一種城市地理信息數據倉庫的構建方法
2023-06-13 07:23:36 3
專利名稱：一種城市地理信息數據倉庫的構建方法
技術領域：
本發明涉及城市地理信息系統領域，特別涉及一種城市地理信息數據倉庫的構建方法。
背景技術：
GIS (Geographic Information System,地理信息系統)已成為存忙、管理、查詢、簡單分析和結果展示的管理應用型信息系統，它主要以空間數據管理為目的，利用計算機相關技術對空間數據和屬性數據進行存儲和管理，並進行相對簡單的輔助決策分析，經過多年努力，其相關技術和工具已日臻完善，並逐漸走向成熟。隨著社會的多元化發展，各個城市都收集和存儲了大量的空間基礎數據和行業屬 性數據，並且時刻以TB級別的速度在增長。發明人在實現本發明的過程中，發現現有技術中至少存在以下的缺點和不足這些海量數據在一定程度上已經超出了傳統地理信息系統的分析和處理能力，使得查詢和分析的效率較慢，例如天津市城市地理信息數據已從GB、TB到PB量級海量急速增長，傳統地理信息系統在處理海量數據時，圖形瀏覽和列印輸出等待時間較長，無法滿足對高性能、大容量分布式存儲和管理的要求。其次，傳統數據倉庫在處理空間數據時有很大局限，無法支持空間特徵數據，通常將他們轉化為非空間數據進行處理，導致丟失了很多空間特徵，使得處理結果不準確。例如城市地理信息數據是面向空間的，具有空間維度和空間度量，能做各種空間數據分析，統計分析天津市工業用地的空間結構及其形態變化趨勢，傳統數據倉庫實現困難，因為傳統數據倉庫主要針對非空間數據，將空間數據轉換為非空間數據時，丟失了工業用地的空間特徵和時態特徵、拓撲關係等特徵。
發明內容
本發明提供了一種城市地理信息數據倉庫的構建方法，本發明實現了從城市地理數據轉換為空間地理特徵及其組成關係，把具有相同屬性和關係的實體抽象成一個特徵，使得處理結果準確，提高了查詢和分析的效率，詳見下文描述—種城市地理信息數據倉庫的構建方法，所述方法包括以下步驟(I)構建原始空間數據，採用人機互動方式將所述原始空間數據分為時間型數據、空間型數據和時空混合型數據，將所述時間型數據、所述空間型數據和所述時空混合型數據導入數據倉庫；(2)判斷所述原始空間數據是否存在缺失數據、重複數據或異常數據，如果是，對所述缺失數據、所述重複數據或所述異常數據進行處理，執行步驟(3);如果否，執行步驟
(3)；(3)根據所述時間型數據、所述空間型數據和所述時空混合型數據的空間特徵表示，採用標準差方法將各個紀錄值減去紀錄值平均值，再除以紀錄值標準差，獲取處理後數據；
(4)通過所述處理後數據構建基於空間特徵的模型，獲取城市地理信息數據倉庫；(5)監視所述原始空間數 據中的數據變化，根據設計特徵對象數據表抽取更新數據，當到達預設時間時，將所述更新數據添加到所述城市地理信息數據倉庫中。所述判斷所述原始空間數據是否存在缺失數據、重複數據或異常數據，如果是，對所述缺失數據、所述重複數據或所述異常數據進行處理具體包括I)判斷所述空間型數據是否存在缺失數據，如果是，執行步驟2);如果否，執行步驟3);2)對所述空間型數據採用線性回歸法填補缺失數據),，執行步驟3)；3)對同類別數據進行對比分析，判斷在預設誤差範圍內是否存在重複記錄，如果是，執行步驟4);如果否，執行步驟5)；4)刪除所述重複記錄，執行步驟5)；5)對所述異常數據進行檢測，當存在異常點時，刪除所述異常點。所述缺失數據$具體為
權利要求
1.一種城市地理信息數據倉庫的構建方法，其特徵在於，所述方法包括以下步驟 (1)構建原始空間數據，採用人機互動方式將所述原始空間數據分為時間型數據、空間型數據和時空混合型數據，將所述時間型數據、所述空間型數據和所述時空混合型數據導入數據倉庫； (2)判斷所述原始空間數據是否存在缺失數據、重複數據或異常數據，如果是，對所述缺失數據、所述重複數據或所述異常數據進行處理，執行步驟(3);如果否，執行步驟(3)； (3)根據所述時間型數據、所述空間型數據和所述時空混合型數據的空間特徵表示，採用標準差方法將各個紀錄值減去紀錄值平均值，再除以紀錄值標準差，獲取處理後數據； (4)通過所述處理後數據構建基於空間特徵的模型，獲取城市地理信息數據倉庫； (5)監視所述原始空間數據中的數據變化，根據設計特徵對象數據表抽取更新數據，當到達預設時間時，將所述更新數據添加到所述城市地理信息數據倉庫中。
2.根據權利要求I所述的一種城市地理信息數據倉庫的構建方法，其特徵在於，所述判斷所述原始空間數據是否存在缺失數據、重複數據或異常數據，如果是，對所述缺失數據、所述重複數據或所述異常數據進行處理具體包括 1)判斷所述空間型數據是否存在缺失數據，如果是，執行步驟2);如果否，執行步驟3); 2)對所述空間型數據採用線性回歸法填補缺失數據$，執行步驟3)； 3)對同類別數據進行對比分析，判斷在預設誤差範圍內是否存在重複記錄，如果是，執行步驟4);如果否，執行步驟5)； 4)刪除所述重複記錄，執行步驟5)； 5)對所述異常數據進行檢測，當存在異常點時，刪除所述異常點。
3.根據權利要求2所述的一種城市地理信息數據倉庫的構建方法，其特徵在於，所述缺失數據1 具體為 Y^a + hx^i = l，2，3，n，n的取值是正整數，a和b為回歸係數；
4.根據權利要求2所述的一種城市地理信息數據倉庫的構建方法，其特徵在於，所述對所述異常數據進行檢測，當存在異常點時，刪除所述異常點具體包括 對所述空間型數據採用移動曲面擬合法實現所述異常點檢測；對所述時間型數據和所述時空混合型數據，採取基於移動窗口和標準差理論的方法實現對所述異常點的檢測。
5.根據權利要求I所述的一種城市地理信息數據倉庫的構建方法，其特徵在於，所述紀錄值的標準差具體為
6.根據權利要求I所述的一種城市地理信息數據倉庫的構建方法，其特徵在於，所述通過所述處理後數據構建基於空間特徵的模型，獲取城市地理信息數據倉庫具體包括 1)將空間地理特徵分為簡單地理特徵和複雜地理特徵，所述複雜地理特徵由所述簡單地理特徵聚集而成，其中，所述簡單地理特徵具體為點特徵、線特徵和面特徵； 2)建立空間特徵數據分類體系； 3)設計空間特徵集合，並且給所有的空間特徵賦不同的基本特徵標識碼； 4)定義特徵類型整體描述、特徵語義對象和集合對象，獲取設計特徵對象數據表； 5)將所述處理後數據導入所述設計特徵對象數據表，獲取所述城市地理信息數據倉庫。
7.根據權利要求I所述的一種城市地理信息數據倉庫的構建方法，其特徵在於，所述城市地理信息數據倉庫具體為 U= {ul, u2, u3, u4, u5} = {地學特徵，居住公建，交通運輸類，輔助建築結構，生命體}；ul={ull} = ■[城市} ;ull={ulll} = {陸地} ;u2={u21} = {建築物} ;u21={u211} = {避難所}；u3={u31} = {陸地交通運輸} ;u31={u311, u312} = {鐵路，公路} ;u4={u41} = {城市部件}；u41={u411, u412} = {顯示牌，柱狀物} ；u5={u51} = {植物} ；u51={u511, u512} = {樹木，綠地}。
全文摘要
本發明公開了一種城市地理信息數據倉庫的構建方法，當原始空間數據存在缺失數據、重複數據或異常數據時進行處理，根據時間型數據、空間型數據和時空混合型數據的空間特徵表示，採用標準差方法將各個紀錄值減去紀錄值平均值，再除以紀錄值標準差，獲取處理後數據；通過處理後數據構建基於空間特徵的模型，獲取城市地理信息數據倉庫；監視原始空間數據中的數據變化，根據設計特徵對象數據表抽取更新數據，當到達預設時間時，將更新數據添加到城市地理信息數據倉庫中。本發明提高了查詢和分析的效率，提高了監控效率，減少了數據抽取費用。
文檔編號G06F17/30GK102750363SQ20121019367
公開日2012年10月24日 申請日期2012年6月13日 優先權日2012年6月13日
發明者俞斌, 吳廣竹, 張嘉瑞, 才睿, 殷響林 申請人:天津市規劃信息中心