一种基于地理语义的数据多比例尺模态扩散更新方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种矢量地理数据扩散更新方法，更具体地说，涉及一种顾及地理语 义的矢量地理数据多比例尺模态化扩散更新方法。
【背景技术】
[0002] 地理数据更新是多比例尺地理数据集成共享和服务应用中的关键技术，符合网络 GIS(Geographical Information System，地理信息系统）和空间信息服务等学科的发展趋 势，它决定了多源异质异构地理数据的集成框架和共享应用模式，并且直接影响着多比例 尺地理数据及其空间信息系统的运行和维护。在分布式网络环境下结合开放地理信息互操 作框架实现多比例尺地理数据扩散更新机制，应用地理本体建立语义格形成领域要素概念 表知识，结合专家形式背景和领域要素概念表知识，建立不同领域要素对象、概念的语义融 合结果图。将变化地理数据包和基态地理数据进行要素级别在线更新形成现势性地理数据 后，进行语义关联相似度计算寻找语义契合的尺度表达、符号、属性集合、制图综合等，实现 多比例尺地理数据的模态化扩散更新。
[0003] 网络 Web 2. 0、地球对地观测系统、SOA (Service-Oriented Architecture，面向服 务的体系架构）和空间信息服务等深入发展，海量异质异构数据不断被获取和存储，但其 真正共享程度和更新应用效率低下，多比例尺地理数据的快速更新和及时共享存在困难。 实际地理信息应用中，也存在从数据版本分幅更新到增量更新、从静态定期更新到动态实 时/准实时更新和从传统基于地理数据更新到面向服务架构更新的转变。传统常规的批量 式文件更新、增量式数据库更新和拓扑联动更新等方法，主要存在地理空间数据库数据现 势性不一致、单个固定比例尺数据孤立更新、增量动态更新困难等问题，并且会造成数据源 和结果数据不能及时共享和传播，影响数据及应用系统的运维。
【发明内容】
[0004] 为了解决矢量地理数据更新方法存在的上述技术问题，本发明提供一种能实现多 比例尺地理数据多版本数据更新、增量更新及在线联动更新服务的基于地理语义的数据多 比例尺模态扩散更新方法。
[0005] 本发明解决上述技术问题的技术方案包括以下步骤：
[0006] (1)输入多来源多比例尺地理空间数据的领域语义信息；
[0007] (2)应用概念粒度格缩减/扩增方法建立研宄领域的地理本体；
[0008] (3)对多比例尺地理数据的扩散更新进行任务语义分解，构建分级地理处理事务 本体；
[0009] (4)根据多比例尺地理数据的语义，应用本体建模形成地理对象本体，建立多比例 尺对象数据库的模式结构；
[0010] (5)按照概念模型和抽象表达的语义格对地理数据、多比例尺、更新技术规范进行 范式化，形成领域要素概念表知识；
[0011] (6)结合专家形式背景和领域要素概念表知识，建立不同领域要素对象、概念的语 乂融合结果图；
[0012] (7)根据模糊粗集理论，计算领域内不同要素对象概念间的模糊关系矩阵，得出任 何两个要素对象或概念的语义关联度，即语义距离；
[0013] (8)在领域语义与多比例尺环境下，获取存储多类型地理数据形态，得到多比例尺 数据的基态语义；
[0014] (9)建立多比例尺地理数据的模态语义转换方法，包括从面状要素的若干边界线 的点序列坐标到线状要素上连续点的点序列坐标的转换，以及从线状要素上连续点的点序 列坐标到点状要素的单点坐标的转换；
[0015] (10)将基态比例尺记为比例尺Scl，根据地理现象变化或检测结果，获得比例尺 Scl的变化地理数据包，记录原始地理数据SDl、比例尺Scl及其变化地理数据包BDl的领 域要素与概念的概念表知识、语义融合和语义关联度；
[0016] (11)针对比例尺Scl基态数据和步骤（10)比例尺Scl的变化变化数据包BD1，进 行变化地理要素的语义相似度特征匹配，优化寻找获取比例尺Scl下进行变化更新需要的 领域要素与概念集合；
[0017] (12)通过步骤（11)获得变化更新需要的领域要素集合，得到更新地理数据的契 合语义，如尺度表达、符号、属性集合、制图综合，进行在线更新形成比例尺Scl的现势性地 理数据TDl ;
[0018] (13)将步骤（12)所得比例尺Scl的现势性地理数据TD1，保存到地理对象数据库 中，并通过步骤（11)获得变化更新需要的领域要素集合，计算其他比例尺Sc2的尺度表达、 符号、属性集合、制图综合等契合语义；
[0019] (14)对于步骤（10)所得比例尺Scl的变化地理数据包BD1，进行模态语义转换生 成比例尺Sc2的变化地理数据包BD2 ;
[0020] (15)针对比例尺Sc2基态数据和步骤（14)比例尺Sc2的变化变化数据包BD2,进 行变化地理要素的语义相似度特征匹配，优化寻找获取比例尺Sc2下进行变化更新需要的 领域要素与概念集合；
[0021] (16)通过步骤（15)获得变化更新需要的领域要素集合，得到更新地理数据的契 合语义，如尺度表达、符号、属性集合、制图综合，进行在线更新形成比例尺Sc2的现势性地 理数据TD2 ;
[0022] (17)将步骤（16)所得比例尺Sc2的现势性地理数据TD2,保存到地理对象数据库 中。
[0023] 本发明的技术效果在于：本发明充分满足分布式地理信息处理的实际需求，为地 理信息公共服务平台中的数据管理和维护提供解决方案；在多比例尺地理数据共享框架基 础上，建立数据更新领域要素与概念的概念表知识、语义融合和语义关联度计算，克服了常 规方法的数据浪费、孤立更新、多个比例尺同时更新的困难等问题，实现了多比例尺地理数 据多版本数据更新、增量更新及在线联动更新服务；通过多比例尺地理数据的模态扩散更 新，避免了常规批量式更新、增量式更新和拓扑联动更新等方式引起的全部图幅更新浪费、 空间关联拓扑丢失和结果无法及时共享等现象；遵循SOA架构和OGC开放地理信息互操作 标准，结果数据可直接数据访问调用、空间分析和共享。本发明方法实用高效，是网络地理 信息系统和服务研宄领域中分布式地理信息处理的数据更新方法，在地理空间信息公共服 务平台中具有实际应用价值。
【附图说明】
[0024] 图1为本发明的方法流程图；
[0025] 图2为本发明的实施例具体执行算法流程。
【具体实施方式】
[0026] 下面通过实施例结合附图对本发明作进一步详细的说明。
[0027] 本发明建立了一个集成本体语义信息的多比例尺地理数据更新领域要素与概念 的概念表知识模型，结合专家形式背景和领域要素概念表知识，建立不同领域要素对象、概 念的语义融合结果图；根据模糊粗集理论，计算领域内不同要素对象概念间的模糊关系矩 阵，计算语义关联相似度。在领域语义与多比例尺环境下，获取存储多类型地理数据形