,关系型数据库的查询执行时间随着关系深度增加而大幅增加,甚至难以执行;而图数据库的查询执行却依然非常高效,用时很少,由此可见对于海量的、多层次的、多样的复杂关系查询和分析,图数据库比关系型数据库更具优势。


关系型数据库与图数据库性能对比表


关系型数据库与图数据库的区别





图数据库应用场景



当前,省国土资源技术中心正在探索图数据库在自然资源实体中的应用,接下来,省国土资源技术中心将充分利用图数据库技术,为自然资源实体及其关系的构建、查询、分析等提供高效的技术服务保障。


通讯员:广东省国土资源技术中心 刘阳、俞建】

- THE END -

广东自然资源融媒体团队出品

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