themis docs geo geo_feature_tiering

Geo Feature Tiering & Plugin-Architektur

Ziel: ThemisDB Geo so gestalten, dass erweiterte Funktionen optional als "Enterprise Capabilities" zugeschaltet werden können, ohne den Core (OSS) zu belasten. Build- und Runtime-Gating, klare Schnittstellen, Capability-Discovery.

Grundprinzipien

• Clean Core (OSS): Minimaler, portabler Funktionsumfang (MVP), permissive Dependencies.
• Add-In (Enterprise): Leistungs- und Komfortfeatures als separate Module (DLL/.so), dynamisch ladbar.
• Kein Vendor-Lock: Öffentliche Plugin-ABI, klare Capability-API, CPU-Fallbacks jederzeit.

Tiering (Vorschlag)

Core (OSS)

• Storage & Model: EWKB(Z) Parser/Serializer; Sidecar (mbr, centroid, z_min/z_max)
• Indizes: R-Tree (2D), Z-Range-Index
• AQL: ST_Point, ST_GeomFrom*, ST_AsGeoJSON/Text, ST_Envelope, ST_Distance, ST_DWithin, ST_Intersects, ST_Within, ST_Contains, 3D-Basis (HasZ/Z/Force2D/3D/ZBetween)
• Engine: CPU-Exact (Boost.Geometry), DNF/OR Orchestrierung, Fallback Full-Scan
• Observability: Basis-Metriken (index_hits, candidate_count, exact_checks, z_pruned)

Enterprise (Add-Ins)

• Compute/Performance
  • GPU-Backend (DX12/Vulkan) für Batch-Intersects/DWithin
  • SIMD-Kerne gebündelt/optimiert (Highway/xsimd) + Morton-Prepass
  • Prepared Geometries (GEOS Plugin, dyn. link) für schnelle Masken
  • LBVH/BVH Acceleration (CPU/GPU)
  • Roaring Bitmaps (CRoaring) für schnelle Set-Algebra
• Geofunktionen
  • Erweiterte Topologie: Buffer, Union, Intersection, Difference, SymDiff, Simplify, MakeValid
  • CRS-Transformationen (PROJ) + Caching
  • KNN Geo (geodätisch, Index-gestützt) mit Early-Out/Heuristiken
  • H3/S2 Integration (polyfill, coverage, analytics)
• Operative Features
  • Erweiterte Metriken/Tracing (gpu_batches, simd_hits, bvh_pruned, roaring_ops)
  • Admin-APIs: Rebuild/Compaction-Strategien, Warmup/Prepare

Hinweis: Lizenzen sind permissiv; "Enterprise" ist Produkt-Tiering, kein Zwang aus Lizenzsicht. GEOS (LGPL) bleibt optional/dynamisch.

Gating-Mechanismen

Build-Time (CMake Options)

• THEMIS_GEO=ON # Basis Geo-Core
• THEMIS_GEO_SIMD=ON/OFF # SIMD-Kerne (optional)
• THEMIS_GEO_GPU=ON/OFF # GPU-Backend (Add-In)
• THEMIS_GEO_H3=ON/OFF # H3 Integration (Add-In)
• THEMIS_GEO_GEOS_PLUGIN=ON/OFF # GEOS Prepared (dyn)
• THEMIS_ENTERPRISE=ON/OFF # Bündelt Add-Ins, Packaging

Runtime (config.json)

{
  "geo": {
    "use_gpu": false,
    "use_simd": true,
    "plugins": ["geos", "h3"],
    "enterprise": false
  }
}

Plugin-Discovery

• Pfad: modules/geo/*.dll|so
• ABI: ISpatialComputeBackend v1, IGeoOpExtension v1
• Registrierung: Factory-Funktion RegisterGeoPlugin(IGeoRegistry*)
• Capability-Keys: features, accel (cpu/gpu/simd), ops (st_*), version, license

API: Capabilities

• GET /api/capabilities → enthält geo-Block mit features, enterprise (bool), plugins.
• GET /api/health → Status von geladenen Plugins/Backends.

Packaging

• Core-Binär: themis_core + Geo-Core
• Enterprise-Bundle: themis_geo_gpu.(dll|so), themis_geo_geos.(dll|so), themis_geo_h3.(dll|so) + Konfig-Beispiele
• Optionaler License-Hook: einfacher Token-Check (Datei/ENV) im Enterprise-Ladepfad (später)

Migrationspfad

• Alle Enterprise-Funktionen haben CPU-Fallback oder sind additive (nicht-blockierend).
• AQL-Syntax bleibt gleich; Capability-API zeigt verfügbare Operatoren/Backends an.
• Tests: Core-Tests laufen ohne Enterprise; Enterprise-Tests optional/markiert.

Nächste Schritte

• CMake-Optionen definieren; Targets für Plugins (shared libs).
• Capability-API GET /api/capabilities (HTTP/Server) implementieren.
• Plugin-Interfaces entwerfen (include/geo/spatial_backend.h, include/geo/geo_ops_ext.h).
• Minimaler GPU-Stub-Backend + GEOS-Stub-Plugin zum Laden/Listen.