[發(fā)明專利]低空空域地球剖分網(wǎng)格數(shù)據(jù)組織、查詢方法及裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210950779.8
• 申請(qǐng)日: 2022-08-09
• 公開（公告）號(hào): CN115329220A
• 公開（公告）日: 2022-11-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 程承旗;任伏虎;王慶法;劉杰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北斗伏羲中科數(shù)碼合肥有限公司
• 主分類號(hào): G06F16/9537
• 分類號(hào): G06F16/9537;G06F16/9538;G06F16/957;G06T17/20
• 代理公司: 北京艾緯鉑知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 16101
• 代理人: 高會(huì)允

本發(fā)明公開了低空空域地球剖分網(wǎng)格數(shù)據(jù)組織、查詢方法及裝置，針對(duì)低空空域的靜態(tài)空間幾何對(duì)象、無人飛行器、動(dòng)態(tài)空間幾何對(duì)象進(jìn)行網(wǎng)格編碼表達(dá)，實(shí)現(xiàn)低空空域不同時(shí)空范圍的數(shù)據(jù)的組織、查詢與展示。包括如下步驟：針對(duì)低空空域構(gòu)建時(shí)空網(wǎng)格模型，時(shí)空網(wǎng)格模型包括空間網(wǎng)格編碼、時(shí)間剖分編碼以及網(wǎng)格數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)關(guān)系表。獲取低空空域數(shù)據(jù)。在構(gòu)建的時(shí)空網(wǎng)格模型的基礎(chǔ)上，針對(duì)低空空域中各種空間幾何對(duì)象進(jìn)行表達(dá)，生成各空間幾何對(duì)象對(duì)應(yīng)的網(wǎng)格編碼集合，并進(jìn)行存儲(chǔ)。根據(jù)空間幾何對(duì)象的編碼集合，利用低空空域時(shí)空網(wǎng)格數(shù)據(jù)庫(kù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)查詢；將查詢得到的空間幾何對(duì)象數(shù)據(jù)進(jìn)行輸出，并在時(shí)空網(wǎng)格圖上進(jìn)行展示。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及地球空間信息組織技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及低空空域地球剖分網(wǎng)格數(shù)據(jù)組織、查詢方法及裝置。

背景技術(shù)

低空空域通常指空中1000米之下部分，包括近地面建筑和設(shè)施，是國(guó)家重要的航空戰(zhàn)略資源，各個(gè)國(guó)家都應(yīng)該重視和制定相關(guān)的政策進(jìn)行管理。，傳統(tǒng)的空域標(biāo)識(shí)在空間組織、多飛行器標(biāo)識(shí)、動(dòng)態(tài)展示等方面不適用于低空空域標(biāo)識(shí)，無法滿足現(xiàn)有需求，需要研究新型的低空空域標(biāo)識(shí)模式以保證可持續(xù)的發(fā)展和服務(wù)前景，對(duì)低空空域的通用航空的相關(guān)的活動(dòng)進(jìn)行高效的管理。

低空中存在多種數(shù)據(jù)疊加，如航線、建筑物、動(dòng)態(tài)飛行物數(shù)據(jù)等。當(dāng)前的空域信息表達(dá)方法難以應(yīng)對(duì)復(fù)雜、動(dòng)態(tài)的空域環(huán)境。不同的信息會(huì)用不一樣的方式進(jìn)行表達(dá)，且各種方式之間難以互通。因此需要一種空域表達(dá)方法，一體化組織空域中各種空間幾何對(duì)象數(shù)據(jù)。

目前的基礎(chǔ)空間信息表達(dá)技術(shù)包括：第一，矢量圖模型，矢量數(shù)據(jù)是用坐標(biāo)來表示各種空間幾何對(duì)象，可以對(duì)點(diǎn)線面進(jìn)行有效的表達(dá)，經(jīng)過處理也可以表達(dá)空間的實(shí)體，并且與柵格相比，表達(dá)空間可以是連續(xù)的。而矢量數(shù)據(jù)在處理不同種類的數(shù)據(jù)時(shí)，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，無人飛行器的鄰域和碰撞檢測(cè)，計(jì)算復(fù)雜度高。第二，幾何圖模型，主要是指以圖形形狀來對(duì)現(xiàn)實(shí)的環(huán)境進(jìn)行表達(dá)，可以很容易的表達(dá)空域中的各種空間幾何對(duì)象，但當(dāng)面對(duì)空域中大量的障礙物航線數(shù)據(jù)時(shí)，構(gòu)建的復(fù)雜度較大，難以對(duì)低空空域進(jìn)行有效的表達(dá)。第三，柵格圖模型，是指采用均等大小的網(wǎng)格，將空間進(jìn)行劃分，得到一個(gè)一個(gè)大小相等的網(wǎng)格，然后采用一定的順序?qū)ζ溥M(jìn)行標(biāo)識(shí)，最終可以實(shí)現(xiàn)空間的表達(dá)與相關(guān)數(shù)據(jù)的標(biāo)識(shí)。柵格數(shù)據(jù)雖然解決了矢量數(shù)據(jù)鄰域以及碰撞檢測(cè)計(jì)算復(fù)雜度高的問題，但面對(duì)大量數(shù)據(jù)時(shí)，難以選擇恰當(dāng)尺度，且柵格一般是局部圖，無法做到全球統(tǒng)一。第四，拓?fù)鋱D模型，拓?fù)涞貓D是地圖學(xué)中一種保持點(diǎn)與線相對(duì)位置關(guān)系正確而不一定保持圖形形狀、面積、距離、方向正確的抽象地圖。在面對(duì)大量的數(shù)據(jù)時(shí)，拓?fù)涞貓D的生成很難依靠單一的算法創(chuàng)建，往往需要人工來介入，耗費(fèi)大量的人力物力。

目前低空空域表達(dá)的問題在于，在已有基于全球空間的網(wǎng)格索引與多級(jí)剖分三維網(wǎng)格模型的基礎(chǔ)上，沒有針對(duì)低空空域的靜態(tài)空間幾何對(duì)象、動(dòng)態(tài)空間幾何對(duì)象、無人飛行器進(jìn)行統(tǒng)一表達(dá)的方法，需要建立富有針對(duì)性、更為精準(zhǔn)地時(shí)空表達(dá)方法和時(shí)空數(shù)據(jù)查詢方法。目前空域表達(dá)方法環(huán)境與無人飛行器本身割裂，無法采用統(tǒng)一的方法進(jìn)行表達(dá)，需要采用不同的表達(dá)方法進(jìn)行組合。

如何對(duì)低空空域中動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行合理的表達(dá)、組織以及查詢，是目前亟待解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明提供了低空空域地球剖分網(wǎng)格數(shù)據(jù)組織、查詢方法及裝置，通過構(gòu)建低空空域的時(shí)空網(wǎng)格模型，同時(shí)考慮到空域環(huán)境和無人飛行器，針對(duì)低空空域的靜態(tài)空間幾何對(duì)象、無人飛行器、動(dòng)態(tài)空間幾何對(duì)象進(jìn)行網(wǎng)格編碼表達(dá)，實(shí)現(xiàn)低空空域不同時(shí)空范圍的數(shù)據(jù)的組織、查詢與展示。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案低空空域地球剖分網(wǎng)格數(shù)據(jù)組織方法，包括如下步驟：

步驟1：針對(duì)低空空域構(gòu)建時(shí)空網(wǎng)格模型，時(shí)空網(wǎng)格模型包括空間網(wǎng)格編碼、時(shí)間剖分編碼以及網(wǎng)格數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)關(guān)系表。

步驟2：獲取低空空域數(shù)據(jù)。

步驟3：在構(gòu)建的時(shí)空網(wǎng)格模型的基礎(chǔ)上，針對(duì)低空空域中各種空間幾何對(duì)象進(jìn)行表達(dá)，生成各空間幾何對(duì)象對(duì)應(yīng)的網(wǎng)格編碼集合，并進(jìn)行存儲(chǔ)。