一种快速检测空间数据变化并更新的方法及系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及地理信息技术领域，具体设及一种快速检测空间数据变化并更新的方 法及系统。
【背景技术】
[0002] ±地是人类赖W生存和发展的物质基础，是社会生产的劳动资料，是农业生产的 基本生产资料，是一切生产和一切存在的源泉。±地对国家发展、社会进步具有不可替代的 作用。随着社会的不断进步，±地已经纳入国家行政管理体系当中，可见国家对±地相当地 重视。尤其是城市化进程不断快速推进，导致±地利用矛盾日益突出，纷争日益激化，如何 合理地利用有限的±地资源实现城市的可持续发展是城市管理者们不得不思考的问题。对 于城市管理决策者而言，清楚地知道某一时期自己辖区内每一地块所处的±地生命周期阶 段，知悉每一地块权属的转化过程，可W为该时期的相关决策行为提供一些的参考依据。但 从长远来看，若想使规划决策更为合理、更加符合城市的现实情况、更加利于城市今后的发 展，城市的管理者和决策者必须掌握城市地块的变化趋势及其所处生命周期的变化情况。
[0003] 地籍数据是地籍管理信息系统的核屯、，地块(宗地)又是地籍数据中尤为重要的一 部分。随着经济的快速发展，地块数据的变化速度也越来越快，保持地块数据的现势性是一 项势在必行的任务，如何构建一种恰当的方法来进行地块数据的增量更新是关键所在。
[0004] 增量更新需要进行变化信息提取，变化信息提取需要进行变化信息检测。目前变 化信息检测的方法大多针对遥感影像数据提出，主要应用于栅格数据，但多采用逐一像元 比对的方法，检测速度慢、效率低、精度难W保证，在数据量较大时其弊端尤为突出。矢量数 据变化检测的方法常用的有基于面积相似度的同名实体空间匹配检测、基于空间特征码的 矢量要素变化检测、栅格化统计比较变化检测、基于矢量化缓冲区变化检测和基于Ξ元组 的变化检测方法等。基于面积相似度的同名实体空间匹配检测主要是通过对两个不同来源 且具有一定差异的数据集的同名实体进行匹配，之后对匹配好的源要素和目标要素进行变 化检测，如检测图形是否相等、属性是否相同等。基于空间特征码的检测方法是根据所有地 理要素均有表征自身几何特征的编码属性，该编码能唯一标识地理要素的几何位置与形态 运一特点进行，通过对要素的几何编码进行检测，如果编码发生变化证明该要素发生了变 化。栅格化统计比较法(SCAG)将矢量数据栅格化后按照栅格图像的方式进行变化检测。缓 冲区检测法通过设定缓冲距离为相应特征设置缓冲区，通过判断落入缓冲区部分与原始特 征的比值是否大于给定阔值来确定是否发生变化。
[0005] 在地块研究方面，现有技术中也提出了一种基于拓扑联动的地籍数据库增量更新 方法，归纳出一种地块变化类型推断规则W判断地块是否发生变化。现有技术中针对地籍 空间数据如结点不吻合、宗地之间存在重叠、裂缝等不一致问题进行分析并提出错误检查 和修改方法。运些主要针对地块的空间数据、拓扑变化，对相应的属性变化均未进行检测和 记录。如何将地块空间数据的变化与属性数据的变化实现联动查询更新是本研究需要解决 的问题。
[0006] 目前矢量数据的变化检测方法常用的有基于面积相似度的同名实体空间匹配检 测、基于空间特征码的矢量要素变化检测、栅格化统计比较变化检测、基于矢量化缓冲区变 化检测和基于Ξ元组的变化检测方法等。基于面积相似度的同名实体空间匹配检测主要是 通过对两个不同来源且具有一定差异的数据集的同名实体进行匹配，之后对匹配好的源要 素和目标要素进行变化检测，如检测图形是否相等、属性是否相同等。基于空间特征码的检 测方法是根据所有地理要素均有表征自身几何特征的编码属性，该编码能唯一标识地理要 素的几何位置与形态运一特点进行，通过对要素的几何编码进行检测，如果编码发生变化 证明该要素发生了变化。栅格化统计比较法(SCAG)将矢量数据栅格化后按照栅格图像的方 式进行变化检测。缓冲区检测法通过设定缓冲距离为相应特征设置缓冲区，通过判断落入 缓冲区部分与原始特征的比值是否大于给定阔值来确定是否发生变化。
[0007] 诸如基于面积相似度的同名实体空间匹配检测、基于空间特征码的矢量要素变化 检测、栅格化统计比较变化检测、基于矢量化缓冲区变化检测和基于Ξ元组的变化检测等 方法虽然在矢量数据变化检测上提供了方法和思路，但运些方法都存在一定弊端，如基于 面积相似度的同名实体空间匹配检测法鲁棒性和抗噪能力都很弱，无法容忍目标局部形状 变化，而且在非一对一匹配时检测精度很低，完全不具备适用性;基于空间特征码的矢量要 素变化检测需要对无空间特征码的地理要素进行编码，还要统一各图层的编码标准，情况 复杂，检测起来比较繁琐，效率不高;栅格化统计比较法要对矢量数据进行栅格化处理，增 加了计算量，消耗时间长;Ξ元组算法虽然为点、线、面等要素分别提出了几何变化检测方 法，但是对于情况复杂如混合分并等还存在不足。
【发明内容】
[0008] 本发明针对要素变化前后的空间关系及语义关系，本发明提供了快速检测空间数 据变化并更新的方法及系统，据此确定地块的变化类型，并对常规的匹配方法进行了优化， 提高了空间数据变化前后空间实体的匹配精度，并W此确定地块变化类型。
[0009] 本发明提供了一种快速检测空间数据变化并更新的方法，包括如下步骤：
[0010] 依据入库标准对更新数据进行坐标系、数据结构及拓扑关系进行检查并修正处 理，W产生待入库的标准更新数据；
[0011] 基于格网划分的快速定位方法对待入库的标准更新数据与历史数据中的空间信 息和属性信息变化进行快速而准确的定位；
[0012] 在格网划分的快速定位方法之后采用并行计算进行快速定位捜索变化信息；
[0013] 在检测出变化信息后建立临时数据库；
[0014] 采用最优组合匹配方法识别出变化前后地块的匹配关系，确定并记录地块变化类 型；
[0015] 确定变化地块的地块权属，并将地块权属的变化过程记录下来；
[0016] 将变化的信息在原有数据库中进行更新入库。
[0017] 所述基于格网划分的快速定位方法对待入库的标准更新数据与历史数据中的空 间信息和属性信息变化进行快速而准确的定位包括：
[0018] 对更新数据和历史数据进行检测，确保更新数据和历史数据的比例尺和坐标系是 一致的;分别对新旧数据增加特征点坐标属性字段及存储要素属性汇总信息的属性字段；
[0019] 分别对更新数据和历史数据进行全局查询，计算要素特征点坐标、要素属性汇总 信息，并确定更新数据和历史数据的检测范围
[0020] 将变化检测范围按统一的宽度和高度划分为mXn个规则的格网；
[0021] 分别对更新数据和历史数据按特征点坐标进行排序查询，并按特征点坐标将要素 匹配到相应的格网；
[0022] 对新旧数据中编号相同网格中的特征点坐标、弧段长度、属性值拼接字符串进行 对比。
[0023] 所述在格网划分的快速定位方法之后采用并行计算进行快速定位捜索变化信息 包括：
[0024] 将更新数据中与历史数据中具有相同编号的格网进行逐一要素对比检测，每一个 格网都是并行计算的一个子过程；
[0025] 按网格编号依次处理，并将结果返还给主进程，直到所有的格网都处理完成；
[0026] 将所有格网检测出来的变化进行合成获得更新数据和历史数据对比发生变化的 区域。
[0027] 所述采用最优组合匹配方法识别出变化前后地块的匹配关系，确定并记录地块变 化类型包括：
[0028] 空间相似度与语义相似度结合来计算变化前后地块的相似度；
[0029] 依据相似度进行匹配要素确定，形成匹配列表；
[0030] W变化矢量图层为依据，锁定发生变化的网格，对存在变化信息的网格内地块进 行匹配处理，识别出变化前后地块的匹配关系，并记录地块变化类型。
[0031] 所述确定变化地块的地块权属，并将地块权属的变化过程记录下来包括：
[0032] 采用语义关联模式将地块的相关业务数据与地块的矢量数据图层进行关联；
[0033] 将地块的空间数据与属性数据融合成为一个整体实现联动查询；
[0034] W格网捜索检测出来的变化地块矢量图层为基础，找出变化地块的历史权属和现 势权属，并将权属的变化过程记录下来，保存到数据库中。
[0035] 所述将变化的信息