CN101719146A - 地理信息应用分析模型的动态图形化方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种地理信息应用分析模型的动态图形化方法和装置，所述方法包括：从所述应用分析模型的结构对象信息中提取空间地理信息分析模型关键词；依据所获得的空间地理信息分析模型关键词的词义解析结果建立空间分析模型；将所述空间分析模型产生的空间地理信息分析结果以图形形式在地图上动态展现。通过建立应用分析模型的结构对象信息和空间分析模型的关联关系，可将应用分析方案的地理信息空间模型解析结果以可视化的图形方式动态地显示在电子地图上，解决了现有应用分析模型的图形化过程中自动化程度不高的问题，并实现简单输入、智能解析、自动展示的目标。

Description

地理信息应用分析模型的动态图形化方法和装置

技术领域

本发明涉及地理信息系统技术领域，特别是涉及一种地理信息应用分析模型的动态图形化方法和装置。

背景技术

地理信息系统(GIS，Geographic Information Systems)技术是近些年迅速发展起来的一门空间信息处理技术，它以地理空间为基础，采用地理模型分析方法，实施提供多种空间和动态的地理信息，是一种为地理研究和地理决策服务的计算机技术系统。其基本功能是将来自数据库、电子表格文件或在程序中直接输入的表格型数据转换为地理图形显示，然后对显示结果浏览、操作和分析。不仅可以有效地管理具有空间属性的各种资源环境信息，对资源环境管理和实践模式进行快速和重复的分析测试，从而制定决策、进行科学和政策的标准评价，而且可以有效地对多时期的资源环境状况及生产活动变化进行动态监测和分析比较，将数据收集、空间分析和决策过程综合为一个共同的信息流，明显地提高工作效率和经济效益。

现有GIS应用分析模型的图形化过程，可基于某一种表示形式(如文本型)的分析模型信息，以GIS平台中地理事物的空间位置和形态为基础，以地理学原理为依托，进行空间数据查询和空间量值计算，获取关于空间分布、空间形成以及空间演变的信息，并以专题图、静态标绘符号或动态推演符号等形式在地图上展现出来。

然而，上述方法能够处理的地理信息应用分析模型的表示形式单一，且应用分析模型和空间分析模型是相互独立的，没有直接的关联关系，在空间数据查询、空间量值计算和提取空间信息的过程中，需要操作人员根据应用分析模型信息中记录的内容及其关键词的属性信息，手工输入相关参数进行交互操作，因此，系统的自动化程度不高；另外，模型分析结果的图形化展现通常也需要首先获取用户输入的参数，然后再执行；或者直接以手工标绘的形式来展现。这些方法从应急分析模型的输入到结果图形化展示，需要较多的交互及繁琐操作，且不能够将各种类型的一整套应急分析模型自动图形可视化。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种地理信息应用分析模型的动态图形化方法，可解决应用分析模型的图形化过程中自动化程度不高的问题，并能够解决应急分析模型表示类型多样化的问题。

本发明还提供了一种地理信息应用分析模型的图形化装置，以保证上述方法在实际中的应用。

为了解决上述问题，本发明公开了一种地理信息应用分析模型的动态图形化方法，包括：从应用分析模型的结构对象信息中提取空间地理信息分析模型关键词；依据所获得的空间地理信息分析模型关键词的词义解析结果建立空间分析模型；将上述空间分析模型产生的空间地理信息分析结果以图形形式在地图上动态展现。

优选的，从应用分析模型的结构对象信息中提取空间地理信息分析模型关键词的步骤之前还包括：创建代表不同实体或操作属性的属性分词，并建立所述属性分词与相关关键词的对应关系，形成词义符号库；上述词义解析结果的获得方法具体包括：依据词义符号库中关键词与属性分词的对应关系，获得具有特定实体或操作属性的属性分词。

优选的，建立空间分析模型的方法具体包括：依据上述获得的属性分词，到预设的空间分析模型库中查找相应的空间分析模型，并将上述属性分词作为模型参数，形成实例化的空间分析模型。

优选的，依据上述空间分析模型产生空间信息分析结果的方法具体包括：执行上述空间分析模型中属性分词所对应的空间分析操作，得到相应的操作结果；其中，所述空间分析操作为查询、统计、最优路径分析和/或缓冲区分析。

优选的，上述空间分析模型库中的地理信息空间分析模型包括统计分析模型、空间查询模型、最优路径分析模型和/或缓冲区分析模型。

优选的，上述图形形式为各种类型的专题图，静态的点、线、面标绘符号或动态推演符号。

依据本发明的另一优选实施例，还公开了一种地理信息应用分析模型的动态图形化装置，包括词义解析单元、模型创建单元、模型执行单元、图形动态展现单元和空间分析模型库，其中：词义解析单元用于提取上述应用分析模型的结构对象信息中的空间地理信息分析模型关键词，并转化为具有特定语义属性的属性分词；模型创建单元用于依据词义解析单元获得的属性分词，从空间分析模型库中查找相应的空间分析模型，并将上述属性分词作为模型参数，形成实例化的空间分析模型；模型执行单元用于执行模型创建单元产生的实例化空间分析模型中属性分词的特定语义属性所对应的操作，获得空间信息分析结果；图形动态展现单元用于将模型执行单元产生的空间信息分析结果以图形形式在地图上动态展现出来。

优选的，上述装置还包括词义符号库；该词义符号库设置有代表不同实体或操作属性的属性分词，并建立有属性分词与相关关键词的对应关系；上述词义解析单元依据属性分词与所述关键词的对应关系，将从应用分析模型的结构对象信息中提取出的空间地理信息分析模型关键词转化为具有实体或操作属性的属性分词。

优选的，上述空间地理信息分析模型库具体包括统计分析模型、空间查询模型、最优路径分析模型和/或缓冲区分析模型。

优选的，上述图形动态展现单元具体包括图形类别确定模块、图形动态显示模块和标绘符号库，其中：图形类别确定模块用于依据上述空间分析模型的类别和/或用户预设的信息，确定可视化图形的展现方式；图形动态显示模块依据图形类别确定模块确定的可视化图形的展现方式，以各种类型的专题图或点、线、面标绘图或动态推演图的形式，自动展现模型执行单元得到的空间信息分析结果；标绘符号库为图形显示模块提供点、线、面标绘符号或动态推演符号。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明方案针对地理信息应用系统的应急分析模型，通过提取应急分析模型的结构对象信息分词并进行词义解析转化为空间地理信息模型实体操作及相关属性信息，根据已有的地理信息空间分析模型库进行实例化建模，从而建立应用分析模型的结构对象信息和空间分析模型的关联关系，然后将应用分析方案的地理信息空间模型解析结果以可视化的图形方式动态地显示在电子地图上，解决了现有应用分析模型的图形化过程中自动化程度不高的问题，并实现简单输入、智能解析、自动展示的目标。

附图说明

图1是本发明地理信息应用分析模型的动态图形化方法实施例流程图；

图2是本发明地理信息应用分析模型的动态图形化装置实施例结构框图。

具体实施方式

在结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明之前，首先介绍一下与GIS应用系统中与应急分析模型分析有关的几个概念。

词义解析：机器算法和人不一样的地方是人可以直接理解文章中字、词、句子的意思，而机器和算法不能理解。词义解析是指通过提取关键词和相关分词，到词义符号库中查找对应的项，辨析关键词及相关分词所对应的词义及属性信息，理解为指定领域的词义，然后执行相应的操作。在进行词义解析之前，首先要建立一个词干库即所用到的分词词义符号库，以便对应相应的操作及属性。

空间分析：空间分析是指以地理事物的空间位置和形态为基础，以地学原理为依托，以空间数据运算为特征，提取与产生新的空间信息的技术和过程，如获取关于空间分布、空间形成以及空间演变的信息。基本的空间分析包括以下几种：

(1)简单的空间分析：空间查询、空间量算等；

(2)复杂的空间分析：缓冲区分析、叠加分析、网络分析、空间统计分析、空间插值、数字地形模型等；

(3)面向应用的分析：空间建模与空间决策支持系统等。

模型：符合预定义语法规范的描述信息。

空间地理信息模型：根据空间地理信息建立的模型，或具有空间分布意义或特征的模型。

空间分析模型：用于分析地理事件的一系列通用或专用的技术模型，其分析结果依赖于事件的空间地理信息。

实例化建模：将具体事件的空间地理信息采用通用或专用的空间分析模型表达出来。

本发明的核心构思之一在于，针对各种表示方式的应急分析方案，建立统一模式的结构对象，采用对结构对象信息关键词提取和词义解析，进行空间分析模型的自动实例化建模，实现用统一的模式接口和自动化操作流程在地图上得到满意的动态可视化图形显示效果的目标。

参照图1，示出了本发明地理信息应用分析模型的动态图形化方法一实施例流程，具体包括以下步骤：

步骤101：创建词义符号库；

为代表不同的实体或操作属性的属性分词，定义一个或多个关键词来与之对应，如，操作关键词“统计”的属性信息包括统计类型、统计范围、统计对象、模型解析处理过程以及需要执行的操作等；

步骤102：从地理信息应用分析模型的结构对象信息中提取词义符号库可以识别的关键词；

步骤103：依据上述关键词和词义符号库进行词义解析，确定相应的空间地理信息分析模型

将提取出的关键词到词义符号库中查找对照，得到相应的空间地理信息操作及相应属性分词及该分词在指定领域的词义，结合GIS平台，形成空间地理信息模型；

步骤104：将空间地理信息模型转化为具体的空间分析模型；

依据空间地理信息模型中的属性分词信息，到预定的空间分析模型库中查找相应的空间分析模型，用具有特定语义属性的属性分词代替模型信息参数，实现模型的具体化、实例化操作，建立该应用分析模型的具体空间分析模型；

步骤105：将空间分析模型产生的空间信息分析结果转化为相应的图形；

建立具体的空间分析模型后，执行空间分析模型定义的相应查询、统计、分析、处置等相关操作，将上述操作结果(即空间信息分析结果)转化为预定的图形信息，在电子地图上动态地展示出来。例如，对于统计分析结果，可以以统计专题图的形式在地图上展示出来；对于空间查询结果，可以以可视化的标绘符号的形式在地图上展示出来；对路径分析结果，可以以点、线、面标绘符号或动态推演符号的形式在地图上展示出来。

下面，以“汶川地震灾情处置方案”为例，说明GIS应用分析模型的动态图形化方法流程。该处置方案包括(a)灾区食品调配方案、(b)查询汶川县周边100公里内的加油站、(c)统计四川省境内救灾物资储备情况三个应急分析模型，下面是以XML形式表示的应急分析模型的结构对象(需要说明的是，应用分析模型的表示形式并不限于XML格式，还可以是HTML等其他格式)：

<？XML code＝″utf-8″>

<汶川地震灾情处置方案>

  <分析模型>

     <name>灾区食品调配方案</name>

     <type>物资调配方案</type>

     <methods>

        <mothod>

           <content>饮用水，大米</content>

           <from>成都</from>

           <to>汶川</to>

           <approach>公路</approach>

        </mothod>

     <methods>

   </分析模型>

   <分析模型>

     <Name>查询汶川县周边100公里内的加油站</Name>

     <type>查询</Type>

     <methods>

        <method>

           <content>加油站</content>

           <place>汶川县</place>

           <range>周边100公里</range>

        </method>

     </methods>

  </分析模型>

  <分析模型>

     <Name>统计四川省境内救灾物资储备情况</Name>

     <type>统计</Type>

     <methods>

        <method>

           <content>救灾物资储备</content>

           <place>四川省</place>

           <date></date>

           <range></range>

        </method>

     </methods>

  </分析模型>

</汶川地震灾情处置方案>

该处置方案的动态图形化步骤具体包括：

步骤一、提取关键词：

对于上述汶川地震灾情处置方案，提取得到的词义符号库可识别的空间关键词信息包括：

(a)“物资调配方案”；

(b)“查询”；

(c)“统计”。

步骤二、词义解析：

(a)“物资调配方案”关键词在词义符号库中对应的项包括：操作类型和操作属性。操作类型为“最近路径分析”，操作属性包括源地点名称(成都)、目的地名称(汶川)、运输方式(公路)等。

(b)“查询汶川县周边100公里内的加油站”关键词在词义符号库中对应的项包括：操作类型和操作属性。操作类型为“查询”，操作属性包括查询内容(加油站)、查询地点(汶川县)、查询范围(周边100公里)等。

(c)“统计四川省境内救灾物资储备情况”关键词在词义符号库中对应的项包括：操作类型和操作属性。操作类型为“统计”，操作属性包括统计内容(救灾物资储备)、统计地点(四川省)、统计日期(为空)、统计范围(为空)等。

步骤三、建立空间分析模型：

根据步骤二解析出来的属性分词，在空间分析模型库中寻找所对应的空间分析模型，分别为：

(a)最近路径分析模型；

(b)空间查询模型；

(c)统计分析模型；

从模型库中查找上述这些空间分析模型，并按照步骤二得到的空间地理信息模型，对应急处置方案进行实例化建模，建立具体的空间分析模型；

步骤四、执行空间信息分析：

对上述处置方案的三个空间分析模型分别进行处理。

(a)根据空间地理属性信息相关数据，对成都救灾物资储备地点到汶川的最近路径进行分析，并转化为静态标绘符号或动态推演符号；

(b)从空间信息数据中查询出汶川县城周边100公里内的加油站地点分布情况，并转化为可视化的标识符号；

(c)分析空间信息属性数据，统计出四川省境内的救灾物资储备地点及物资储备量等情况，并转化为统计专题图；

步骤五、图形可视化展示：

将步骤四的空间信息分析结果分别以动态图形可视化的形式展示出来：

(a)将最近路径分析结果转化为静态标绘符号或动态推演符号并在地图上展示出来。

(b)将查询结果转化为可视化的标绘符号并在地图上展示出来；

(c)将统计分析结果转化为统计专题图并在地图上展示出来。

对于前述的各方法实施例，为了描述简单，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域的技术人员应该知悉，本发明并不受所描述的动作顺序的限制，因为根据本发明，某些步骤可以采用其他顺序或同时执行。其次，本领域技术人员也应该知悉，上述方法实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本发明所必须的。

参照图2，示出了本发明地理信息应用分析模型的图形化装置一实施例结构框图，具体包括以下单元：

词义符号库20：用于为代表不同实体或操作的属性分词定义与关键词的对应关系，为词义解析单元21提供词义解析的基础；

词义解析单元21：用于对输入的各种类型应急分析模型的结构对象信息进行分解，得到的词义符号库20可识别的空间关键词，然后，对照词义符号库20，将上述关键词转化为具有特定语义属性的属性分词；

模型创建单元22：用于根据词义解析单元21得到的属性分词，到预定的空间分析模型库23中查找相应的空间分析模型，结合模型信息进行模型具体化、实例化操作，建立应用分析方案的空间分析模型；

模型执行单元24：用于对模型创建单元22建立的空间分析模型进行空间信息分析，处理相应的查询、统计、分析、处置等相关操作，获得空间信息分析结果；

图形展现单元25：用于将模型执行单元24获得的空间信息分析的结果转化为预定的图形信息，在电子地图上以专题图，点、线、面标绘或动态推演的方式动态展现出来。

空间分析模型库23：为模型创建单元22提供以模型参数的形式定义行为规则的空间分析模型，具体包括统计分析模型、空间查询模型、路径分析模型、缓冲区分析等基本的地理信息空间分析模型。

其中，图形展现单元25具体包括图形类别确定模块251、图形显示模块252和标绘符号库253：

图形类别确定模块251用于依据空间分析模型的类别或用户预设的信息，确定图形显示模块252以统计专题图，点、线、面标绘图或动态推演图等可视化图形展现方式展现GIS应用分析结果；

图形显示模块252用于依据图形类别确定模块251确定的可视化图形的展现方式，展现模型执行单元24得到的空间信息分析结果；

标绘符号库253用于为图形显示模块252提供点、线、面标绘符号或动态推演符号。

需要说明的是，上述装置实施例属于优选实施例，所涉及的模块并不一定是本发明所必须的。另外，本发明方案的GIS应用平台可以是浏览器/服务器(B/S)架构的，也可以是客户端/服务器(C/S)架构的。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。对于本发明的装置实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

以上对本发明所提供的一种地理信息应用分析模型的动态图形化方法和装置进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种地理信息应用分析模型的动态图形化方法，其特征在于，所述方法由计算机执行，所述方法包括：

从所述应用分析模型的结构对象信息中提取空间地理信息分析模型关键词；

依据所获得的空间地理信息分析模型关键词的词义解析结果建立空间分析模型；

将所述空间分析模型产生的空间地理信息分析结果以图形形式在地图上动态展现。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述从所述应用分析模型的结构对象信息中提取空间地理信息分析模型关键词的步骤之前还包括：创建代表不同实体或操作属性的属性分词，并建立所述属性分词与相关关键词的对应关系，形成词义符号库；

所述词义解析结果的获得方法具体包括：依据所述词义符号库中所述关键词与属性分词的对应关系，获得具有特定实体或操作属性的属性分词。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述建立空间分析模型的方法具体包括：

依据所述属性分词，到预设的空间分析模型库中查找相应的空间分析模型，并将所述属性分词作为模型参数，形成实例化的空间分析模型。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，依据所述空间分析模型产生空间信息分析结果的方法具体包括：

执行所述空间分析模型中所述属性分词所对应的空间分析操作，得到相应的操作结果；其中，所述空间分析操作为查询、统计、最优路径分析和/或缓冲区分析。

5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述空间分析模型库中的地理信息空间分析模型包括统计分析模型、空间查询模型、最优路径分析模型和/或缓冲区分析模型。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述图形形式为各种类型的专题图，静态的点、线、面标绘符号或动态推演符号。

7.一种地理信息应用分析模型的动态图形化装置，其特征在于，所述装置包括词义解析单元、模型创建单元、模型执行单元、图形动态展现单元和空间分析模型库，其中：

所述词义解析单元用于提取所述应用分析模型的结构对象信息中的空间地理信息分析模型关键词，并转化为具有特定语义属性的属性分词；

所述模型创建单元用于依据所述词义解析单元获得的属性分词，从所述空间分析模型库中查找相应的空间分析模型，并将所述属性分词作为模型参数，形成实例化的空间分析模型；

所述模型执行单元用于执行所述模型创建单元产生的实例化空间分析模型中属性分词的特定语义属性所对应的操作，获得空间信息分析结果；

所述图形动态展现单元用于将所述模型执行单元产生的空间信息分析结果以图形形式在地图上动态展现出来。

8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述装置还包括词义符号库；

所述词义符号库设置有代表不同实体或操作属性的属性分词，并建立有所述属性分词与相关关键词的对应关系；

所述词义解析单元依据所述属性分词与所述关键词的对应关系，将从所述应用分析模型的结构对象信息中提取出的空间地理信息分析模型关键词转化为具有实体或操作属性的属性分词。

9.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述空间地理信息分析模型库具体包括统计分析模型、空间查询模型、最优路径分析模型和/或缓冲区分析模型。

10.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述图形动态展现单元具体包括图形类别确定模块、图形动态显示模块和标绘符号库，其中：

所述图形类别确定模块用于依据所述空间分析模型的类别和/或用户预设的信息，确定可视化图形的展现方式；

所述图形动态显示模块依据所述图形类别确定模块确定的可视化图形的展现方式，以各种类型的专题图或点、线、面标绘图或动态推演图的形式，自动展现所述模型执行单元得到的空间信息分析结果；

所述标绘符号库为所述图形显示模块提供点、线、面标绘符号或动态推演符号。

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