基于语义技术的路面谱与gis矢量数据的融合方法及系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于考虑真实地物的数据融合，尤其是涉及语义技术及推理相结合的数据 融合，具体是涉及一种基于语义技术的路面谱与GIS矢量数据的融合方法及系统。
【背景技术】
[0002] 随着我国经济的快速发展，我国的中小型汽车需求量逐年攀升。据中国汽车工业 协会数据，2012年汽车产量均已超过1900万辆，创全球历史新高，再次蝉联世界第一。与汽 车产业息息相关的道路交通基础设施投入也逐年增大，公路总量持续增长。而公路的质量 考察是整个道路验收的关键环节，其中用于描述路面平整度的路面谱数据是评定路面质量 的主要数据之一，它具有高程信息，在定性分析方面较有优势。它可以用于提取各种路面参 数，如路面国际平整度指数、功率谱密度等。而随着信息科学与互联网技术的发展，地理信 息系统（GIS)在各行各业中得到越来广泛的应用。但在不同行业领域中，空间数据在认知 角度、行业需求、采集手段、建模方法等方面存在较大差异，导致了不同系统间的空间数据 模型、数据库管理方法、模块访问操作以及数据文件存储模式都存在明显差异，由此形成的 信息孤岛，日益成为在实现多源异构空间数据共享和集成融合的障碍，导致数据资源的巨 大浪费。随着数据共享集成的发展，就产生了数据融合问题。二维矢量数据集是地理信息 系统（GIS)的核心数据，二维矢量数据一般用来表示像城市、河流、国界、公路、铁路、区域、 地形等图形数据，这些数据非常适于空间分析操作，但不具备高程信息。
[0003] 将路面谱数据与GIS二维矢量数据行集成融合，使二维矢量数据在维度上得到了 扩展又能增加高程信息，有效的降低数据二次获取成本，提高数据的利用效率，改善数的质 量和精度，能更好的表达空间实体信息，呈现路面的真实情况，为实现智能交通管理以及其 他各个领域应用提供更好的数据支持。而随着GPS导航的不断发展，GPS导航已经越来越人 性化，路面谱数据与GIS二维矢量数据的融合将来可以用于GPS导航中，它能够对于路面表 面的行车安全信息能直观地表现出来。如驾驶员可以根据GPS发布的路面不平整度、车辙、 坑槽等提示信息，优化选择行车路线，从而大大降低了行车人的安全危害，以及道路拥挤带 来的交通，环保以及交通安全等问题。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是为了给实现智能交通管理提供高精度的数据，为出行者和司机提 供道路的真实状况信息，提出一种基于语义技术的路面谱与GIS矢量数据的融合方法及系 统，采用语义技术实现推理来获取更高质量的数据。
[0005] 为达到上述目的，本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：
[0006] 基于语义技术的路面谱与GIS矢量数据的融合方法，包括如下的步骤：
[0007] 步骤1 :首先以现有的GIS二维矢量数据点为控制点，通过Cardinal三次样条曲 线插值算法计算出有序插值点；
[0008] 步骤2 :在步骤1所述有序插值点中选出与路面谱采样次数相同个数的点，且所选 取的这些点是等间距的；
[0009] 步骤3 :底层融合：首先将路面谱的高程数据采用三角网生成算法构建不规则的 三角网，然后利用嵌入算法其核心就是采用内插算法计算出路面谱的高程值，然后所有的 GIS二维矢量数据点通过定位到路面谱的不规则三角网中特定的三角形中并插值集成到不 规则三角网络中；
[0010] 步骤4 :将步骤3底层融合好的数据转换为以RDF形式表达的语义数据即三元组 形式的表达数据；
[0011] 步骤5 :采用基于语义技术的融合模块将提取的三元组形式的表达数据中的语义 规则和确定RDF形式表达的语义数据的类、属性、属性的限制；根据提取的三元组形式的表 达数据中的语义规则及步骤3底层融合好的数据通过prot6g6建立语义本体；
[0012] 步骤6 :采用Prolog语言制定推理规则及查询语言，最后通过SPARQL查询语言验 证本体建立的合理性；
[0013] 步骤7 :根据检索条件及步骤6所述的推理规则，利用Jena工具包进行语义推理， 得到检索结果；
[0014] 步骤8 :连接数据库驱动，创建数据库连接实例，采用JSP和servlet技术设计查 询界面模块查询融合结果。
[0015] 上述步骤3所述底层融合采用嵌入方法：先在路面谱的不规则三角网中确定初始 位置，然后通过穿行算法确定影响区域，再径向拓扑扫描，最后对三角网进行局部三角化及 优化。
[0016] 基于语义技术的路面谱与GIS矢量数据的融合方法的融合系统，由底层的数据融 合模块、基于语义技术的融合模块、查询界面模块组成，其中底层的数据融合模块用于将路 面谱数据与GIS二维矢量数据融合得到融合数据；基于语义技术的融合模块根据已提取的 语义规则及所述融合数据建立语义本体，并解析推理从而检索出所需数据；查询界面模块 用于查询数据融合结果和检索出的所需数据。
[0017] 基于语义技术的融合模块包括语义本体建立模块和解析推理模块。
[0018] 本发明数据融合是根据提取的语义规则采用语义技术建立语义本体，再通过推理 解析对元数据进行语义修正，从而获得高质量的融合数据。其原理简单，操作简单有效，有 很大的使用价值和社会意义。
[0019] 与现有技术相比本发明具有如下优点：
[0020] 1、本发明数据融合采用语义与推理技术相结合，这些技术目前成为第三代互联网 核心技术，在数据集成融合方面应用很广泛。
[0021] 2、采用语义技术可以实现多源异构数据的融合，对路面谱数据与GIS二维矢量数 据的语义融合方法研宄，可以解决多源异构空间数据共享和集成融合的障碍。
[0022] 3、本发明的数据融合采用语义技术将语义规则引入，充分考虑真实地物的几何特 征和语义特征，利用其语义规则来约束数据的集成融合，从而保证数据融合一致性和语义 准确性，能够有效的解决数据融合后语义误差问题，提高数据融合的质量，更好的保障地 理信息分析和应用，呈现道路的真实情况，为实际生产和生活带来积极意义。
[0023] 4、本发明查询界面可视化显示使用户随时随地方便的查询与提取数据，为实现智 能交通管理提供高质量的数据支持。
【附图说明】
[0024] 图1为本发明系统组成简图；
[0025] 图2为本发明数据底层融合的流程图；
[0026] 图3为本发明语义本体的建立框架图；
[0027] 图4为查询界面的设计的框架图。
【具体实施方式】
[0028] 如图1所示，基于语义技术的路面谱与GIS矢量数据融合方法及系统的整个框架 图，基于语义技术的路面谱与GIS矢量数据的融合方法的融合系统，由底层的数据融合模 块、基于语义技术的融合模块、查询界面模块组成，其中，基于语义技术融合模块包括语义 本体建立模块、解析推理模块等部分。根据建立的语义本体制定推理规则，从而从元数据中 检索出符合语义的数据在用户界面输出。
[0029] 底层的数据融合模块，可将路面谱数据与GIS二维矢量数据融合，融合后的路面 谱数据在形态上不发生变化，同时可以使二维矢量数据在维度上得到了扩展又能增加高程 信息。
[0030] 基于语义技术的融合模块根据已提取的语义规则及底层融合的数据建立语义本 体，制定推理规则，从而检索出更高质量的