[發(fā)明專利]一種采用分布式3D動態(tài)空間數據分析方法

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• 申請日: 2014-10-10
• 公開（公告）號: CN104298743A
• 公開（公告）日: 2015-01-21
• 發(fā)明（設計）人: 王闖;李克學;戴鴻君;于治樓
• 申請（專利權）人: 浪潮集團有限公司
• 主分類號: G06F17/30
• 分類號: G06F17/30
• 代理公司: 濟南信達專利事務所有限公司 37100
• 代理人: 姜明

技術領域

本發(fā)明涉及計算機分布式數據庫設計技術領域,?具體地說是一種采用分布式3D動態(tài)空間數據分析方法。

背景技術

數據模型是一種模型，是對現(xiàn)實世界數據特征的抽象。數據模型是嚴格定義的一組概念的集合，這些概念精確地描述了系統(tǒng)的靜態(tài)特性、動態(tài)特性和完整性約束條件。

三維數據空間模型不僅要表達和顯示空間對象本身，而且要表達空間對象間的相互關系：拓撲關系和語義關系，另外還要存儲空間對象的屬性信息。三維空間數據模型可分為面模型和體模型兩類。

面模型數據結構側重于三維空間表面的表示,?如:?地形表面,?地質層面等,?通過表面表示形成三維空間目標表示,?其優(yōu)點是便于顯示和數據更新,?不足之處是空間分析難以進行。體模型數據結構側重于三維空間體的表示,?如:?水體,?建筑物等,?通過對體的描述實現(xiàn)三維空間目標表示。其優(yōu)點是適于空間操作和分析,?但存儲空間占用較大,?計算速度也較慢。

分布式數據庫系統(tǒng)通常使用較小的計算機系統(tǒng)，每臺計算機可單獨放在一個地方，每臺計算機中都可能有DBMS的一份完整拷貝副本，或者部分拷貝副本，并具有自己局部的數據庫，位于不同地點的許多計算機通過網絡互相連接，共同組成一個完整的、全局的邏輯上集中、物理上分布的大型數據庫。分布式計算機系統(tǒng)是一種計算機硬件的配置方式和相應的功能配置方式。它是一種多處理器的計算機系統(tǒng)，各處理器通過互連網絡構成統(tǒng)一的系統(tǒng)。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是提供一種采用分布式3D動態(tài)空間數據分析方法。

本發(fā)明的目的是按以下方式實現(xiàn)的，將三維空間數據存儲在分布式數據庫系統(tǒng)中，以指定的時間間隔存儲動態(tài)3D數據，收集動態(tài)體的空間數據，以指定的時間間隔存儲某一時間點的數據信息構成一種新型的3D云數據系統(tǒng)，用于動態(tài)體的行為分析、行為判斷，具體步驟如下：

（1）利用模型三維空間及基本的3D柵格結構和八叉樹結構建立數據模型，3D柵格結構是一個緊密排列充滿3D空間的陣列，這個結構存儲數據沒有任何壓縮，八叉樹結構適合表示體對象，是一個非原始的表示方法，可近似表示復雜形狀的對象，對于運動體，記錄時間點上的空間數據，以3D柵格結構和八叉樹的數據結構存儲，將設計好分布式數據庫表結構，以列式數據庫Hbase為例，首先將運動體分割成一系列細分的點集（X1Y1Z1，X2Y2Z2，X3Y3Z3…），將這些點集作為Hbase表的row_key，將預估能容納活動體活動范圍的空間，分割為細分的點集，將這些點集作為Hbase表的列族，列族中包括3D柵格結構和八叉樹的數據結構的所有信息，這樣就將活動體的運動完全映射到空間的點集中；

（2）當統(tǒng)計運動體3D空間信息時，以一定的時間間隔記錄數據，合理利用分布式數據庫的實時存取性能，實現(xiàn)數據的隨機讀寫，讀寫之后，用于數據分析，以三維空間點的形式分析運動體的行為特點、運動趨勢，最終根據3D空間劃分點的坐標繪制曲線圖，使運動體的行為可視化。

本發(fā)明的目的有益效果是：將三維空間數據存儲在分布式數據庫系統(tǒng)中，以指定的時間間隔存儲動態(tài)3D數據，構成一種新型的3D云數據系統(tǒng)。基本思想是在某一時間段，收集動態(tài)體的空間數據，以指定的時間間隔存儲某一時間點的數據信息，可用于動態(tài)體的行為分析、行為判斷等方面。

具體實施方式

（1）以體模型三維空間為例，用最基本的3D柵格結構和八叉樹結構建立數據模型，3D柵格結構是一個緊密排列充滿3D空間的陣列，這個結構存儲數據沒有任何壓縮。八叉樹結構適合表示體對象，是一個非原始的表示方法，可近似表示復雜形狀的對象。對于運動體，記錄時間點上的空間數據，以3D柵格結構和八叉樹的數據結構存儲。設計好分布式數據庫表結構，以列式數據庫Hbase為例。首先將運動體分割成一系列細分的點集（X1Y1Z1，X2Y2Z2，X3Y3Z3…），將這些點集作為Hbase表的row_key。將一定范圍的空間（預估能容納活動體的活動范圍）分割為細分的點集，將這些點集作為Hbase表的列族，列族中包括3D柵格結構和八叉樹的數據結構的所有信息，這樣就將活動體的運動完全映射到空間的點集中；

（2）當統(tǒng)計運動體3D空間信息時，以一定的時間間隔（如1s）記錄數據，合理利用分布式數據庫的實時存取性能，可實現(xiàn)數據的隨機讀寫。讀寫之后，可用于數據分析，以三維空間點的形式分析運動體的行為特點、運動趨勢等，最終根據3D空間劃分點的坐標繪制曲線圖，是運動體的行為可視化。

除說明書所述的技術特征外，均為本專業(yè)技術人員的已知技術。