CN111475565A - 一种目标历史地理信息数据可视化回放系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种目标历史地理信息数据可视化回放系统及方法，该系统包括：感知端、数据端、WEB服务器端和浏览器端；感知端用于收集多维度感知数据发送至数据端；数据端用于接收和存储多维度感知数据；WEB服务器端执行由浏览器端发送的数据查询请求，完成与数据端的数据交互，以获取目标多维度感知数据；浏览器端用于接收用户的查询输入，以生成数据查询请求；浏览器端还用于对目标多维度感知数据进行可视化回放。本发明实施例通过对感知端获取的多维度感知数据进行存储，并根据不同的数据查询请求，实现多模式回放和可视化呈现，在保证了目标信息的完整性的同时，实现了目标历史地理信息数据回放展示的方便性、高效性和整体全局性。

Description

一种目标历史地理信息数据可视化回放系统及方法

技术领域

本发明实施例为计算机技术领域，尤其涉及一种目标历史地理信息数据可视化回放系统及方法。

背景技术

目前，在目标监测系统，特别是海上目标监测系统中，有多种设备用于监测目标的运动轨迹以及行为方式。较为典型的有船舶自动识别系统(Automatic IdentificationSystem，简称AIS)、陆地雷达、光电设备等。这些设备的原始数据通过数据清洗、数据融合、数据关联等常用的数据处理方法处理之后，按照时间先后顺序以目标为数据核心，于数据存储系统中进行存储。但随着时间的推移，数据存储系统中的数据不断累积会形成庞大的历史数据，当用户需要对目标的历史行为和历史轨迹进行回顾时，需要一个可以将目标的历史数据以可视化形式呈现的系统，以便于用户观察目标的历史行为趋势变化。针对设备的数据特性，对目标的历史数据进行回放通常需要考虑以下几个关键点：

1)在目标的历史数据中，通过数据分析与挖掘的手段可以将数据分为正常数据和异常数据两大类，其中异常数据又分为异常目标数据和告警事件数据，在进行历史数据回放时需要分别进行考虑。

2)一个目标的历史数据由多种设备的感知数据关联融合而成，在回放时需要考虑如何呈现目标的多维度数据以保证回放时目标信息的完整性。

3)目标在历史时间段内拥有静止和运动两种状态，特别是对运动的目标进行数据回放时，需要动态的呈现目标的运动轨迹并在一个回放周期间隔(最快100ms，最慢1s)内完成轨迹渲染和可视化呈现，以实现高效的目标历史数据可视化回放。

现有技术在对目标的历史数据进行回放时，往往不能兼顾上述关键点，导致目标历史数据回放系统在支持目标多模式回放、多维度信息展示、目标航迹快速动态呈现、模式间无缝切换、告警事件情景模拟等方面存在或多或少的缺陷。

发明内容

本发明实施例提供一种目标历史地理信息数据可视化回放系统及方法，用以克服由于目前通用的目标的历史数据进行回放时，回放模式以及信息展示方式的维度过于单一等缺陷。

第一方面，本发明实施例提供一种目标历史地理信息数据可视化回放系统，主要包括感知端、数据端、WEB服务器端和浏览器端，其中：

感知端用于收集由目标监测装置获取的多维度感知数据，发送至数据端；数据端用于接收和存储多维度感知数据，WEB服务器端用于接收并执行由浏览器端发送的数据查询请求，完成与数据端的数据交互，以获取目标多维度感知数据；浏览器端用于接收用户的查询输入，以生成数据查询请求；浏览器端还用于对WEB服务器端返回的目标多维度感知数据进行可视化回放。

作为可选地，所述数据端主要包括：感知数据预处理单元、数据存储单元以及数据生成单元。感知数据预处理单元用于接收多维度感知数据，并对多维度感知数据预处理后，存储至数据存储单元；数据生成单元用于完成目标数据生成服务以及目标数据属性更改服务，并将服务结果存储至数据存储单元；数据存储单元还用于与WEB服务器端进行数据交互，以提供目标多维度感知数据。

作为可选地，WEB服务端主要包括：目标多维度感知数据查询单元、目标数据处理单元和请求路由单元。请求路由单元用于接收由浏览器端发送的数据查询请求，并根据数据查询请求选择对应的路由；目标多维度感知数据查询单元用于根据对应的路由，完成与数据端的数据交互，以获取目标多维度感知数据；目标数据处理单元用于对目标多维度感知数据进行静态目标数据生成、事件情景模拟数据映射或按区域过滤目标数据后，经请求路由单元返回至浏览器端。

作为可选地，浏览器端包括多模式回放选择模块、多维度信息可视化模块、GIS地图模块和目标航迹动态展示模块。多模式回放选择模块用于根据用户的查询输入，切换回放模式，并根据不同的回放模式生成数据查询请求；回放模式包括全景回放模式、区域回放模式、目标回放模式和事件回放模式；多维度信息可视化模块用于对WEB服务器端返回的目标多维度感知数据进行可视化回放；GIS地图模块用于展示目标地理信息数据的空间位置特性和历史轨迹动态变化的GIS地图；目标航迹动态展示模块用于在GIS地图中实现目标航迹的展示和更新。

作为可选地，浏览器端还包括事件情景模拟模块；事件情景模拟模块用于在回放模式被切换至事件回放模式，且事件回放模式为告警事件回放模式时，将目标多维度感知数据转换为动态的动画数据并进行展示。

作为可选地，目标监测装置主要包括：AIS装置、陆地雷达装置和光电装置。

第二方面，本发明实施例提供一种目标历史地理信息数据可视化回放方法，主要包括：

感知端收集由目标监测装置获取的多维度感知数据，发送至数据端；数据端接收和存储多维度感知数据；多维度感知数据包含目标多维度感知数据；浏览器端接收用户的查询输入，以生成数据查询请求，并将数据查询请求发送至WEB服务器端；WEB服务器端根据数据查询请求与数据端进行数据交互，获取目标多维度感知数据，并将目标多维度感知数据返回至浏览器端；浏览器端对目标多维度感知数据进行可视化回放。

作为可选地，上述浏览器端对目标多维度感知数据进行可视化回放，具体包括：

接收用户查询输入，根据默认的回放速度设置回放定时器；向WEB服务器端发送数据查询请求，获取当前回放时刻的目标多维度感知数据；在GIS地图中更新目标航迹和目标位置，并更新浏览器端的可视化界面中的目标多维度感知数据；将回放进度往前推进一次，并判断回放速度是否更改；若回放速度已更改，则清除回放定时器，并设置新的回放定时器，并迭代执行向WEB服务器端发送数据查询请求，直至接收到暂停回放指令或判断回放完成。

作为可选地，浏览器端对目标多维度感知数据进行可视化回放，包括按照全景回放模式、区域回放模式、目标回放模式或事件回放模式进行可视化回放。

作为可选地，浏览器端对目标多维度感知数据进行可视化回放，还可以包括：

根据用户的查询输入确定的回放模型；根据回放模型，确定回放查询条件：

若可视化回放的模式为全景回放模式，则回放查询条件包括回放的起止时间；若可视化回放的模式为区域回放模式，则回放查询条件包括回放的区域和回放的起止时间；若可视化回放的模式为目标回放模式，则回放查询条件包括回放的起止时间和回放目标；若可视化回放的模式为事件回放模式，则回放查询条件包括回放的起止时间和在起止时间段内发生的告警事件；

根据回放查询条件，向WEB服务器端发送数据查询请求，获取当前回放时刻的目标多维度感知数据，并对目标多维度感知数据进行可视化回放；若可视化回放的模式为区域回放模式，WEB服务端还按区域对目标多维度感知数据进行过滤；若可视化回放的模式为事件回放模式，WEB服务端还对目标多维度感知数据进行事件情景模拟数据映射。

作为可选地，WEB服务端还对目标多维度感知数据进行事件情景模拟数据映射，具体包括：

按照事件回放模式下，目标的事件数据的格式不同，分别制定事件情景模拟数据映射的映射规则，映射规则包括事件主体编号的映射规则、事件发生时间和结束时间的映射规则、目标静态信息的映射规则以及目标动态信息的映射规则；根据映射规则对目标多维度感知数据进行映射，获取动画数据集。

第三方面，本发明实施例提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其中，处理器执行所述程序时实现如第二方面任一所述的目标历史地理信息数据可视化回放方法的步骤。

第四方面，本发明实施例提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如第二方面任一所述的目标历史地理信息数据可视化回放方法的步骤。

本发明实施例提供的目标历史地理信息数据可视化回放系统及方法，通过对感知端获取的多维度感知数据进行存储，并根据不同的数据查询请求，实现多模式回放和可视化呈现，在保证了目标信息的完整性的同时，实现了目标历史地理信息数据进行回放展示的方便性、高效性和整体全局性。

附图说明

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一简单地介绍，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。

图1为本发明实施例提供的一种目标历史地理信息数据可视化回放系统的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种WEB服务器的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种浏览器端不同回放模式与各模式内多维度信息对应的关系示意图；

图4为本发明实施例提供的一种目标历史地理信息数据可视化回放方法的流程示意图；

图5为本发明实施例提供的一种目标多维感知数据回放控制流程示意图；

图6为本发明实施例提供的一种目标多维感知数据回放总体操作流程示意图；

图7为本发明实施例提供的一种不同回放模式之间的切换关系示意图；

图8为本发明实施例提供的一种电子设备的实体结构图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明实施例保护的范围。

历史数据的可视化回放，可广泛应用于航空航天、智慧城市、网络安全、企业管理、工业监控等领域。传统的数据可视化主要是利用图形、图像处理、计算机视觉以及用户界面，通过表达、建模以及对立体、表面、属性以及动画的显示，对数据加以可视化解释，通过直观地传达目标历史数据关键的方面与特征。具体地，是将数据库中每一个历史数据项作为单个图元元素表示，大量的数据集构成数据图像，同时将数据的各个属性值以多维数据的形式表示，可以实现从不同的维度观察数据，从而实现对于相当稀疏而又复杂的历史数据集的深入研究。

如图1所示，本发明实施例提供一种目标历史地理信息数据可视化回放系统，主要包括感知端、数据端、WEB服务器端和浏览器端。其中，感知端主要用于收集由目标监测装置获取的多维度感知数据，发送至数据端；数据端则主要用于接收和存储感知端所收集的多维度感知数据；WEB服务器端主要用于接收并执行由浏览器端发送的数据查询请求，并用于完成与数据端的数据交互，以获取目标多维度感知数据；浏览器端主要用于接收用户的查询输入，以生成该数据查询请求；浏览器端还用于对WEB服务器端返回的目标多维度感知数据进行可视化回放。

在本发明实施例提供的目标历史地理信息数据可视化回放系统中，目标历史地理信息数据主要包含以下几个基本的概念：

1)数据的空间：包括有不同的目标监测装置获取的多维度感知数据，每个维度的感知数据又包括多个数据元素，即本发明实施例中的多维度感知数据具体可以理解为一个数据空间，该数据空间是由n维属性和m个元素组成的数据集所构成的多维信息空间。

2)数据的提取、开发和分析：在本发明实施例中，可以根据用户的不同查询需求，生成对应的数据查询请求。根据不同的数据查询请求，通过在数据端以及WEB服务器端利用一定的算法和工具对数据端所存储的多维度感知数据进行定量的推演和计算等预处理，以提取、筛选出待分析目标的目标多维度感知数据。

3)数据的可视化：在浏览器端，可以对目标多维度感知数据进行多角度多侧面的分析，利用静态图形、动态图像等多种形式，对目标多维度感知数据进行可视化回放。

具体地，在本发明实施例中，感知端和数据端是历史回放系统的回放数据来源，包含原始感知数据和经过数据预处理之后存储的数据。其中，感知端可以理解为回放系统的原始数据来源，是目标历史数据的生产者，而数据端则主要是为历史回放系统提供数据服务的结构。WEB服务端主要是为回放系统提供回放数据查询、回放数据处理和实现对浏览器端所发送的请求的监听和响应服务；浏览器端可以理解为回放系统的操作界面，用于接收用户输入和结果可视化展示输出。

本发明实施例提供的目标历史地理信息数据可视化回放系统，通过对感知端获取的多维度感知数据进行存储，并根据不同的数据查询请求，实现多模式回放和可视化呈现，在保证了目标信息的完整性的同时，实现了目标历史地理信息数据回放展示的方便性、高效性和整体全局性。

基于上述实施例的内容，作为一种可选实施例，数据端主要包括：感知数据预处理单元、数据存储单元以及数据生成单元。其中，感知数据预处理单元用于接收多维度感知数据，并对多维度感知数据预处理后，存储至数据存储单元；数据生成单元用于完成目标数据生成服务以及目标数据属性更改服务，并将服务结果存储至数据存储单元；数据存储单元还用于与WEB服务器端进行数据交互，以提供目标多维度感知数据。

具体地，如图1所示，数据端中的感知数据预处理单元主要用于实现与感知端的数据交互，实现将感知端所收集的多维度感知数据的收集，并将其存储至数据存储单元。其中，数据存储单元也可以划分为结构化数据存储子单元和非结构化数据存储子单元，以方便对于存储数据的调取。

进一步地，本发明实施例中提供的数据端中还包括数据生成单元，该数据生成单元主要用于提供目标数据生成服务以及目标数据属性更改服务，可以预先将数据生成单元的数据存储于数据存储系统的结构化数据存储子单元中，以方便与WEB服务器端进行数据交互，进一步提高对不同的数据查询请求的响应速度。

本发明实施例提供的目标历史地理信息数据可视化回放系统，通过设置数据端，并在数据端中预存储了数据生成单元，以实现对多维度感知数据的收集和整理，同时利用感知数据预处理单元对感知数据进行异常值筛选、关联数据整合等预处理，有效的提高了系统的响应速度。

基于上述实施例的内容，作为一种可选实施例，WEB服务端主要包括：目标多维度感知数据查询单元、目标数据处理单元和请求路由单元。其中，请求路由单元用于接收由浏览器端发送的数据查询请求，并根据数据查询请求选择对应的路由；目标多维度感知数据查询单元用于根据对应的路由，完成与数据端的数据交互，以获取目标多维度感知数据；目标数据处理单元用于对目标多维度感知数据进行静态目标数据生成、事件情景模拟数据映射或按区域过滤目标数据后，经请求路由单元返回至所述浏览器端。

具体地，如图1和图2所示，本发明实施例提供的WEB服务端单元可用于执行多维度数据查询、数据处理、请求路由等功能。

其中，多维度数据查询是指查询指定回放时间段内指定回放目标的多维度数据，并通过异步事件的方式完成对目标多维度信息的查询和整合。

数据处理是指针对浏览器端特定的数据格式进行数据预处理，包含静态目标数据集生成、事件情景模拟映射、按区域过滤目标数据等。

例如，静态目标数据集生成主要是为目标航迹更新提供回放时间段内的静态目标数据集，便于在回放时将该静态目标数据集提供给浏览器端，以实现在目标航迹更新前的静态目标过滤。事件情景模拟数据映射主要是为浏览器端事件情景模式提供事件数据集到GIS动画数据集的映射处理。需要指出的是，由于目标动态信息的映射需要结合GIS地图API进行，所以服务端处理的映射主要是目标静态信息的映射。

按区域过滤目标数据则主要是为浏览器端区域回放模式提供数据过滤服务，将回放时间段内的数据按照指定区域条件进行过滤，使用过滤之后的数据作为区域回放的目标数据。

进一步地，本是发明实施例中的请求路由可以基于Express框架实现，通过中间件函数和不同路由的方式对浏览器端不同的请求进行监听和响应。

在本发明实施例提供的目标历史地理信息数据可视化回放系统中，通过设置WEB服务器端，一方面通过请求路由实现对浏览器端不同的请求的监听和响应，以驱动目标数据处理单元根据不同的数据查询请求，利用目标多维度感知数据查询单元从数据端调取响应的多维感知数据，并对提取的感知数据进行不同的处理，整合成目标感知数据上传至浏览器端，以满足数据的可视化要求，在保证了目标信息的完整性的同时，实现了目标历史地理信息数据回放展示的方便性、高效性和整体全局性。

基于上述实施例的内容，作为一种可选实施例，如图1所示，浏览器端主要包括多模式回放选择模块、多维度信息可视化模块、GIS地图模块和目标航迹动态展示模块。其中，多模式回放选择模块主要用于根据用户的查询输入，切换回放模式，并根据不同的回放模式生成数据查询请求；回放模式包括全景回放模式、区域回放模式、目标回放模式和事件回放模式；多维度信息可视化模块用于对WEB服务器端返回的目标多维度感知数据进行可视化回放；GIS地图模块用于展示目标地理信息数据的空间位置特性和历史轨迹动态变化的GIS地图；目标航迹动态展示模块用于在GIS地图中实现目标航迹的展示和更新。

具体的，在本发明实施例提供的目标历史地理信息数据可视化回放系统，能够有效的实现多模式、多维度信息的回放及可视化。

其中，多模式回放是整个回放系统的主体功能，主要包括全景回放、区域回放、目标回放、事件回放等多个模式；

其中，多维度信息可视化模块是对回放目标的多维度数据进行展示，包含AIS数据、雷达数据、异常目标、告警事件、目标航迹、光电视频/图片等多个维度。

其中，全景回放是针对回放时间段内全体目标、全体区域、全体事件的回放模式，用于帮助用户回顾监控区域的整体态势情况。

区域回放与全景回放类似，区别点在于区域回放是对监控区域内的指定区域的多维度历史数据进行回放，这里的指定区域包括用户预定义好的重点监控区域和用户临时需要回放的自定义区域，区域数量可以为一个或者多个。

目标回放是针对回放时间段内存在的单个或者多个目标进行历史数据回放，通过目标在回放时间段内的多手段监测数据变化情况反映目标历史的运动状态和历史行为趋势。

事件回放是针对历史事件的数据进行回放，侧重点在于事件发生节点前后一小段时间内或者事件持续事件内与事件相关的目标的运动状态及相关监测数据的变化情况，并且结合事件情景模拟以动画的方式模拟事件全程。

在本发明实施例中，不对多维度信息可视化模块如何实现数据的展示作具体的限定，可以是如图3所示，在全景回放模式和区域回放模式下，主要是对AIS数据、雷达数据、异常目标、告警事件、目标航迹、光电视频/图片等多维感知数据进行展示；在目标回放模式下，则主要是除异常目标数据外的其它数据进行展示；在事件回放模式下，则主要是对AIS数据、雷达数据、目标航迹、光电视频/图片以及时间情景模拟等感知数据进行展示。

其中，目标航迹呈现模块是用于在回放过程中结合GIS地图模块实现目标航迹的呈现和更新；GIS地图模块主要用于呈现地理信息数据的空间位置特性和历史轨迹动态变化特性。

作为可选地，浏览器端还可以包括事件情景模拟模块，主要用于在所述回放模式被切换至事件回放模式，且事件回放模式为告警事件回放模式时，将目标多维度感知数据转换为动态的动画数据并进行展示。

事件情景模拟模块是在回放告警事件时通过数据映射的方式将静态的事件数据转换为动态的动画数据，实现告警事件的情景模拟，以帮助用户更直观地了解告警事件全程。

作为可选地，在本实施例中所述的目标监测装置可以包括：AIS装置、陆地雷达装置和光电装置等，对此本实施例不作具体的限定。

本发明实施例提供一种目标历史地理信息数据可视化回放方法，如图4所示，包括但不限于以下步骤：

S1：感知端收集由目标监测装置获取的多维度感知数据，发送至数据端；数据端接收和存储多维度感知数据；多维度感知数据包含目标多维度感知数据；

S2：浏览器端接收用户的查询输入，以生成数据查询请求，并将数据查询请求发送至WEB服务器端；

S3：WEB服务器端根据数据查询请求与数据端进行数据交互，获取目标多维度感知数据，并将目标多维度感知数据返回至所述浏览器端；

S4：浏览器端对目标多维度感知数据进行可视化回放。

需要说明的是，本发明实施例提供的目标历史地理信息数据可视化回放方法，在具体运行时，可用于执行上述任一实施例中所述的目标历史地理信息数据可视化回放系统，在此不作一一赘述。

本发明实施例提供的目标历史地理信息数据可视化回放方法，通过对感知端获取的多维度感知数据进行存储，并根据不同的数据查询请求，实现多模式回放和可视化呈现，在保证了目标信息的完整性的同时，实现了目标历史地理信息数据回放展示的方便性、高效性和整体全局性。

作为可选地，如图5所示，浏览器端对目标多维度感知数据进行可视化回放，其整个控制流程可以包括：接收用户查询输入，根据默认的回放速度设置回放定时器；向WEB服务器端发送数据查询请求，获取当前回放时刻的目标多维度感知数据；在GIS地图中更新目标航迹和目标位置，并更新浏览器端的可视化界面中的目标多维度感知数据；将回放进度往前推进一次，并判断回放速度是否更改；若回放速度已更改，则清除回放定时器，并设置新的回放定时器；迭代执行向WEB服务器端发送所述数据查询请求，直至接收到暂停回放指令或判断回放完成。

具体包括，步骤401：在用户于浏览器端的外设界面上点击回放，回放系统进入回放状态；

步骤402：回放系统根据预先设置的默认回放速度设置回放定时器；

步骤403：浏览器端向服务器端发送数据查询请求，获取到反馈的当前回放时刻的目标多维度感知数据；

步骤404：浏览器端根据返回的目标多维度感知数据，在GIS地图中更新目标航迹和最新位置；

步骤405：根据服务端返回的数据渲染浏览器端可视化界面中的多维度信息；

步骤406：进行回放进度的更新，即将回放进度往前推进一次；

步骤407：判断此时的回放速度是否被更改；

步骤408：若回放速度更新，则清除已有的回放定时器，并根据更新后的回放速度重新设置回放定时器；迭代执行步骤403-步骤407。

步骤409：若回放速度未更新，则判断浏览器端是否接收到用户发出的暂停回放的指令；

步骤410：若未接收到暂停回放的指令，则迭代执行步骤403-步骤409，直至回放完成，则执行步骤413和步骤414结束回放；若接收到暂停回放的指令，则于浏览器端暂停回放进度推进；

步骤411：暂停多维度数据和地图信息的更新和渲染；

步骤412：清除回放定时器；

步骤413：判断回放是否完成；

步骤414：回放结束。

其中，步骤405中所述的更新目标航迹和最新位置，可以利用地图图层的记忆功能来实现快速更新和渲染，具体包括：

假设所有目标上一时刻点迹数据集为E，初始化为一个空集Φ，随着回放的进行该数据集不断更新，但仅保留每个目标当前时刻的上一时刻点迹。假设第i个回放时刻获取的目标点迹数据更新集为F_i，第i个时刻目标点迹数据集为E_i，则E_i的生成公式为：

其中，a_name和b_name分别为更新前的点迹数据a和更新后的点迹数据b的识别码。此时，增量点矢量要素P_i的生成公式可以为：

其中，p为与F_i中点迹数据a所对应的点矢量要素，与F_i中元素对应的上一时刻点矢量要素P_i-1的生成公式为：

其中，p为F_i中与E_i-1中同名元素在E_i-1中点迹数据a对应的点矢量要素，此时的增量线矢量要素L_i的生成公式可以表示为：

其中，N为F_i中元素的个数，此时地图中的所有矢量要素W为：

其中，T为回放已经进行的总时间。

进一步地，作为一种可选实施例，浏览器端对目标多维度感知数据进行可视化回放，包括按照全景回放模式、区域回放模式、目标回放模式或事件回放模式进行可视化回放。

基于上述实施例的内容，作为一种可选实施例，浏览器端对目标多维度感知数据进行可视化回放，还可以包括：

根据用户的查询输入确定的回放模型；根据回放模型，确定回放查询条件：

若可视化回放的模式为全景回放模式，则回放查询条件包括回放的起止时间；若可视化回放的模式为区域回放模式，则回放查询条件包括回放的区域和回放的起止时间；若可视化回放的模式为目标回放模式，则回放查询条件包括回放的起止时间和回放目标；若可视化回放的模式为事件回放模式，则回放查询条件包括回放的起止时间和在起止时间段内发生的告警事件；

进一步地，根据回放查询条件，向WEB服务器端发送数据查询请求，获取当前回放时刻的目标多维度感知数据，并对目标多维度感知数据进行可视化回放；若可视化回放的模式为区域回放模式，WEB服务端还按区域对目标多维度感知数据进行过滤；若可视化回放的模式为事件回放模式，WEB服务端还对目标多维度感知数据进行事件情景模拟数据映射。

具体地，如图6所示，本发明实施例提供的对目标历史地理信息数据可视化回放的总体流程包括但不限于以下步骤：

步骤501：进入目标历史数据回放地理信息数据可视化回放系统。

步骤502：选择回放模式，可选全景回放模式、区域回放模式、目标回放模式、事件回放模式中的一种。

步骤503：选择对应模式下的回放查询条件，如：全景回放需要选择回放的起止时间，区域回放需要选择回放的起止时间和回放区域，目标回放需要选择回放的起止时间和回放目标，事件回放需要选择回放的起止时间和在该时间段内发生的告警事件。

步骤504：根据回放查询准备对应模式的回放数据，其中特别的是区域回放需要在服务端完成按区域的数据过滤，事件回放需要在服务端完成事件相关目标静态信息的映射。

步骤505：进入回放控制子流程，执行回放流程。

步骤506：判断是否退出当前回放模式

步骤507：判断是否退出回放系统。

步骤508：结束回放。

作为一种可选实施例，WEB服务端还对所述目标多维度感知数据进行事件情景模拟数据映射，具体可以包括：

按照事件回放模式下，目标的事件数据的格式不同，分别制定事件情景模拟数据映射的映射规则。

其中，映射规则包括事件主体编号的映射规则、事件发生时间和结束时间的映射规则、目标静态信息的映射规则以及目标动态信息的映射规则；

根据映射规则对所述目标多维度感知数据进行映射，获取动画数据集。

其中，事件回放的事件情景模拟数据映射的处理方法可以采用以下方法：

由于目标的事件数据主要包含事件主体编号、事件开始结束时间、事件持续时间内目标行为数据集。其中，目标行为数据集中每一个元素都包含目标的静态信息和动态信息，而静态信息主要包括：目标国籍、名称、类型、长度、宽度等；动态信息则包括时间、经纬度、航速、航向等。

因此，可以按照动画数据集(映射获取的数据集)和目标事件数据集(映射对象)的数据格式进行映射规则的制定：

(1)事件主体编号的映射规则：

事件主体编号用于标识目标，可与动画数据集中的实体ID进行映射，映射时只需把事件主体编号的值赋予实体ID属性即可。

(2)事件发生时间和结束时间的映射规则：

事件发生时间和结束时间代表事件的起止时间节点，可与动画的开始时间和结束时间进行映射。动画的持续时间与动画的开始结束时间、速度以及帧率有关，动画持续时间T的计算公式为：

其中V代表播放速度，指每帧动画播放的数据量，其被设置越大则回放速度越快；F为帧率，具体是指每秒动画包含的帧数量，受限于浏览器端的动画渲染速度，帧率的取值只能是60的因数，帧率最高为60，最小为1；E为结束时间；S为开始时间。

进一步地，由于两者数据格式差异较大以及动画的持续时间受速度和动画时长的影响，在映射时可以作如下处理：

1)动画的开始时间固定设置为0；

2)以事件发生时间和结束时间之间的持续时间(秒)作为动画的结束时间，通过动态的设置动画的速度和帧率来控制动画持续时间，确保动画持续时间内能够覆盖目标在事件持续时间内的点迹，即每秒动画持续时间能够完成目标一个节点到下一个节点的模拟。

(3)目标静态信息的映射规则：

目标的静态信息表现的是目标的静态特征，可与动画中的矢量形状进行映射。本发明实施例中，可以用SVG图片作为动画矢量形状，将目标的静态信息映射为SVG图片的不同配置，SVG中只包含一个三角形。其具体的映射规则如下：

1)目标的类型映射为SVG的填充颜色；

2)目标的长度映射为SVG的最大纵坐标；

3)目标的宽度映射为SVG的最大横坐标；

(4)目标动态信息的映射规则。

具体地，一方面，对于经纬度，可直接进行赋值映射，将事件节点数据的经纬度作为动画矢量节点的经纬度参数；

另一方面，对于时间属性的映射需按比例进行，按公式计算动画数据集中元素的TIME属性值：

其中E_t为目标行为数据集中当前元素时间与事件开始时间的差值，E_t为事件的持续时间，A_e为动画的结束时间，A_s为动画的开始时间。

图7为本发明实施例提供的一种不同回放模式之间的切换关系示意图，如图7所示，基于不同回放模式的特征，模式间的切换主要包括以下六种：全景回放到区域回放之间的模式切换、全景回放到目标回放之间的模式切换、全景回放到事件回放之间的模式切换、区域回放到目标回放之间的模式切换、区域回放到事件回放之间的模式切换、目标回放到事件回放之间的模式切换以及对应的切换返回之间的模式切换。

本发明实施例提供的目标历史地理信息数据可视化回放方法，支持目标多模式回放、多维度信息展示、目标航迹快速动态呈现、模式间无缝切换、告警事件情景模拟等，全方位对目标的历史数据进行高效回放和可视化呈现。

图8示例了一种电子设备的实体结构示意图，如图8所示，该电子设备可以包括：处理器(processor)310、通信接口(Communications Interface)320、存储器(memory)330和通信总线340，其中，处理器310，通信接口320，存储器330通过通信总线340完成相互间的通信。处理器310可以调用存储器430中的逻辑指令，以执行如下方法：感知端收集由目标监测装置获取的多维度感知数据，发送至数据端；数据端接收和存储多维度感知数据；多维度感知数据包含目标多维度感知数据；浏览器端接收用户的查询输入，以生成数据查询请求，并将数据查询请求发送至WEB服务器端；WEB服务器端根据数据查询请求与数据端进行数据交互，获取目标多维度感知数据，并将目标多维度感知数据返回至浏览器端；浏览器端对目标多维度感知数据进行可视化回放。

此外，上述的存储器330中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实施例的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

另一方面，本发明实施例还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以执行上述各实施例提供的可视化回放方法，例如包括：感知端收集由目标监测装置获取的多维度感知数据，发送至数据端；数据端接收和存储多维度感知数据；多维度感知数据包含目标多维度感知数据；浏览器端接收用户的查询输入，以生成数据查询请求，并将数据查询请求发送至WEB服务器端；WEB服务器端根据数据查询请求与数据端进行数据交互，获取目标多维度感知数据，并将目标多维度感知数据返回至浏览器端；浏览器端对目标多维度感知数据进行可视化回放。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (13)

1.一种目标历史地理信息数据可视化回放系统，其特征在于，包括：感知端、数据端、WEB服务器端和浏览器端；

所述感知端用于收集由目标监测装置获取的多维度感知数据，发送至所述数据端；

所述数据端用于接收和存储所述多维度感知数据；

所述WEB服务器端用于接收并执行由所述浏览器端发送的数据查询请求，完成与所述数据端的数据交互，以获取目标多维度感知数据；

所述浏览器端用于接收用户的查询输入，以生成所述数据查询请求；所述浏览器端还用于对所述WEB服务器端返回的所述目标多维度感知数据进行可视化回放。

2.根据权利要求1所述的目标历史地理信息数据可视化回放系统，其特征在于，所述数据端包括：感知数据预处理单元、数据存储单元以及数据生成单元；

所述感知数据预处理单元用于接收所述多维度感知数据，并对所述多维度感知数据预处理后，存储至所述数据存储单元；

所述数据生成单元用于完成目标数据生成服务以及目标数据属性更改服务，并将服务结果存储至所述数据存储单元；

所述数据存储单元还用于与所述WEB服务器端进行数据交互，以提供所述目标多维度感知数据。

3.根据权利要求1所述的目标历史地理信息数据可视化回放系统，其特征在于，所述WEB服务端包括：目标多维度感知数据查询单元、目标数据处理单元和请求路由单元；

所述请求路由单元用于接收由所述浏览器端发送的数据查询请求，并根据所述数据查询请求选择对应的路由；

所述目标多维度感知数据查询单元用于根据所述对应的路由，完成与所述数据端的数据交互，以获取目标多维度感知数据；

所述目标数据处理单元用于对所述目标多维度感知数据进行静态目标数据生成、事件情景模拟数据映射或按区域过滤目标数据后，经所述请求路由单元返回至所述浏览器端。

4.根据权利要求1所述的目标历史地理信息数据可视化回放系统，其特征在于，所述浏览器端包括多模式回放选择模块、多维度信息可视化模块、GIS地图模块和目标航迹动态展示模块；

所述多模式回放选择模块用于根据所述用户的查询输入，切换回放模式，并根据不同的回放模式生成所述数据查询请求；所述回放模式包括全景回放模式、区域回放模式、目标回放模式和事件回放模式；

所述多维度信息可视化模块用于对所述WEB服务器端返回的所述目标多维度感知数据进行可视化回放；

所述GIS地图模块用于展示目标地理信息数据的空间位置特性和历史轨迹动态变化的GIS地图；

所述目标航迹动态展示模块用于在所述GIS地图中实现目标航迹的展示和更新。

5.根据权利要求4所述的目标历史地理信息数据可视化回放系统，其特征在于，所述浏览器端还包括事件情景模拟模块；

所述事件情景模拟模块用于在所述回放模式被切换至事件回放模式，且所述事件回放模式为告警事件回放模式时，将所述目标多维度感知数据转换为动态的动画数据并进行展示。

6.根据权利要求5所述的目标历史地理信息数据可视化回放系统，其特征在于，所述目标监测装置包括：AIS装置、陆地雷达装置和光电装置。

7.一种目标历史地理信息数据可视化回放方法，其特征在于，包括：

感知端收集由目标监测装置获取的多维度感知数据，发送至数据端；所述数据端接收和存储所述多维度感知数据；所述多维度感知数据包含目标多维度感知数据；

浏览器端接收用户的查询输入，以生成数据查询请求，并将所述数据查询请求发送至WEB服务器端；

所述WEB服务器端根据所述数据查询请求与数据端进行数据交互，获取目标多维度感知数据，并将所述目标多维度感知数据返回至所述浏览器端；

所述浏览器端对所述目标多维度感知数据进行可视化回放。

8.根据权利要求7所述的目标历史地理信息数据可视化回放方法，其特征在于，所述浏览器端对所述目标多维度感知数据进行可视化回放，具体包括：

接收用户查询输入，根据默认的回放速度设置回放定时器；

向WEB服务器端发送数据查询请求，获取当前回放时刻的目标多维度感知数据；

在GIS地图中更新目标航迹和目标位置，并更新所述浏览器端的可视化界面中的目标多维度感知数据；

将回放进度往前推进一次，并判断所述回放速度是否更改；

若所述回放速度已更改，则清除所述回放定时器，并设置新的回放定时器；

迭代执行向WEB服务器端发送所述数据查询请求，直至接收到暂停回放指令或判断回放完成。

9.根据权利要求7所述的目标历史地理信息数据可视化回放方法，其特征在于，所述浏览器端对所述目标多维度感知数据进行可视化回放，包括按照全景回放模式、区域回放模式、目标回放模式或事件回放模式进行可视化回放。

10.根据权利要求9所述的目标历史地理信息数据可视化回放方法，其特征在于，所述浏览器端对所述目标多维度感知数据进行可视化回放，还可以包括：

根据用户的查询输入确定的回放模型；

根据所述回放模型，确定回放查询条件：若所述可视化回放的模式为全景回放模式，则所述回放查询条件包括回放的起止时间；若所述可视化回放的模式为区域回放模式，则所述回放查询条件包括回放的区域和回放的起止时间；若所述可视化回放的模式为目标回放模式，则所述回放查询条件包括回放的起止时间和回放目标；若所述可视化回放的模式为事件回放模式，则所述回放查询条件包括回放的起止时间和在起止时间段内发生的告警事件；

根据所述回放查询条件，向WEB服务器端发送数据查询请求，获取当前回放时刻的目标多维度感知数据，并对所述目标多维度感知数据进行可视化回放；若所述可视化回放的模式为区域回放模式，所述WEB服务端还按区域对所述目标多维度感知数据进行过滤；若所述可视化回放的模式为事件回放模式，所述WEB服务端还对所述目标多维度感知数据进行事件情景模拟数据映射。

11.根据权利要求10所述的目标历史地理信息数据可视化回放方法，其特征在于，所述WEB服务端还对所述目标多维度感知数据进行事件情景模拟数据映射，具体包括：

按照事件回放模式下，目标的事件数据的格式不同，分别制定事件情景模拟数据映射的映射规则，所述映射规则包括事件主体编号的映射规则、事件发生时间和结束时间的映射规则、目标静态信息的映射规则以及目标动态信息的映射规则；

根据所述映射规则对所述目标多维度感知数据进行映射，获取动画数据集。

12.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求7-11任一所述目标历史地理信息数据可视化回放方法的步骤。

13.一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现如权利要求7-11任一所述目标历史地理信息数据可视化回放方法的步骤。

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