CN113138985A - 一种gps数据解析方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种GPS数据解析方法及系统，包括以下步骤：A，编码GPS位置数据；B，判断编码之后的GPS位置数据是否已经被解析，如果已被解析，则直接返回GPS解析信息；如果未被解析，则执行C；C,将未被解析的编码之后的GPS位置数据存入待解析库；D，调用接口解析待解析库中的GPS位置数据，判断调用接口是否成功，如果调用成功，则使待解析库中的GPS位置数据出库，并将待解析的GPS位置数据解析，继而返回GPS解析信息；如果调用接口不成功，则记录错误日志。本发明解析GPS位置数据的响应时间快。

Description

一种GPS数据解析方法及系统
技术领域
本发明属于地理空间大数据应用技术领域，具体涉及GPS数据解析方法及系统。
背景技术
GPS(Global Positioning System，全球定位系统)作为一种重要的地理空间定位系统在军事、商业、勘探、运输和通信等方面都具有广泛的应用。
在对GPS点相关数据进行基于地域的统计计算时，需要先识别GPS点所属区域(国家、省份、地市、区县)，将GPS坐标与其对应具有现实意义的物力地址进行解析。相关技术中采用的通常技术手段是调用具有测绘资质的地图服务供应商所提供的API接口来完成，但接口的调用是有次数限制的，另外，更为重要的是调用接口必须经过网络访问获得返回结果，每一次调用都有数据延迟，对于大批量GPS位置数据的解析任务会随着数据量的提升而线性增长，导致响应时间长的问题。
在相关技术中，公开号为CN106844534A的中国专利文献公开了名称为“一种面向NoSQL数据库的将地理空间数据一维化的GeoHash编码方法”的专利，在该专利中，仅公开了查询存储在NoSQL数据库中的空间数据的响应时间更短。
在相关技术中，公开号为CN108304193A的中国专利文献公开了名称为“一种GPS数据解析方法及系统”的专利，在该专利中，充分利用编程语言自带的函数，按照GPS数据的协议格式，将GPS转换成实际数据，减少了代码容量，提高了执行效率，该专利仅从代码本身的执行效率进行了相关改进。
发明内容
本发明的目的是提供一种GPS数据解析方法及系统，解决的技术问题：相关技术中GPS数据解析的方式响应时间长。
为了解决上述技术问题，本发明提供了下述技术方案：一种GPS数据解析方法，，包括以下步骤：
A，编码GPS位置数据；
B，判断编码之后的GPS位置数据是否已经被解析，如果已被解析，则直接返回GPS解析信息；如果未被解析，则执行C；
C,将未被解析的编码之后的GPS位置数据存入待解析库；
D，调用接口解析待解析库中的GPS位置数据，判断调用接口是否成功，如果调用成功，则使待解析库中的GPS位置数据出库，并将待解析的GPS位置数据解析，继而返回GPS解析信息；如果调用接口不成功，则记录错误日志。
优选地，
在所述步骤A中，通过Geohash和Uber H3编码GPS位置数据；
在所述步骤B中，解析GPS位置数据之前，先对GPS位置数据Geohash编码，进而通过索引在Hbase库中查找是否已经存在GPS解析信息，如果存在，则直接使用；
在所述步骤C中，所述待解析库为Redis库。
优选地，
定时检查GPS位置数据，并通过Geohash编码GPS位置数据，查找Hbase库中的GPS解析信息的Geohash编码是否和GPS位置数据的Geohash编码相同，如果不相同，则将编码之后的GPS位置数据存入Redis库。
优选地，
在所述步骤D中，查询剩余调用次数，根据调用次数建立GPS解析任务调度队列，解析所有待解析的GPS位置数据。
优选地，
设定多条并行的调度队列。
优选地，
在所述步骤D中，当待解析的GPS位置数据被成功解析之后，删除Redis库中对应Key值的数据以释放存储空间，存入GPS解析信息、Geohash编码、Uber H3编码至Hbase库中。
优选地，
在所述步骤B中，统计Hbase库中GPS解析信息查找命中率，当命中率大于90％，建立hive外表。
优选地，
Redis通过Geohash编码为Key值和GPS坐标为Value的形式存储待解析的GPS位置数据，且多个GPS坐标对应同一个Geohash编码时，最新数据覆盖旧的待解析的GPS位置数据。
本发明还提供了一种GPS数据解析系统，包括用于接收GPS数据的接收设备、存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现以下步骤:
A，编码GPS位置数据；
B，判断编码之后的GPS位置数据是否已经被解析，如果已被解析，则直接返回GPS解析信息；如果未被解析，则执行C；
C,将未被解析的编码之后的GPS位置数据存入待解析库；
D，调用接口解析待解析库中的GPS位置数据，判断调用接口是否成功，如果调用成功，则使待解析库中的GPS位置数据出库，并将待解析的GPS位置数据解析，继而返回GPS解析信息；如果调用接口不成功，则记录错误日志。
优选地，
在所述步骤A中，通过Geohash和Uber H3编码GPS位置数据；
在所述步骤B中，解析GPS位置数据之前，先对GPS位置数据Geohash编码，进而通过索引在Hbase库中查找是否已经存在GPS解析信息，如果存在，则直接使用；
在所述步骤C中，所述待解析库为Redis库。
通过采用上述技术方案，本发明可达到的有益技术效果陈述如下：本发明在解析GPS位置数据之前，会先对GPS位置数据进行Geohash编码，然后通过索引(二叉树)在Hbase库中查找是否已经存在GPS解析信息，如果存在，则直接使用即可，如果没有，则调用接口，减少了接口调用，从解析GPS位置数据的整体看，解析的响应时间变短，将GPS位置数据转换成具有现实意义的物理地址的效率更高；另外，本发明还设计了定时检查、解析模块，定时检查GPS位置数据，并对其进行Geohash编码，查找Hbase已经解析的GPS解析信息是否存在对应的Geohash编码，如果不存在则存入Redis数据库；定时查询当日剩余GPS调用次数，根据调度次数建立GPS解析任务调度队列，对所有待解析GPS位置数据进行解析，将解析后的GPS信息、Geohash编码和Uber H3编码存入Hbase库中，形成了相应的数据积累，为后续的GPS位置数据的解析提供对比数据源，提升GPS位置数据解析效率。
附图说明
图1为本发明的逻辑流程图；
图2为本发明的纬度二分法编码案例(Geohash)；
图3为Uber h3的六边形划分示意图；
图4为本发明的主要模块关系图；
图5为本发明的已经解析的GPS位置数据的存储表结构示意图；
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明进一步详细说明。
相关技术中通过调用具有测绘资质的地图服务提供上所提供的API接口完成将GPS位置数据转换成(解析为)具有现实意义的物理地址，但是上述服务接口是有调用次数限制的，更为重要的是调用接口必须经过网络访问获得返回结果，每调用一次都会存在数据延迟，当存在大批量的待解析GPS位置数据时，解析任务呈线性增长，调用次数随之增多，最终导致响应时间长。
如图1所示，本发明为了解决上述技术问题，采用了如下技术方案，即一种GPS数据解析方法，改方法包括以下步骤：
A，编码GPS位置数据；
B，判断编码之后的GPS位置数据是否已经被解析，如果已被解析，则直接返回GPS解析信息；如果未被解析，则执行C；
C，将未被解析的编码之后的GPS位置数据存入待解析库；
D，调用接口解析待解析库中的GPS位置数据，判断调用接口是否成功，如果调用成功，则使待解析库中的GPS位置数据出库，并将待解析的GPS位置数据解析，继而返回GPS解析信息；如果调用接口不成功，则记录错误日志。
如图2和图3所示，步骤A中编码GPS位置数据，即是定义函数GPS编码器，该GPS编码器以函数的形式提供一个接口，可以将二维GPS坐标转换成一个一维的字符串编码。具体实施中，可以通过Geohash和Uber H3实现对GPS位置数据进行编码，其中，Geohash编码为接近正方形的矩形划分，Uber H3编码为正六边形划分，编码的长度代表划分的次数，从而决定数据的精度，具体的编码位数根据实际的应用需求要求来决定。
如图2所示，Geohash是一种地址编码方法，其能够把二维的GPS位置数据编码成一个字符串，Geohash算法一共有三步，陈述如下：
首先将经纬度变成二进制；如图2所示，对经纬39.928167进行二分法编码，将纬度的取值范围划分为左右两个长度相等区间，当GPS位置数据对应的纬度着落在左区间标记为0，在右区间标记为1，每次划分确定一个二进制位，下次划分使用本次坐标纬度所对应的区间，同理，经度的二进制转换与纬度的转换规则是一样的，纬度的范围从(-90,90)，经度的范围为(-180，180)。
其次将经纬度转换后的二进制编码进行混合，经度占偶数位，纬度占奇数位。特别需要注意的是，0也是偶数位。
最后将上一步得到的合并后二进制转换为10进制数据，然后对应生成Base32编码。Base32编码由数字(0-9)+字母(去掉A,I,L,O)组成。5个二进制位取值范围为0-31分别对应Base32编码内容的32个字符，如二进制(00001)对应字符“1”，二进制(01101)对应字符“E”。
Geohash比直接用经纬度高效，且使用者可以发布地址编码，既能表明自己位于某个地点附近，又不至于暴露自己的精确坐标，有助于隐私保护。
利用开源的Geohash可以实现基于Java的geohash算法。首先引入pom：
<dependency>
<groupId>ch.hsr</groupId>
<artifactId>geohash</artifactId>
<version>1.3.0</version>
</dependency>
继而调用GeoHash类的静态方法实现：
double lat＝30.541093；
double lon＝114.360734；
int precision＝12；
GeoHash geoHash＝GeoHash.withCharacterPrecision(lat,lon,precision)；
String hashCode＝geoHash.toBase32()；
其中lat代表维度，lon代表经度，precision代表需要精确的geohash编码位数。
如图3所示，Uber H3是一种基于Dynamic Map的实现，通过逐级细分，可以实现大小相同的六边形划分，然后通过Facel JK坐标系进行编码。
利用开源uber h3-java实现基于Java的Uber H3编码函数，首先引入pom:
<dependency>
<groupId>ch.uber</groupId>
<artifactId>h3</artifactId>
<version>3.6.4</version>
</dependency>
然后通过H3Core的geoToH3方法实现对Uber H3编码：
double lat＝30.541093；
double lon＝114.360734；
int precision＝8；
h3＝H3Core.newInstance()；
uberh3＝h3.geoToH3(lat,lon,precision)；
其中lat代表维度，lon代表经度，precision代表需要精确的geohash编码位数。
如图1和图4所示，可选地，在步骤C中，待解析库为Redis库；在步骤B中，解析GPS位置数据之前，先对GPS位置数据Geohash编码，进而通过索引在Hbase库中查找是否已经存在GPS解析信息，如果存在，则直接使用。
可选地，定时(如1小时)检查GPS位置数据，并通过Geohash编码GPS位置数据，查找Hbase库中的GPS解析信息的Geohash编码是否和GPS位置数据的Geohash编码相同，如果不相同，则将编码之后的GPS位置数据存入Redis库。
可选地，在步骤D中，每天晚上开始(如21点)查询当日剩余GPS调用次数，根据调度次数建立GPS解析任务调度队列，对所有待解析的GPS位置数据进行解析。如图4所示，为了提升效率可以根据API接口的连接许可情况，设定多条并行的调度队列。
可选地，在步骤D中，当待解析的GPS位置数据被成功解析之后，删除Redis库中对应key值的数据以释放存储空间，存入GPS解析信息、Geohash编码、Uber编码至Hbase库中。
可选地，在步骤B中，统计Hbase库中GPS解析信息查找命中率，当命中率大于90％，建立hive外表。
如图5所示，所有已经解析的GPS位置数据皆存储在Hbase中，以Geohash编码作为Row Key来存储。
可选地，Redis通过Geohash编码为Key值和GPS坐标为Value的形式存储待解析的GPS位置数据，且多个GPS坐标对应同一个Geohash编码时，最新数据覆盖旧的待解析的GPS位置数据。
本发明还提供了一种GPS数据解析系统，包括用于接收GPS数据的接收设备、存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行程序时实现以下步骤:
A，编码GPS位置数据；
B，判断编码之后的GPS位置数据是否已经被解析，如果已被解析，则直接返回GPS解析信息；如果未被解析，则执行C；
C,将未被解析的编码之后的GPS位置数据存入待解析库；
D，调用接口解析待解析库中的GPS位置数据，判断调用接口是否成功，如果调用成功，则使待解析库中的GPS位置数据出库，并将待解析的GPS位置数据解析，继而返回GPS解析信息；如果调用接口不成功，则记录错误日志。
可选地，
在步骤A中，通过Geohash和Uber H3编码GPS位置数据；
在步骤B中，解析GPS位置数据之前，先对GPS位置数据Geohash编码，进而通过索引在Hbase库中查找是否已经存在GPS解析信息，如果存在，则直接使用；
在步骤C中，待解析库为Redis库。
通过采用上述技术方案，本发明的优点陈述如下：本发明在解析GPS位置数据之前，会线对GPS位置数据进行Geohash编码，然后通过索引(二叉树)在Hbase库中查找是否已经存在GPS解析信息，如果存在，则直接使用即可，如果没有，则调用接口，减少了接口调用，从解析GPS位置数据的整体看，解析的响应时间变短，将GPS位置数据转换成具有现实意义的物理地址的效率更高；另外，本发明还设计了定时检查、解析模块，定时检查GPS位置数据，并对其进行Geohash编码，查找Hbase已经解析的GPS解析信息是否存在对应的Geohash编码，如果不存在则存入Redis数据库；定时查询当日剩余GPS调用次数，根据调度次数建立GPS解析任务调度队列，对所有待解析GPS位置数据进行解析，将解析后的GPS信息、Geohash编码和Uber H3编码存入Hbase库中，形成了相应的数据积累，为后续的GPS位置数据的解析提供对比数据源，提升GPS位置数据解析效率。

Claims (10)

1.一种GPS数据解析方法，其特征在于，包括以下步骤：
A，编码GPS位置数据；
B，判断编码之后的GPS位置数据是否已经被解析，如果已被解析，则直接返回GPS解析信息；如果未被解析，则执行C；
C,将未被解析的编码之后的GPS位置数据存入待解析库；
D，调用接口解析待解析库中的GPS位置数据，判断调用接口是否成功，如果调用成功，则使待解析库中的GPS位置数据出库，并将待解析的GPS位置数据解析，继而返回GPS解析信息；如果调用接口不成功，则记录错误日志。
2.根据权利要求1所述的GPS数据解析方法，其特征在于，
在所述步骤A中，通过Geohash和Uber H3编码GPS位置数据；
在所述步骤B中，解析GPS位置数据之前，先对GPS位置数据Geohash编码，进而通过索引在Hbase库中查找是否已经存在GPS解析信息，如果存在，则直接使用；
在所述步骤C中，所述待解析库为Redis库。
3.根据权利要求2所述的GPS数据解析方法，其特征在于，
定时检查GPS位置数据，并通过Geohash编码GPS位置数据，查找Hbase库中的GPS解析信息的Geohash编码是否和GPS位置数据的Geohash编码相同，如果不相同，则将编码之后的GPS位置数据存入Redis库。
4.根据权利要求3所述的GPS数据解析方法，其特征在于，
在所述步骤D中，查询剩余调用次数，根据调用次数建立GPS解析任务调度队列，解析所有待解析的GPS位置数据。
5.根据权利要求4所述的GPS数据解析方法，其特征在于，
设定多条并行的调度队列。
6.根据权利要求4所述的GPS数据解析方法，其特征在于，
在所述步骤D中，当待解析的GPS位置数据被成功解析之后，删除Redis库中对应Key值的数据以释放存储空间，存入GPS解析信息、Geohash编码、Uber H3编码至Hbase库中。
7.根据权利要求2所述的GPS数据解析方法，其特征在于，
在所述步骤B中，统计Hbase库中GPS解析信息查找命中率，当命中率大于90％，建立hive外表。
8.根据权利要求2所述的GPS数据解析方法，其特征在于，
Redis通过Geohash编码为Key值和GPS坐标为Value的形式存储待解析的GPS位置数据，且多个GPS坐标对应同一个Geohash编码时，最新数据覆盖旧的待解析的GPS位置数据。
9.一种GPS数据解析系统，其特征在于，包括用于接收GPS数据的接收设备、存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现以下步骤:
A，编码GPS位置数据；
B，判断编码之后的GPS位置数据是否已经被解析，如果已被解析，则直接返回GPS解析信息；如果未被解析，则执行C；
C,将未被解析的编码之后的GPS位置数据存入待解析库；
D，调用接口解析待解析库中的GPS位置数据，判断调用接口是否成功，如果调用成功，则使待解析库中的GPS位置数据出库，并将待解析的GPS位置数据解析，继而返回GPS解析信息；如果调用接口不成功，则记录错误日志。
10.根据权利要求9所述的GPS数据解析系统，其特征在于，
在所述步骤A中，通过Geohash和Uber H3编码GPS位置数据；
在所述步骤B中，解析GPS位置数据之前，先对GPS位置数据Geohash编码，进而通过索引在Hbase库中查找是否已经存在GPS解析信息，如果存在，则直接使用；
在所述步骤C中，所述待解析库为Redis库。
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