[發明專利]一種面向主題的大規模地理空間數據動態融合方法

在審

• 申請號: 201410665208.5
• 申請日: 2014-11-20
• 公開（公告）號: CN104699734A
• 公開（公告）日: 2015-06-10
• 發明（設計）人: 劉福江;林偉華;徐戰亞;郭艷;黃彩春;郭振輝
• 申請（專利權）人: 武漢圖歌信息技術有限責任公司
• 主分類號: G06F17/30
• 分類號: G06F17/30
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 劉焓

技術領域

本發明涉及地理空間信息技術領域，具體而言，涉及面向主題的大規模地理空間數據動態融合方法。

背景技術

現代信息技術的發展（如物聯網、多種傳感器網絡等）使得信息的收集、處理、存儲與傳輸成本成倍下降，大大降低了交易和管理成本，極大地豐富了采集數據的數量、種類及特性，使得獲取的數據具有大規模、多尺度、多維及明顯的時空特性。但是,如何有效的組織管理和有效融合與集成及分析這些大規模時空數據，以此更好的服務于行業和大眾成為了當下急需解決的問題。

傳統的信息融合技術是針對不同空間尺度和時間尺度的時空現象等的綜合信息內容，研究多尺度多維之間、相同尺度和緯度而不同單元之間、多類型內容的地理信息與精細空間結構模型融合技術，難以對動態信息進行互聯、互通、互用，無法較好地實現綜合運行管理動態信息，容易出現動態融合的容錯性和魯莽性問題。

而面向主題的多尺度異構信息動態融合技術是針對不確定動態環境下的大規模多源、多尺度、多主題、多時相的地理時空數據，運用地理空間多源數據融合模型來為面向不同應用專題提供多層次豐富的信息內容，為大規模空間信息智能服務提供技術支撐。

發明內容

為了克服上述不足之處，本發明提出一種面向主題的大規模地理空間數據動態融合方法，該方法能很好地解決動態信息的綜合運行管理、多源異構信息的綜合融合、多源異構時空數據動態融合的容錯性或魯棒性等問題。

本發明解決上述技術問題所采用的技術方案是：一種面向主題的大規模地理空間數據動態融合方法，其不同在于，其方法包括以下步驟：

步驟a）、首先建立地理空間數據的匹配模型和關聯模型；

步驟b）、然后搭建面向主題的地理空間數據融合框架；

步驟c)、結合多源異構地理空間數據的地理要素匹配技術，構建面向主題的地理空間數據融合規則庫；

步驟d)、最后在地理柵格數據信息融合、幾何信息融合、屬性信息融合方法支持下，實現面向主題的大規模地理空間數據動態融合方法。

以上方案中，所述步驟a）包括以下具體步驟：

步驟a1）利用最小二乘準則配準法，內插外推法等時間匹配算法將關于同一目標的不同來源不同步的信息同步到同一時刻實現空間數據的時間配準；

步驟a2）運用實時質量控制法、精確極大似然空間匹配法、基于地心坐標系的空間匹配法等進行空間數據空間匹配；解決時域上不同步，空域上屬于不同坐標系或空間變形的多源觀測數據的空間匹配問題；

步驟a3）綜合運用最大似然法、貝葉斯方法、聯合概率數據互聯法進行空間數據關聯，處理空間數據的分類和組合問題，確定多源地理空間信息和目標源對應關系，解決單一來源數據時間域上的關聯問題，以及多來源數據空間域上的關聯問題，從而有效確定來源于同一目標的數據。

以上方案中，所述步驟b）包括以下具體步驟：

b1)構建具有明確意義的理論模型和融合理論，將地理空間數據融合問題轉化為在統一理論框架下的特征提取與約簡、信息補全、語義分析與消解、參數調制設計等子問題；

b2)從信息模型和數學推理出發，以數學推導建立通用的融合數學模型，以面向主題應用為設計思路，進行空間、光譜、拓撲、屬性等相關性參數的調制構建，結合實際應用對融合模型進行解釋；

b3)利用數據相互間固有的約束關系，發現不同融合方法與模型的適用程度和相似程度，為建立面向主題的融合模型提供理論指導。

以上方案中，所述步驟c）包括以下具體步驟：

步驟c1）針對要素的匹配分為點要素、線狀要素、面狀要素三種不同模式匹配方法，實現要素的匹配技術；

步驟c2）對同一區域的矢量數據、柵格掃描數據、遙感影像、專題屬性數據等多源數據，實現矢量目標與影像像素集的匹配、矢量數據不同時間表達目標間的對應、不同比例尺下表達目標間的對應、地圖上矢量目標與語義屬性表間的對應等；

步驟c3）不同數據源的矢量數據對地理要素的分類分級各不相同，要對地理信息數據進行語義轉換；

步驟c4）結合合理的數學方法必要的領域專家的知識以及相關的標準來創建規則庫。

以上方案中，所述步驟d）包括以下具體步驟：

步驟d1）在融合規則庫的支持下，利用地理空間數據融合方法進行處理，實現面向主題的多尺度多維之間、多傳感器信息與地圖信息之間、靜態與時間序列信息之間、多類型內容的地理信息與社會經濟信息之間等方面的多源數據融合；

步驟d2）最后基于融合后的結果進行信息與知識提取和判斷決策。