一种基于地理空间网格的地名地址可视化方法及系统与流程

1.本发明涉及软件开发技术领域，特别涉及一种基于地理空间网格的地名地址可视化方法及系统。


背景技术：

2.地名地址是大数据时代重要的空间信息，其蕴涵在各种结构化和非结构化的数据中，是多源数据的泛在属性，不仅具有定位功能，还起到沟通各类信息资源的“桥梁”作用，有利于实现多源信息整合、交换与共享。地名地址可视化作为电子地图的基础要素，是表征现实空间信息的位置及语义的重要可视化方式。地名地址可视化通常是由客户端发送数据请求后，后端服务器接收客户端请求进行数据查询与数据处理或查询数据预处理结果，然后将查询结果返回给客户端，客户端接收数据后完成数据处理与可视化展示。传统地名地址可视化多采用二维地图切片方式处理、客户端直接调用图片展示，数据更新过程需要重新专业制图处理、展示样式无法灵活调整，且只支持二维固定视角，无法满足三维空间多视角浏览。
3.基于上述情况，发明提出了一种基于地理空间网格的地名地址可视化方法及系统。


技术实现要素：

4.本发明为了弥补现有技术的缺陷，提供了一种简单高效的基于地理空间网格的地名地址可视化方法及系统。
5.本发明是通过如下技术方案实现的：
6.一种基于地理空间网格的地名地址可视化方法，其特征在于：包括以下步骤：
7.步骤s1、建立地名地址编码模型
8.利用地名地址对象的空间坐标信息，基于地理空间网格剖分框架，将不同类别地名地址数据按照不同尺度层次赋予地理空间网格编码，每一个地名地址简化映射至一个地理空间网格，并把网格编码降维压缩为一维编码，将得到的一维编码作为数据索引，并保留地名地址对象的几何信息和属性信息，同时引入其他维度编码作为扩展域，增加数据组织的灵活性，最后获取不同类别地名地址数据集合；
9.步骤s2、建立地名地址可视化模型
10.在地名地址可视化模型上构建基于地理空间网格编码的数据结构，同时得到地名地址编码索引数据集合；地名地址编码索引数据集合包括地理空间网格编码、索引与数据对应关系，在地名地址可视化模型上选取可视域，并得到对应可视域的地理空间编码索引数据集合；
11.采集可视域的地理空间范围坐标信息和比例尺信息，并进行地理空间网格编码处理，获取当前可视域的地理空间网格编码集合，对可视域更新前后对应的地理空间网格编码集合进行求差运算，清除当前可视域外的编码集合及其所属地名地址数据，并请求新增
编码集合获取其地名地址数据；
12.步骤s3、设置可视化进程
13.针对地名地址可视化模型，利用可视化设置功能，设置可视化主线程、数据请求子进程以及数据查询进程；
14.步骤s4、自主样式设置的地名地址可视化表达
15.根据可视化地图类型和地图背景自主设置地名地址数据标注样式，包括但不限于图形符号、标注字体、字体大小、字体颜色、字体背景色、字体显示空间位置信息及可见距离范围。
16.所述步骤s1中，地名地址编码模型构建流程如下：
17.s1.1、地名地址数据按照数据来源划分具有地理空间信息和属性信息的地物，包括但不限于道路、医院、学院、机关单位、企业、社区、诊所、超市、商店、村落、乡镇与县市，将其按照空间几何类型划分为点状、线状和面状类型，其数据组成包括但不限于地名地址名称、一个或多个空间坐标[x,y,z]或[x,y]组成的空间坐标数据以及行政区划等数据项；
[0018]
s1.2、将点、线和面均看做点对象在不同尺度上的抽象化表达，通过地理空间网格剖分实现点、线以及面对象的统一，实现不同尺度的地名地址对象的离散组织，获取线状、面状地名地址对象的中心或重心空间坐标[x,y,z]；
[0019]
s1.3、采用地理空间网格剖分框架为基础，将地名地址数据划分到不同尺度层上的网格单元上，并对其赋予一维网格编码，通过地理空间网格编码将不同类型不同来源的地名地址数据组织为统一标准的离散层次数据模型。
[0020]
所述步骤s1.3中，采用geosot网格剖分框架，地名地址编码构建流程如下：
[0021]
s1.3.1、选择地名地址数据集合，获取其几何对象代表点，将经纬度坐标转换为gbt16831-1997规定的形式，即a
°b′
c.d
″
，按照度、分、秒及秒以下转换为二进制，即将度|a|由十进制树转换为8bit定长二进制(a)2，将分b由十进制转换成6bit定长二进制数(b)2，将秒及秒以下c.d由十进制转换成17bit定长二进制(其中秒为6bit定长，秒以下为11bit定长)，分别获取经纬度二进制编码；
[0022]
s1.3.2、根据经纬度二进制编码和设置空间尺度层级level计算取得该点的geosot网格编码，将经纬度二进制数值进行莫顿交叉(纬度前置、经度后置)，获取二进制混合编码；将二进制混合编码转成四进制编码，根据所求网格级别将编码中31-level位码元去掉获得编码，根据经纬度所处半球判断其所处半球，加上1级网格编码gx，获取最终的网格编码。
[0023]
所述所述步骤s1.3.1中，选择几何中心点、重心或质心表征几何对象代表点；
[0024]
所述地名地址数据集合包括但不限于地名地址名称、行政区划、中心/重心经度、中心/重心纬度、网格编码和图层名称。
[0025]
所述步骤s2中，地名地址可视化模型构建流程如下：
[0026]
步骤s2.1、通过客户端窗口获取当前地图上下左右四至经纬度以及地图层级level，求取当前窗口最大和最小经纬度点，以最大最小经纬度构成的空间范围为可视域范围，即北西角点pnw与南东角点pse；
[0027]
步骤s2.2、求取北西角点pnw与南东角点pse两点所在地图瓦片行列号；参考s1.3.1获取两点的经纬度二进制编码(m(pnw)[lon,lat]，m(pse)[lon,lat])；将m(pnw)
[lon]二进制数值中32-level位码去掉，并转换为十进制，得到其所在行号r(pnw)，将m(pnw)[lat]二进制数值中32-level位码去掉，并转换为十进制，得到其所在列号c(pnw)，获取m(pnw)[lon,lat]所在行列号数值[r(pnw)，c(pnw)]；同理获取m(pse)[lon,lat]所在行列号数值[r(pse)，c(pse)]；
[0028]
步骤s2.3、求取北西角点pnw与南东角点pse两点及其空间内网格编码；北西角点pnw与南东角点pse两点求取方法参考步骤s1.3；
[0029]
步骤s2.4、对照当前可视域的地理空间网格编码集合sn和历史可视域的地理空间网格编码集合sn和so，通过求取sn与so的差集，获取对照可视域新增的空间网格编码集合tn；通过求取so与sn的差集，获取对照可视域减少的空间网格编码集合to，并同步更新可视化模型中数据集合，即清除对照可视域以外的空间网格编码集合to及其地名地址可视化数据，同时，通过数据请求子进程对新增对照可视域内的空间网格编码集合tn中的空间网格编码逐个发起数据请求，查询其所在网格中的地名地址数据集合；
[0030]
步骤s2.5、由数据查询进程对地名地址编码模型构建的地名地址数据集合进行参数化查询，其关键参数信息包括但不限于单个网格编码或网格编码集合与数据类型说明，通过关键参数匹配获取其对应网格内匹配的地名地址数据集合结果，并针对结果返回值数据请求子进程，结束数据查询和数据请求子进程。
[0031]
所述步骤s2.3中，北西角点pnw与南东角点pse所在空间内网格编码计算方法如下：
[0032]
步骤s2.3.1、根据当前地图层级level，参考地图层级与网格单元规格对照地球参考椭球面地球空间网格规格表确定当前地图层级地理空间网格规格g(c)；
[0033]
步骤s2.3.2、根据[r(pnw)，c(pnw)]和[r(pse)，c(pse)]对角点经纬度坐标、行列号和当前空间网格规格g(c)分别计算在其范围内所有网格对应坐标点，并参考步骤s1.3获取北西角点pnw、南东角点pse及其范围内空间网格编码，构成当前可视化域的地理空间网格编码集合sn。
[0034]
所述步骤s3中，数据请求子进程根据可视域内求差新增的地理空间网格编码集合将数据传输至数据查询进程，数据查询进程根据地理空间网格编码查询与地名地址数据编码相同的数据，并将其传输至可视化主进程，可视化主进程将获取的地名地址数据进行样式定制和可视化表达。
[0035]
所述步骤s4中，地名地址可视化模型的可视化设置还包括：
[0036]
步骤s4.1、通过可视化设置功能对地名地址显示样式进行参数化设置，包括但不限于图形符号、标注字体、字体大小、字体颜色和字体背景色，设置时与地名地址数据集合中属性进行关联；
[0037]
步骤s4.2、通过可视化设置功能根据地图类型进行参数化设置。
[0038]
一种基于地理空间网格的地名地址可视化系统，其特征在于：包括地名地址编码模型构建模块，地名地址可视化模型构建模块，可视化进程设置模块和自主样式设置模块，上述模块分别用于实现步骤s1-步骤s4。
[0039]
本发明的有益效果是：该基于地理空间网格的地名地址可视化方法及系统，不仅实现了地名地址数据基于统一地理空间框架和一维空间组织索引的组织管理，还实现了地名地址数据动态更新和可定制化展示，支持在二维、三维地图中快速检索更新展示地名地
址数据信息。
附图说明
[0040]
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0041]
附图1为本发明基于地理空间网格的地名地址编码模型示意图。
[0042]
附图2为本发明地名地址可视化模型示意图。
具体实施方式
[0043]
为了使本技术领域的人员更好的理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
[0044]
该基于地理空间网格的地名地址可视化方法，包括以下步骤：
[0045]
步骤s1、建立地名地址编码模型
[0046]
利用地名地址对象的空间坐标信息，基于地理空间网格剖分框架，将不同类别地名地址数据按照不同尺度层次赋予地理空间网格编码，每一个地名地址简化映射至一个地理空间网格，并把网格编码降维压缩为一维编码，将得到的一维编码作为数据索引，并保留地名地址对象的几何信息和属性信息，同时引入其他维度编码作为扩展域，增加数据组织的灵活性，最后获取不同类别地名地址数据集合；
[0047]
步骤s2、建立地名地址可视化模型
[0048]
在地名地址可视化模型上构建基于地理空间网格编码的数据结构，同时得到地名地址编码索引数据集合；地名地址编码索引数据集合包括地理空间网格编码、索引与数据对应关系，在地名地址可视化模型上选取可视域，并得到对应可视域的地理空间编码索引数据集合；
[0049]
采集可视域的地理空间范围坐标信息和比例尺信息，并进行地理空间网格编码处理，获取当前可视域的地理空间网格编码集合，对可视域更新前后对应的地理空间网格编码集合进行求差运算，清除当前可视域外的编码集合及其所属地名地址数据，并请求新增编码集合获取其地名地址数据；
[0050]
步骤s3、设置可视化进程
[0051]
针对地名地址可视化模型，利用可视化设置功能，设置可视化主线程、数据请求子进程以及数据查询进程；
[0052]
步骤s4、自主样式设置的地名地址可视化表达
[0053]
根据可视化地图类型和地图背景自主设置地名地址数据标注样式，包括但不限于图形符号、标注字体、字体大小、字体颜色、字体背景色、字体显示空间位置信息及可见距离范围。
[0054]
所述步骤s1中，地名地址编码模型构建流程如下：
[0055]
s1.1、地名地址数据按照数据来源划分具有地理空间信息和属性信息的地物，包括但不限于道路、医院、学院、机关单位、企业、社区、诊所、超市、商店、村落、乡镇与县市，将其按照空间几何类型划分为点状、线状和面状类型，其数据组成包括但不限于地名地址名称、一个或多个空间坐标[x,y,z]或[x,y]组成的空间坐标数据以及行政区划等数据项；
[0056]
s1.2、将点、线和面均看做点对象在不同尺度上的抽象化表达，通过地理空间网格剖分实现点、线以及面对象的统一，实现不同尺度的地名地址对象的离散组织，获取线状、面状地名地址对象的中心或重心空间坐标[x,y,z]；
[0057]
s1.3、采用地理空间网格剖分框架为基础，将地名地址数据划分到不同尺度层上的网格单元上，并对其赋予一维网格编码，通过地理空间网格编码将不同类型不同来源的地名地址数据组织为统一标准的离散层次数据模型。
[0058]
所述步骤s1.3中，采用geosot网格剖分框架，地名地址编码构建流程如下：
[0059]
s1.3.1、选择地名地址数据集合，获取其几何对象代表点，将经纬度坐标转换为gbt16831-1997规定的形式，即a
°b′
c.d
″
，按照度、分、秒及秒以下转换为二进制，即将度|a|由十进制树转换为8bit定长二进制(a)2，将分b由十进制转换成6bit定长二进制数(b)2，将秒及秒以下c.d由十进制转换成17bit定长二进制(其中秒为6bit定长，秒以下为11bit定长)，分别获取经纬度二进制编码；
[0060]
s1.3.2、根据经纬度二进制编码和设置空间尺度层级level计算取得该点的geosot网格编码，将经纬度二进制数值进行莫顿交叉(纬度前置、经度后置)，获取二进制混合编码；将二进制混合编码转成四进制编码，根据所求网格级别将编码中31-level位码元去掉获得编码，根据经纬度所处半球判断其所处半球，加上1级网格编码gx，获取最终的网格编码。
[0061]
所述所述步骤s1.3.1中，选择几何中心点、重心或质心表征几何对象代表点；
[0062]
所述地名地址数据集合包括但不限于地名地址名称、行政区划、中心/重心经度、中心/重心纬度、网格编码和图层名称。
[0063]
所述步骤s2中，地名地址可视化模型构建流程如下：
[0064]
步骤s2.1、通过客户端窗口获取当前地图上下左右四至经纬度以及地图层级level，求取当前窗口最大和最小经纬度点，以最大最小经纬度构成的空间范围为可视域范围，即北西角点pnw与南东角点pse；
[0065]
步骤s2.2、求取北西角点pnw与南东角点pse两点所在地图瓦片行列号；参考s1.3.1获取两点的经纬度二进制编码(m(pnw)[lon,lat]，m(pse)[lon,lat])；将m(pnw)[lon]二进制数值中32-level位码去掉，并转换为十进制，得到其所在行号r(pnw)，将m(pnw)[lat]二进制数值中32-level位码去掉，并转换为十进制，得到其所在列号c(pnw)，获取m(pnw)[lon,lat]所在行列号数值[r(pnw)，c(pnw)]；同理获取m(pse)[lon,lat]所在行列号数值[r(pse)，c(pse)]；
[0066]
步骤s2.3、求取北西角点pnw与南东角点pse两点及其空间内网格编码；北西角点pnw与南东角点pse两点求取方法参考步骤s1.3；
[0067]
步骤s2.4、对照当前可视域的地理空间网格编码集合sn和历史可视域的地理空间网格编码集合sn和so，通过求取sn与so的差集，获取对照可视域新增的空间网格编码集合tn；通过求取so与sn的差集，获取对照可视域减少的空间网格编码集合to，并同步更新可视
化模型中数据集合，即清除对照可视域以外的空间网格编码集合to及其地名地址可视化数据，同时，通过数据请求子进程对新增对照可视域内的空间网格编码集合tn中的空间网格编码逐个发起数据请求，查询其所在网格中的地名地址数据集合；
[0068]
步骤s2.5、由数据查询进程对地名地址编码模型构建的地名地址数据集合进行参数化查询，其关键参数信息包括但不限于单个网格编码或网格编码集合与数据类型说明，通过关键参数匹配获取其对应网格内匹配的地名地址数据集合结果，并针对结果返回值数据请求子进程，结束数据查询和数据请求子进程。
[0069]
所述步骤s2.3中，北西角点pnw与南东角点pse所在空间内网格编码计算方法如下：
[0070]
步骤s2.3.1、根据当前地图层级level，参考地图层级与网格单元规格对照地球参考椭球面地球空间网格规格表确定当前地图层级地理空间网格规格g(c)；
[0071]
表1地球参考椭球面地球空间网格规格
[0072][0073][0074]
步骤s2.3.2、根据[r(pnw)，c(pnw)]和[r(pse)，c(pse)]对角点经纬度坐标、行列号和当前空间网格规格g(c)分别计算在其范围内所有网格对应坐标点，并参考步骤s1.3获
取北西角点pnw、南东角点pse及其范围内空间网格编码，构成当前可视化域的地理空间网格编码集合sn。
[0075]
所述步骤s3中，数据请求子进程根据可视域内求差新增的地理空间网格编码集合将数据传输至数据查询进程，数据查询进程根据地理空间网格编码查询与地名地址数据编码相同的数据，并将其传输至可视化主进程，可视化主进程将获取的地名地址数据进行样式定制和可视化表达。
[0076]
所述步骤s4中，地名地址可视化模型的可视化设置还包括：
[0077]
步骤s4.1、通过可视化设置功能对地名地址显示样式进行参数化设置，包括但不限于图形符号、标注字体、字体大小、字体颜色和字体背景色，设置时与地名地址数据集合中属性进行关联；
[0078]
步骤s4.2、通过可视化设置功能根据地图类型(比如二维地图、三维地图)进行参数化设置。
[0079]
当地图类型为三维地图时，设置地名地址字体显示空间位置信息与可见距离范围，所述空间位置信息包括经度、纬度及海拔高度。
[0080]
该基于地理空间网格的地名地址可视化系统，包括地名地址编码模型构建模块，地名地址可视化模型构建模块，可视化进程设置模块和自主样式设置模块，上述模块分别用于实现步骤s1-步骤s4。
[0081]
以上对本发明实例中的一种基于地理空间网格的地名地址可视化方法及系统进行了详细的介绍。本部分采用具体实例对发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实例仅用于帮助理解本发明的核心思想，在不脱离本发明原理的情况下，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。