[發明專利]面向地理空間數據的精度保證的在線交互式可視化方法

在審

• 申請號: 201811090342.1
• 申請日: 2018-09-18
• 公開（公告）號: CN109255004A
• 公開（公告）日: 2019-01-22
• 發明（設計）人: 仇阿根;張福浩;張志然;錢新林;何望君
• 申請（專利權）人: 中國測繪科學研究院
• 主分類號: G06F16/29
• 分類號: G06F16/29
• 代理公司: 北京市天璽沐澤專利代理事務所(普通合伙) 11532
• 代理人: 謝鑫

面向全球地理空間數據的精度保證的在線交互式可視化方法，包括如下步驟：多分辨率層次結構算法構建地理要素的層次結構步驟，頂點空間索引結構構建步驟，基于關系數據庫的空間近似查詢處理步驟和查詢結果可視化步驟。本發明提出應用近似計算思想來解決地理空間大數據處理的性能問題，在地理空間要素多分辨率表達的基礎上，根據查詢條件，生成一個能夠表示原要素的誤差可控的近似要素。以空間近似查詢結果來表達地理要素，即以頂點采樣實時生成要素并報告近似誤差，以實現對查詢精度和時間的靈活控制。

技術領域

本發明涉及一種空間數據交互式可視化方法，具體的，涉及一種基于頂點層次結構的空間數據查詢方法，可以用于地理空間數據化簡，以及地理空間數據的在線交互式可視化分析。

背景技術

近年來，信息技術的進步繼續推動著人類社會高速發展。數據的產生與積累形成了龐大的、不斷增長的空間數據集，這些空間數據的規模、復雜度、應用需求的高速增長既帶來了希望，同時也形成了挑戰。隨著全球地理數據不斷整合、數據分辨率的不斷提高，新的科技應用不斷出現，將全球地理要素的精細數據形成一個整體數據集已成為可能，OpenStreetMap數據集是典型代表。

互聯網環境下交互式空間數據可視化、探索性數據分析、在線數據編輯等過程中涉及的數據讀寫具有查詢條件復雜、數據結果不受控制、響應時間要求高等特征，這些特點使現有的空間數據庫、空間數據倉庫都難于處理。根源在于空間數據庫中查詢地理要素的結果是精確、唯一的；查詢處理時間和結果數據量只與要素本身相關；地理要素無法在查詢時根據條件動態生成。而實際應用中的要求是地理要素可以是近似、變化的；查詢結果精度可以作為查詢約束條件；地理要素可以根據查詢條件動態生成。

同時，在現實的空間查詢任務中，精確的查詢結果會造成大量的時間開銷，為了追求查詢響應的及時性，適當的誤差既能縮短查詢時間、減少查詢結果集，在查詢效果上也不會產生較大的視覺差別。數據庫領域學者采用在線聚合、采樣計算等近似查詢方法解決查詢計算量大的問題，其基本思想是在一個可接受的誤差范圍內，通過查詢能代表整體數據特征的少量數據，快速返回一個近似準確的查詢結果。在地理空間大數據的查詢分析中采用近似查詢處理技術，能明顯提高查詢任務的效率，縮短分析任務的周期，從海量空間數據中快速發現隱含知識，對快速實現決策支持有重要的研究意義及應用意義。

因此，如何能夠根據查詢條件，生成一個能夠表示原要素的誤差可控的近似要素，以空間近似查詢結果來表達地理要素成為現有技術亟需解決的技術問題。

發明內容

本發明的目的是提出一種面向全球地理空間數據的精度保證的在線交互式可視化方法，以頂點樹型層次結構、加權廣度遍歷算法為基礎的空間近似查詢處理方法，解決網絡GIS的交互式可視化與空間分析的功能與性能問題。

為達此目的，本發明采用以下技術方案：

面向全球地理空間數據的精度保證的在線交互式可視化方法，包括如下步驟：

多分辨率層次結構算法構建地理要素的層次結構步驟S110:

1)對于線對象L₀，其頂點序列為{P_i,P_i+1,L,P_j}，設置樹平衡控制參數為α；

2)連接首尾兩頂點P_i和P_j,形成基準線段

3)依次取出首尾兩點之間的每個頂點,并計算它與基準線段的距離,選取擁有最大距離的點，其最大距離記為E_i,j；