一種快速檢測(cè)空間數(shù)據(jù)變化并更新的方法及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及地理信息技術(shù)領(lǐng)域，具體設(shè)及一種快速檢測(cè)空間數(shù)據(jù)變化并更新的方 法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] ±地是人類賴W生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，是社會(huì)生產(chǎn)的勞動(dòng)資料，是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的 基本生產(chǎn)資料，是一切生產(chǎn)和一切存在的源泉。±地對(duì)國(guó)家發(fā)展、社會(huì)進(jìn)步具有不可替代的 作用。隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步，±地已經(jīng)納入國(guó)家行政管理體系當(dāng)中，可見(jiàn)國(guó)家對(duì)±地相當(dāng)?shù)?重視。尤其是城市化進(jìn)程不斷快速推進(jìn)，導(dǎo)致±地利用矛盾日益突出，紛爭(zhēng)日益激化，如何 合理地利用有限的±地資源實(shí)現(xiàn)城市的可持續(xù)發(fā)展是城市管理者們不得不思考的問(wèn)題。對(duì) 于城市管理決策者而言，清楚地知道某一時(shí)期自己轄區(qū)內(nèi)每一地塊所處的±地生命周期階 段，知悉每一地塊權(quán)屬的轉(zhuǎn)化過(guò)程，可W為該時(shí)期的相關(guān)決策行為提供一些的參考依據(jù)。但 從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，若想使規(guī)劃決策更為合理、更加符合城市的現(xiàn)實(shí)情況、更加利于城市今后的發(fā) 展，城市的管理者和決策者必須掌握城市地塊的變化趨勢(shì)及其所處生命周期的變化情況。
[0003] 地籍?dāng)?shù)據(jù)是地籍管理信息系統(tǒng)的核屯、，地塊(宗地)又是地籍?dāng)?shù)據(jù)中尤為重要的一 部分。隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，地塊數(shù)據(jù)的變化速度也越來(lái)越快，保持地塊數(shù)據(jù)的現(xiàn)勢(shì)性是一 項(xiàng)勢(shì)在必行的任務(wù)，如何構(gòu)建一種恰當(dāng)?shù)姆椒▉?lái)進(jìn)行地塊數(shù)據(jù)的增量更新是關(guān)鍵所在。
[0004] 增量更新需要進(jìn)行變化信息提取，變化信息提取需要進(jìn)行變化信息檢測(cè)。目前變 化信息檢測(cè)的方法大多針對(duì)遙感影像數(shù)據(jù)提出，主要應(yīng)用于柵格數(shù)據(jù)，但多采用逐一像元 比對(duì)的方法，檢測(cè)速度慢、效率低、精度難W保證，在數(shù)據(jù)量較大時(shí)其弊端尤為突出。矢量數(shù) 據(jù)變化檢測(cè)的方法常用的有基于面積相似度的同名實(shí)體空間匹配檢測(cè)、基于空間特征碼的 矢量要素變化檢測(cè)、柵格化統(tǒng)計(jì)比較變化檢測(cè)、基于矢量化緩沖區(qū)變化檢測(cè)和基于Ξ元組 的變化檢測(cè)方法等。基于面積相似度的同名實(shí)體空間匹配檢測(cè)主要是通過(guò)對(duì)兩個(gè)不同來(lái)源 且具有一定差異的數(shù)據(jù)集的同名實(shí)體進(jìn)行匹配，之后對(duì)匹配好的源要素和目標(biāo)要素進(jìn)行變 化檢測(cè)，如檢測(cè)圖形是否相等、屬性是否相同等?；诳臻g特征碼的檢測(cè)方法是根據(jù)所有地 理要素均有表征自身幾何特征的編碼屬性，該編碼能唯一標(biāo)識(shí)地理要素的幾何位置與形態(tài) 運(yùn)一特點(diǎn)進(jìn)行，通過(guò)對(duì)要素的幾何編碼進(jìn)行檢測(cè)，如果編碼發(fā)生變化證明該要素發(fā)生了變 化。柵格化統(tǒng)計(jì)比較法(SCAG)將矢量數(shù)據(jù)柵格化后按照柵格圖像的方式進(jìn)行變化檢測(cè)。緩 沖區(qū)檢測(cè)法通過(guò)設(shè)定緩沖距離為相應(yīng)特征設(shè)置緩沖區(qū)，通過(guò)判斷落入緩沖區(qū)部分與原始特 征的比值是否大于給定闊值來(lái)確定是否發(fā)生變化。
[0005] 在地塊研究方面，現(xiàn)有技術(shù)中也提出了一種基于拓?fù)渎?lián)動(dòng)的地籍?dāng)?shù)據(jù)庫(kù)增量更新 方法，歸納出一種地塊變化類型推斷規(guī)則W判斷地塊是否發(fā)生變化?，F(xiàn)有技術(shù)中針對(duì)地籍 空間數(shù)據(jù)如結(jié)點(diǎn)不吻合、宗地之間存在重疊、裂縫等不一致問(wèn)題進(jìn)行分析并提出錯(cuò)誤檢查 和修改方法。運(yùn)些主要針對(duì)地塊的空間數(shù)據(jù)、拓?fù)渥兓?，?duì)相應(yīng)的屬性變化均未進(jìn)行檢測(cè)和 記錄。如何將地塊空間數(shù)據(jù)的變化與屬性數(shù)據(jù)的變化實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)查詢更新是本研究需要解決 的問(wèn)題。
[0006] 目前矢量數(shù)據(jù)的變化檢測(cè)方法常用的有基于面積相似度的同名實(shí)體空間匹配檢 測(cè)、基于空間特征碼的矢量要素變化檢測(cè)、柵格化統(tǒng)計(jì)比較變化檢測(cè)、基于矢量化緩沖區(qū)變 化檢測(cè)和基于Ξ元組的變化檢測(cè)方法等?；诿娣e相似度的同名實(shí)體空間匹配檢測(cè)主要是 通過(guò)對(duì)兩個(gè)不同來(lái)源且具有一定差異的數(shù)據(jù)集的同名實(shí)體進(jìn)行匹配，之后對(duì)匹配好的源要 素和目標(biāo)要素進(jìn)行變化檢測(cè)，如檢測(cè)圖形是否相等、屬性是否相同等。基于空間特征碼的檢 測(cè)方法是根據(jù)所有地理要素均有表征自身幾何特征的編碼屬性，該編碼能唯一標(biāo)識(shí)地理要 素的幾何位置與形態(tài)運(yùn)一特點(diǎn)進(jìn)行，通過(guò)對(duì)要素的幾何編碼進(jìn)行檢測(cè)，如果編碼發(fā)生變化 證明該要素發(fā)生了變化。柵格化統(tǒng)計(jì)比較法(SCAG)將矢量數(shù)據(jù)柵格化后按照柵格圖像的方 式進(jìn)行變化檢測(cè)。緩沖區(qū)檢測(cè)法通過(guò)設(shè)定緩沖距離為相應(yīng)特征設(shè)置緩沖區(qū)，通過(guò)判斷落入 緩沖區(qū)部分與原始特征的比值是否大于給定闊值來(lái)確定是否發(fā)生變化。
[0007] 諸如基于面積相似度的同名實(shí)體空間匹配檢測(cè)、基于空間特征碼的矢量要素變化 檢測(cè)、柵格化統(tǒng)計(jì)比較變化檢測(cè)、基于矢量化緩沖區(qū)變化檢測(cè)和基于Ξ元組的變化檢測(cè)等 方法雖然在矢量數(shù)據(jù)變化檢測(cè)上提供了方法和思路，但運(yùn)些方法都存在一定弊端，如基于 面積相似度的同名實(shí)體空間匹配檢測(cè)法魯棒性和抗噪能力都很弱，無(wú)法容忍目標(biāo)局部形狀 變化，而且在非一對(duì)一匹配時(shí)檢測(cè)精度很低，完全不具備適用性;基于空間特征碼的矢量要 素變化檢測(cè)需要對(duì)無(wú)空間特征碼的地理要素進(jìn)行編碼，還要統(tǒng)一各圖層的編碼標(biāo)準(zhǔn)，情況 復(fù)雜，檢測(cè)起來(lái)比較繁瑣，效率不高;柵格化統(tǒng)計(jì)比較法要對(duì)矢量數(shù)據(jù)進(jìn)行柵格化處理，增 加了計(jì)算量，消耗時(shí)間長(zhǎng);Ξ元組算法雖然為點(diǎn)、線、面等要素分別提出了幾何變化檢測(cè)方 法，但是對(duì)于情況復(fù)雜如混合分并等還存在不足。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明針對(duì)要素變化前后的空間關(guān)系及語(yǔ)義關(guān)系，本發(fā)明提供了快速檢測(cè)空間數(shù) 據(jù)變化并更新的方法及系統(tǒng)，據(jù)此確定地塊的變化類型，并對(duì)常規(guī)的匹配方法進(jìn)行了優(yōu)化， 提高了空間數(shù)據(jù)變化前后空間實(shí)體的匹配精度，并W此確定地塊變化類型。
[0009] 本發(fā)明提供了一種快速檢測(cè)空間數(shù)據(jù)變化并更新的方法，包括如下步驟：
[0010] 依據(jù)入庫(kù)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)更新數(shù)據(jù)進(jìn)行坐標(biāo)系、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及拓?fù)潢P(guān)系進(jìn)行檢查并修正處 理，W產(chǎn)生待入庫(kù)的標(biāo)準(zhǔn)更新數(shù)據(jù)；
[0011] 基于格網(wǎng)劃分的快速定位方法對(duì)待入庫(kù)的標(biāo)準(zhǔn)更新數(shù)據(jù)與歷史數(shù)據(jù)中的空間信 息和屬性信息變化進(jìn)行快速而準(zhǔn)確的定位；
[0012] 在格網(wǎng)劃分的快速定位方法之后采用并行計(jì)算進(jìn)行快速定位捜索變化信息；
[0013] 在檢測(cè)出變化信息后建立臨時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)；
[0014] 采用最優(yōu)組合匹配方法識(shí)別出變化前后地塊的匹配關(guān)系，確定并記錄地塊變化類 型；
[0015] 確定變化地塊的地塊權(quán)屬，并將地塊權(quán)屬的變化過(guò)程記錄下來(lái)；
[0016] 將變化的信息在原有數(shù)據(jù)庫(kù)中進(jìn)行更新入庫(kù)。
[0017] 所述基于格網(wǎng)劃分的快速定位方法對(duì)待入庫(kù)的標(biāo)準(zhǔn)更新數(shù)據(jù)與歷史數(shù)據(jù)中的空 間信息和屬性信息變化進(jìn)行快速而準(zhǔn)確的定位包括：
[0018] 對(duì)更新數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測(cè)，確保更新數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)的比例尺和坐標(biāo)系是 一致的;分別對(duì)新舊數(shù)據(jù)增加特征點(diǎn)坐標(biāo)屬性字段及存儲(chǔ)要素屬性匯總信息的屬性字段；
[0019] 分別對(duì)更新數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行全局查詢，計(jì)算要素特征點(diǎn)坐標(biāo)、要素屬性匯總 信息，并確定更新數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)的檢測(cè)范圍
[0020] 將變化檢測(cè)范圍按統(tǒng)一的寬度和高度劃分為mXn個(gè)規(guī)則的格網(wǎng)；
[0021] 分別對(duì)更新數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)按特征點(diǎn)坐標(biāo)進(jìn)行排序查詢，并按特征點(diǎn)坐標(biāo)將要素 匹配到相應(yīng)的格網(wǎng)；
[0022] 對(duì)新舊數(shù)據(jù)中編號(hào)相同網(wǎng)格中的特征點(diǎn)坐標(biāo)、弧段長(zhǎng)度、屬性值拼接字符串進(jìn)行 對(duì)比。
[0023] 所述在格網(wǎng)劃分的快速定位方法之后采用并行計(jì)算進(jìn)行快速定位捜索變化信息 包括：
[0024] 將更新數(shù)據(jù)中與歷史數(shù)據(jù)中具有相同編號(hào)的格網(wǎng)進(jìn)行逐一要素對(duì)比檢測(cè)，每一個(gè) 格網(wǎng)都是并行計(jì)算的一個(gè)子過(guò)程；
[0025] 按網(wǎng)格編號(hào)依次處理，并將結(jié)果返還給主進(jìn)程，直到所有的格網(wǎng)都處理完成；
[0026] 將所有格網(wǎng)檢測(cè)出來(lái)的變化進(jìn)行合成獲得更新數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)對(duì)比發(fā)生變化的 區(qū)域。
[0027] 所述采用最優(yōu)組合匹配方法識(shí)別出變化前后地塊的匹配關(guān)系，確定并記錄地塊變 化類型包括：
[0028] 空間相似度與語(yǔ)義相似度結(jié)合來(lái)計(jì)算變化前后地塊的相似度；
[0029] 依據(jù)相似度進(jìn)行匹配要素確定，形成匹配列表；
[0030] W變化矢量圖層為依據(jù)，鎖定發(fā)生變化的網(wǎng)格，對(duì)存在變化信息的網(wǎng)格內(nèi)地塊進(jìn) 行匹配處理，識(shí)別出變化前后地塊的匹配關(guān)系，并記錄地塊變化類型。
[0031] 所述確定變化地塊的地塊權(quán)屬，并將地塊權(quán)屬的變化過(guò)程記錄下來(lái)包括：
[0032] 采用語(yǔ)義關(guān)聯(lián)模式將地塊的相關(guān)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)與地塊的矢量數(shù)據(jù)圖層進(jìn)行關(guān)聯(lián)；
[0033] 將地塊的空間數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)融合成為一個(gè)整體實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)查詢；
[0034] W格網(wǎng)捜索檢測(cè)出來(lái)的變化地塊矢量圖層為基礎(chǔ)，找出變化地塊的歷史權(quán)屬和現(xiàn) 勢(shì)權(quán)屬，并將權(quán)屬的變化過(guò)程記錄下來(lái)，保存到數(shù)據(jù)庫(kù)中。
[0035] 所述將變化的信息