CN104317842A - 基于地理信息技术智能数据提取生成专题图引擎 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于地理信息技术智能数据提取生成专题图引擎，包括数据接入模块、数据抽取模块、专题数据制作模块和图形展示模块，所述数据抽取模块从数据接入模块中提取制作专题图所需的相关数据，所述专题数据制作模块完成专题图的制作，所述图形展示模块将制作好的专题图通过可视化的方式展示出来。本发明采用分布式数据抽取引擎进行数据抽取，对数据源进行缓存预处理，针对海量数据可以使系统效率显著提升，采用多种分析方式相结合的办法针对数据进行多维度解析，对专题图进行叠加分析与展现，实现专题图展示多样化。

Description

基于地理信息技术智能数据提取生成专题图引擎

技术领域

本发明涉及大数据分析、提取、可视化展示领域，基于海量数据生成地理信息专题图领域。同样可以应用于广泛的互联网与地理信息相关公众业务数据分析、展示领域，实现快速生成地理信息的专题图。

背景技术

地理信息系统(GIS)是随着地理科学、计算机技术、遥感技术和信息科学的发展而发展起来的一项新兴技术，是一个能够对空间相关数据进行采集、管理、分析和可视化输出的计算机信息系统。随着计算机技术和互联网的普及，GIS应用已渗透到社会经济生产的各个领域，目前地理信息系统已成功在资源管理、环境保护、灾害预测、投资评价、城市规划建设、人口和商业管理、交通运输、石油和天然气、教育、军事等众多领域应用。

随着企业信息化的迅猛发展，越来越多的业务部门都需要操作海量数据，如电力企业的供电数据、抄表数据、变电监测数据、售电数据，水利部门、气象部门的监测数据，这些部门处理的数据量通常都非常大。它包括各种空间数据、报表统计数据、文字、声音、图像、超文本等各种环境和文化数据信息，从大规模的、没有关系的数据中获得我们所需要的信息，称之为海量数据分析处理。数据在分析处理后如何有效的展示观察又是我们面临的问题，以传统的统计报表展示具有空间位置的海量指标信息，非常的单调不直观，根本无法达到清晰明了目的。因此采用GIS专题图方式展示海量指标信息可以很好的解决此问题。

专题地图就是突出而完备地显示一种或几种自然和社会经济现象及有关概念的空间分布的定性、定量或发展变化规律的地图。专题地图作为对空间地理目标专题数据或属性数据最有效的可视化工具，不仅能将GIS中的专题信息进行渲染和直观的可视化分析，而且能对地理信息进行深加工，发掘隐含在数据中的内在规律及相互联系，为人们获取某种或某些特定的信息提供一个有效的技术手段。GIS专题图是指使用各种图形风格(例如标签、颜色、图表、动画或填充模式等)图形化地基于地理背景来展示信息指标的某方面特征的一类地图。生成专题图是指根据专题变量、参数对地图进行渲染的过程，而专题变量指是指在地图上显示的数据，专题参数是指专题图根据此参数渲染的类型和交互方式。

目前GIS专题图基本靠制图人员对数据源进行人工分析，通过本人的认知和经验在头脑中先建立抽象模型，再运用制图者的绘图技巧在图纸上试验，最后通过计算机辅助制图，再将制图结果持久化，并通过相关软件发布出去。在现有专题图的制作过程中，人工参与工作量大，并且制图结果修改繁琐，并需要重新发布。无法满足企业海量数据的专题图展示需求。

随着我国电力信息化的快速发展和计算机新技术在电力生产领域的广泛应用，GIS信息系统在生产管理和决策工作中发挥着越来越重要的作用。而地理信息系统技术的出现为电力生产工作迈向信息化、现代化提供了技术支持。

发明内容

本发明所要解决的技术问题就是提供一种动基于地理信息技术智能数据提取生成专题图引擎，满足电力企业海量数据的专题图展示需求。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：基于地理信息技术智能数据提取生成专题图引擎，包括数据接入模块、数据抽取模块、专题数据制作模块和图形展示模块，所述数据抽取模块从数据接入模块中提取制作专题图所需的相关数据，所述专题数据制作模块完成专题图的制作，所述图形展示模块将制作好的专题图通过可视化的方式展示出来。

优选的，所述数据接入模块中包含有实时数据、基础地理数据、资源空间数据、资源属性数据、电网拓扑数据和地图切片。

优选的，所述数据抽取模块采用分布式数据抽取方法进行数据抽取。

优选的，所述数据抽取模块中包含负载均衡模块，所述负载均衡模块采用异步负载均衡迭代算法。

优选的，所述专题数据制作模块中预存有统计专题图、单值专题图、等级颜色专题图、点密度专题图、标签专题图、等级符号专题图、等值专题图、覆盖范围专题图、时间序列专题图、合景三维等叠加专题图。

优选的，所述图形展示模块采用GIS专题图内存预处理技术，在首次前端请求时，在内存中创建图层模型、并采用分层技术，根据地图的特征，把地图分成若干图层分别创建，把定义的图层叠加在一起形成专题地图。

本发明采用上述技术方案，其有益效果表现在：

1、采用分布式数据抽取引擎进行数据抽取，对数据源进行缓存预处理，针对海量数据可以使系统效率显著提升；

2、采用地理商业智能技术对电力企业运营数据进行空间分析，提供可视化操作界面进行对关联性配置，实现专题图配置可视化，展示、互动可定制；

3、对属性数据采用趋势分析、维度分析、比重分析，针对空间数据采用密度分析、缓冲分析、拓扑分析。采用多种分析方式相结合的办法针对数据进行多维度解析，对专题图进行叠加分析与展现，实现专题图展示多样化；

4、在展示前端采用内存构建专题图缓存模型，将图层、标注、符号等信息实例化，实现专题图快速渲染。

具体实施方式

专题图制图流程分为四个阶段：数据准备与分析，地理底图的编制，专题数据制作，图形输出。下面分别阐述各技术方案。

一、分布式数据抽取引擎技术：

在数据准备阶段重点是如何从海量数据中提取关键数据，此阶段对空间数据的处理主要包括数据汇集、数据提取、数据综合、数据变换等，最终形成具有特定意义的地理专题图。针对海量数据的抽取方案采用分布式抽取技术，采用简单因子进行负载均衡就可以使系统效率显著提升，针对服务器计算能力不同但各通信参数一致的情况，采用异步负载均衡迭代算法。在此基础上，采用代理的分布式系统调度特性具有更高的负载均衡机制与效率提升。下图描述数据抽取代理结构图。

从企业数据库进行抽取数据先由专题图定制服务向专题图接口代理服务发送请求，专题图接口代理服务将任务下达给中心控制代理服务。然后将任务加入抽取代理队列服务，再由抽取控制代理根据任务数量创建抽取代理线程，并将工作任务分解到各抽取代理线程上，由抽取代理从企业数据库中抽取数据。根据专题图目的，抽取分析服务根据数据的现势性、完备性、精确性、可靠性和定位等方面进行全面分析。

1.专题图接口代理，于用专题图业务用户与系统间的信息交互，提供GUI，便于用户对系统进行操作。

2.中心控制代理，是模块的控制核心，它将用户的操作指令提交至相关二级调度代理；并在任务完成后，向下一个通信节点转发相关信息。

3.抽取控制代理，用于依据抽取代理的实时情况分配抽取任务。

4.抽取代理，为该系统功能模块的实际任务完成者之一。用于预处理内存中的数据信息，将其格式转化为专题图变量，然后抽取其中信息映射到专题图模型。

二、专题配置可视化技术：

专题数据制作阶段主要是完成专题图的专题样式、表现形式、渲染方式等工作。采用XML持久化专题图存储在服务器端，通过专题图请求加载配置信息，再由前端解析配置参数后展示。在此配置阶段，提供可视化的配置操作工具，可以快速定义专题图类型和绑定数据源。采用的XML是由W3C组织开发的开放标准文本式矢量图形描述语言，能够满足WEB开发对动态、可缩放和平台无关性。地理底图上各种地理要素的选取和表示程度，主要取决于专题地图的主题、用途、比例尺和制图区域的特点。定义的专题图配置文件有以下特点：

1.任意缩放：图形的显示尺寸可以无级缩放，同时不影响图形的质量；

2.较小的文件尺寸：文件的大小与图形的复杂程度有关，而与图形的具体尺寸无关，所以在图形复杂程度不大的情况下，矢量图像具有文件量小、可无级缩放的优点；

3.超强显示效果：图像的清晰度适合任何屏幕分辨率打印分辨率；

4.超强色彩控制：图像具有一个1600万色彩调色板，支持ICC标准、RGB、线性填充和遮罩。在专题图可视化配置阶段，是依据在数据分析阶段确定的数据处理方案、流程和方法进行，并在第一次配置处理操作时保存相关参数为模板，以方便后续制作同类专题图时使用；XML文本语言可以由各种面向对象语言解析，为展示层提供跨平台支持。

三、专题图多样化定置：

为了提供丰富的专题图展示能力，系统中提供统计专题图、单值专题图、等级颜色专题图、点密度专题图、标签专题图、等级符号专题图、等值专题图、覆盖范围专题图、时间序列专题图、合景三维等叠加专题图。用户可以根据业务需要以不同的专题图展示企业指标数据。

四、专题图快速渲染技术：

在展示层采用GIS专题图内存预处理技术，在首次前端请求时，在内存中创建图层模型、并采用了分层技术，根据地图的某些特征，把它们分成若干图层分别创建，把定义的图层叠加在一起就形成了某些特殊要求的专题地图。在进行数据叠加时，依据地理数据库中已经建立的地理对象的空间数据和属性数据之间的标识关联关系，将数据处理的结果叠加到地理底图数据上。专题图按提供的业务指标进行分析配置，将业务指标与专题图组件绑定，将专题分析维度参数与指标数据进行对接，专题分析引擎根据对应的数据源和专题图类型渲染专题图，数据源绑定后，业务数据动态更新专题图。

内存图层模型是组成专题图的基础元件，相当于物体组成中的分子，多个图层的叠加组成地图。图层具有数据的展示功能和查询功能。同时图层也是数据的组织者，将地理数据与业务数据组织成记录(Feature)，以供业务访问，图层以属性的方式挂接渲染样式对象，赋予地图形象的表现力。图层通过比例尺设置，渲染样式设置，可视设置，范围设置等来完成展现。Feature表达业务对象或数据的几何、外貌等可用于图形化的特征描述数据。是图层组成的基本要素，地图展现的数据基础，多个Feature构成图层的数据源，内存对象根据业务规则组织Feature的构成。

客户端制图是胖客户端渲染的常用手段，作为服务器端渲染的加速方案。是根据服务器提供的专题图数据，在客户端内存中建立对象模型按照预定的方式绘制。由客户端渲染器(Renderer)对象，相当于图层的绘制笔，根据图层中数据规格自动调用Symbol绘制。绘制后的地图，根据比例尺、显示范围，在客户端内存中生成图片，直接显示。这种方式绘制的专题图机制的效率较高，也比较稳定。

Claims (6)

1.基于地理信息技术智能数据提取生成专题图引擎，其特征在于：包括数据接入模块、数据抽取模块、专题数据制作模块和图形展示模块，所述数据抽取模块从数据接入模块中提取制作专题图所需的相关数据，所述专题数据制作模块完成专题图的制作，所述图形展示模块将制作好的专题图通过可视化的方式展示出来。

2.根据权利要求1所述的基于地理信息技术智能数据提取生成专题图引擎，其特征在于：所述数据接入模块中包含有实时数据、基础地理数据、资源空间数据、资源属性数据、电网拓扑数据和地图切片。

3.根据权利要求1所述的基于地理信息技术智能数据提取生成专题图引擎，其特征在于：所述数据抽取模块采用分布式数据抽取方法进行数据抽取。

4.根据权利要求3所述的基于地理信息技术智能数据提取生成专题图引擎，其特征在于：所述数据抽取模块中包含负载均衡模块，所述负载均衡模块采用异步负载均衡迭代算法。

5.根据权利要求1所述的基于地理信息技术智能数据提取生成专题图引擎，其特征在于：所述专题数据制作模块中预存有统计专题图、单值专题图、等级颜色专题图、点密度专题图、标签专题图、等级符号专题图、等值专题图、覆盖范围专题图、时间序列专题图、合景三维等叠加专题图。

6.根据权利要求1所述的基于地理信息技术智能数据提取生成专题图引擎，其特征在于：所述图形展示模块采用GIS专题图内存预处理技术，在首次前端请求时，在内存中创建图层模型、并采用分层技术，根据地图的特征，把地图分成若干图层分别创建，把定义的图层叠加在一起形成专题地图。