A Study on the Implementation of Spatial Operators in LPG-Based Graph Databases

속성 그래프 기반 그래프 데이터베이스에서의 공간 연산자 구현 방안 연구

The increasing utilization of graph databases in the Geospatial Information domain has raised the necessity for efficient spatial operators to process spatial data. However, current Labeled Property Graph (LPG)-based Graph Database Management Systems fail to provide effective operators for spatial data processing. Therefore, this study proposes and implements a spatial operator framework for LPG-based GDBMS(Graph Database Management System). A procedure-based spatial query system was developed in the Neo4j environment and performance was analyzed using the Jackpine benchmark. Despite not applying spatial indexing, most queries were executed within 20 seconds, which allowed confirmation of the system's initial performance and potential. This research provides a foundation for implementing spatial operations in LPG-based GDBMS and is expected to serve as a groundwork for future performance improvement research through spatial indexing and schema optimization.

공간정보 분야에서 그래프 데이터베이스의 활용이 증가함에 따라 공간 데이터의 효율적인 처리를 위한 공간 연산자의 필요성이 대두되고 있다. 그러나 현재 LPG(Labeled Property Graph) 기반 그래프 데이터베이스 관리 시스템(Graph Database Management System, GDBMS)은 공간 데이터 처리를 위한 효과적인 연산자를 제공하지 못하고 있다. 이에 본 연구에서는 LPG 기반 GDBMS을 위한 공간 연산자 프레임워크를 제안하고 이를 구현 및 평가하였다. 제안한 공간 연산 질의 시스템은 Neo4j 환경에서 프로시저로 개발하였으며, Jackpine 벤치마크를 통해 성능을 분석하였다. 공간 인덱싱을 적용하지 않았음에도 불구하고, 대부분의 질의가 20초 이내에 실행되어, 구현된 시스템의 초기 성능과 잠재력을 확인할 수 있었다. 본 연구는 LPG 기반 GDBMS의 공간 연산 구현을 위한 기반을 제시하였으며, 향후 공간 인덱싱과 스키마 최적화를 통한 성능 개선 연구의 토대가 될 것으로 기대된다.