CN105912640A - 环境监测gis信息传输方法 - Google Patents

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易飞
缪达瑞
钱志
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Abstract

为了提高环境监测应用相关的GIS信息的传输效率，本发明提供了一种供移动监测端进行环境监测的环境监测GIS信息传输方法，包括：(1)对GIS数据信息进行分块；(2)计算各所述块的属性值，并据此对所述各块进行编码；(3)基于该编码对数据进行压缩传输。本发明有针对性地考虑到环境监测GIS信息的随机性强、变化慢的特点，从而能够相比现有的其他GIS信息传输方法提高GIS信息编码效率，提高基于WebGIS的环境监测移动端用户的用户体验。

Description

环境监测GIS信息传输方法
技术领域
本发明涉及环境监测技术领域，更具体地，涉及一种环境监测GIS信息传输方法。
背景技术
要控制和减少突发性环境污染事件造成的危害，一个有效的方法是利用地理信息系统(Geographical Information System，GIS)进行监测、分析和评估，以采取有效的应急措施和整治方案，并在必要时提供预警。在GIS发展初期，其仅适用于C/S结构(客户机/服务器)架构，使用者或监控者需要在服务器等设备上安装专门的应用程序才能够实现与各个GIS信息提供方的通信接口。一旦变动到某个未经安装相应GIS应用程序的计算机或服务器上则无法使用GIS的相应监测、分析和评估功能，这给远程使用者或监控者带来了使用上的不便。
20世纪90年代，随着互联网技术的发展，互联网为地理信息系统提供了新的操作平台，互联网与地理信息系统结合，发展成为WebGIS。WebGIS的产生改变了人们对空间地理信息获取、共享、发布以及分析的手段和方式，人们可以直接通过Internet浏览和获取各种地理空间数据、图像、文件并进行地理空间分析，WebGIS这种通过网络向人们提供超媒体、交互式、分布式地理数据的方式，是传统GIS所不具备的。
尽管人们使用的网络接入带宽越来越大，但需要监测的信息种类以及数据量也越来越大。这对于环境监测领域的GIS开发者不断地提出着新的、越来越高的要求，即期望的是实现使用者使用智能手机、平板电脑等智能设备也能够快速地远程访问环境监测GIS信息。
发明内容
为了提高环境监测应用相关的GIS信息的传输效率，本发明提供了一种供移动监测端进行环境监测的环境监测GIS信息传输方法，包括：
(1)对GIS数据信息进行分块；
(2)计算各所述块的属性值，并据此对所述各块进行编码；
(3)基于该编码对数据进行压缩传输。
进一步地，所述步骤(1)包括：
(11)获得GIS地图的矢量数据；
(12)根据预设阈值判断所述GIS地图区域内的各环境监测点的数据是否异常，并根据超出预设阈值的程度对所述GIS地图的矢量数据分块；
(13)以灰度值标注所述各块，该灰度值以第一属性信息的形式结合到所述矢量数据中。
进一步地，所述步骤(2)包括：
(21)根据所述第一属性信息，对所述矢量数据按照与第一属性信息的灰度值对应的块进行排序，得到按照第一属性信息从大到小排列的多个块B1，B2，B3，…，Bn，并基于所述第一属性信息的灰度值的平均值计算各个块相对于第一属性信息的灰度值的方差值C1，C2，C3，…，Cn；
(22)计算块B1的矢量数据，作为第一矢量数据；
(23)对所述各个块，相对应地以其各自的方差值C1，C2，C3，…，Cn为半径，以其几何中心为中心做正六边形，并对于最终所述GIS地图区域内的各块对应的正六边形发生重叠的频率最高者，计算该块对应的GIS地图子区域的矢量数据，作为第二矢量数据；
(24)对于上述重叠后减掉重叠部分的面积得到的剩余面积最大的块对应的GIS地图子区域的矢量数据，作为第三矢量数据；
(25)计算第二矢量数据的几何中心和第三矢量数据的几何中心之间的欧式距离d；
(26)第一矢量数据除以所述欧式距离d得到的矢量数据作为标准矢量数据；
(27)计算所述各块B1，B2，B3，…，Bn的矢量数据相对于所述标准矢量数据的矢量差值D1，D2，D3，…，Dn，并为各块的所述方差值、所述矢量差值、第一属性值和附加信息建立链表；
(28)对所述矢量差值D1，D2，D3，…，Dn按照如下转换公式进行转换，得到与所述各块对应的矢量数据(Xi，Yi)相对应的编码信息：
X i = X i - 1 || C i - 1 D i || d ,
Y i = Y i - 1 || C i - 1 D i || d .
进一步地，所述步骤(3)包括：
(31)对所述编码信息进行压缩；
(32)将所述链表和经过压缩后的编码信息进行传输。
进一步地，所述对编码信息进行压缩包括采用如下压缩算法进行压缩：垂距限值法或DouglasPeucker法。
进一步地，所述对编码信息进行压缩包括利用小波变换法进行压缩。
进一步地，将所述链表进行传输包括根据所述链表创建与之对应的链表数组，并传输该链表数组。
本发明的有益效果是：本发明有针对性地考虑到环境监测GIS信息的随机性强、变化慢的特点，从而能够相比现有的其他GIS信息传输方法提高GIS信息编码效率，提高基于WebGIS的环境监测移动端用户的用户体验。根据本发明，经过试验验证，一旦由WebGIS服务器生成了各块的上述信息，则由于上述信息中的变化频率或变化速度仅为上述欧式距离d的变化频率或变化速度的3％-8％，因此对于后续环境监测GIS数据库的编码操作仅需要计算X、Y坐标与d的比值即可快速而相对准确地将包括环境监测数据、地图GIS信息、地理定位信息等在内的环境监测GIS信息传输给WebGIS的移动客户端，极大地减少了运算量。
附图说明
图1示出了根据本发明的环境监测GIS信息传输方法的流程图。
具体实施方式
如图1所示，本发明的环境监测GIS信息传输方法适用于移动监测端进行远程环境监测，包括如下步骤：
(1)对GIS数据信息进行分块；
(2)计算各所述块的属性值，并据此对所述各块进行编码；
(3)基于该编码对数据进行压缩传输。
根据本发明的优选实施例，所述步骤(1)包括：
(11)获得GIS地图的矢量数据；
(12)根据预设阈值判断所述GIS地图区域内的各环境监测点的数据是否异常，并根据超出预设阈值的程度对所述GIS地图的矢量数据分块；
(13)以灰度值标注所述各块，该灰度值以第一属性信息的形式结合到所述矢量数据中，即作为矢量数据的一种附属信息。
所述步骤(2)包括：
(21)根据所述第一属性信息，对所述矢量数据按照与第一属性信息的灰度值对应的块进行排序，得到按照第一属性信息从大到小排列的多个块B1，B2，B3，…，Bn，并基于所述第一属性信息的灰度值的平均值计算各个块相对于第一属性信息的灰度值的方差值C1，C2，C3，…，Cn；
(22)计算块B1的矢量数据，作为第一矢量数据；
(23)对所述各个块，相对应地以其各自的方差值C1，C2，C3，…，Cn为半径，以其几何中心为中心做正六边形，并对于最终所述GIS地图区域内的各块对应的正六边形发生重叠的频率最高者，计算该块对应的GIS地图子区域的矢量数据，作为第二矢量数据；
(24)对于上述重叠后减掉重叠部分的面积得到的剩余面积最大的块对应的GIS地图子区域的矢量数据，作为第三矢量数据；
(25)计算第二矢量数据的几何中心和第三矢量数据的几何中心之间的欧式距离d；
(26)第一矢量数据除以所述欧式距离d得到的矢量数据作为标准矢量数据；
(27)计算所述各块B1，B2，B3，…，Bn的矢量数据相对于所述标准矢量数据的矢量差值D1，D2，D3，…，Dn，并为各块的所述方差值、所述矢量差值、第一属性值和附加信息建立链表；
(28)对所述矢量差值D1，D2，D3，…，Dn按照如下转换公式进行转换，得到与所述各块对应的矢量数据(Xi，Yi)相对应的编码信息：
X i = X i - 1 || C i - 1 D i || d ,
Y i = Y i - 1 || C i - 1 D i || d .
所述步骤(3)包括：
(31)对所述编码信息进行压缩；
(32)将所述链表和经过压缩后的编码信息进行传输。
根据本发明的一些实施例，上述对编码信息进行压缩包括采用如下压缩算法进行压缩：垂距限值法或DouglasPeucker法。
根据本发明的另一些实施例，所述对编码信息进行压缩包括利用小波变换法进行压缩。
上述步骤(32)中，将所述链表进行传输包括根据所述链表创建与之对应的链表数组，并传输该链表数组。
以上对于本发明的较佳实施例所作的叙述是为阐明的目的，而无意限定本发明精确地为所揭露的形式，基于以上的教导或从本发明的实施例学习而作修改或变化是可能的，实施例是为解说本发明的原理以及让所属领域的技术人员以各种实施例利用本发明在实际应用上而选择及叙述，本发明的技术思想企图由权利要求及其均等来决定。

Claims (7)

1.一种供移动监测端进行环境监测的环境监测GIS信息传输方法，包括：
(1)对GIS数据信息进行分块；
(2)计算各所述块的属性值，并据此对所述各块进行编码；
(3)基于该编码对数据进行压缩传输。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)包括：
(11)获得GIS地图的矢量数据；
(12)根据预设阈值判断所述GIS地图区域内的各环境监测点的数据是否异常，并根据超出预设阈值的程度对所述GIS地图的矢量数据分块；
(13)以灰度值标注所述各块，该灰度值以第一属性信息的形式结合到所述矢量数据中。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)包括：
(21)根据所述第一属性信息，对所述矢量数据按照与第一属性信息的灰度值对应的块进行排序，得到按照第一属性信息从大到小排列的多个块B1，B2，B3，…，Bn，并基于所述第一属性信息的灰度值的平均值计算各个块相对于第一属性信息的灰度值的方差值C1，C2，C3，…，Cn；
(22)计算块B1的矢量数据，作为第一矢量数据；
(23)对所述各个块，相对应地以其各自的方差值C1，C2，C3，…，Cn为半径，以其几何中心为中心做正六边形，并对于最终所述GIS地图区域内的各块对应的正六边形发生重叠的频率最高者，计算该块对应的GIS地图子区域的矢量数据，作为第二矢量数据；
(24)对于上述重叠后减掉重叠部分的面积得到的剩余面积最大的块对应的GIS地图子区域的矢量数据，作为第三矢量数据；
(25)计算第二矢量数据的几何中心和第三矢量数据的几何中心之间的欧式距离d；
(26)第一矢量数据除以所述欧式距离d得到的矢量数据作为标准矢量数据；
(27)计算所述各块B1，B2，B3，…，Bn的矢量数据相对于所述标准矢量数据的矢量差值D1，D2，D3，…，Dn，并为各块的所述方差值、所述矢量差值、第一属性值和附加信息建立链表；
(28)对所述矢量差值D1，D2，D3，…，Dn按照如下转换公式进行转换，得到与所述各块对应的矢量数据(Xi，Yi)相对应的编码信息：
X i = X i - 1 | | C i - 1 D i | | d ,
Y i = Y i - 1 | | C i - 1 D i | | d .
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤(3)包括：
(31)对所述编码信息进行压缩；
(32)将所述链表和经过压缩后的编码信息进行传输。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述对编码信息进行压缩包括采用如下压缩算法进行压缩：垂距限值法或DouglasPeucker法。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述对编码信息进行压缩包括利用小波变换法进行压缩。
7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，将所述链表进行传输包括根据所述链表创建与之对应的链表数组，并传输该链表数组。
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