CN113793411A - 基于线性参照的数据组织与动态表达方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了基于线性参照的数据组织与动态表达方法，包括以下步骤：建立双金字塔模型，在同一尺度下，利用动态分段技术将多组属性与现有线状要素的任意部分相关联，实现单一层级下非空间数据的空间化，在基础线性参照系统和关系数据库下建立事件驱动数据模型，具有行为和时态特征，将三维空间坐标系转换为一维坐标系，将三维数据进行符号化配准，捕捉用户当前所属的数据空间范围以及数据尺度，建立线性场景事件驱动模型；针对线性场景的数据特征，增加垂直方向结构化金字塔模型，将线性参照在多尺度下进行静态分段，建立统一的映射关系，构建基于事件驱动的线性参照模型，对整个应急处置进行复杂的仿真运算，实现动态演变。

Description

基于线性参照的数据组织与动态表达方法
技术领域
本发明涉及线性参照虚拟场景构建技术领域，具体为基于线性参照的数据组织与动态表达方法。
背景技术
近年来，随着铁路、河流、地铁、管线等管理信息系统技术的应用与发展，三维GIS得到了广泛关注和发展，成为相关部门信息化建设的重要方向。但是，大多数系统的数据组织与动态表达方法主要是针对二维平面的，一些特定的一维线性特征一直被忽视。现有的技术手段一般针对的是二维以及三维场景进行数据的组织与管理，对于管线、铁路、公路、河流等具有一维线性特征的场景没有更加具体的技术，依旧将二维或三维的技术方案应用在一维场景中。造成数据的大量冗余以及缺乏更为真实、可靠的表达方法；现有空间数据组织方法因未考虑一维线性场景的特征，造成数据间的一维相对位置关系无法精确的在三维场景中展现，从而不能满足相关部门的一维运营管理；另外，在一维线性场景中积累了大量的空间数据和业务数据，使得多源数据的统一组织与集成管理以及应急突发事件的仿真模拟成为亟待解决的问题。
基于此，本发明设计了基于线性参照的数据组织与动态表达方法，以解决上述提到的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供基于线性参照的数据组织与动态表达方法，首先针对线性场景的数据特征，将动态分段技术进行拓展，增加垂直方向结构化金字塔模型，其次，将线性参照在多尺度下进行静态分段，使得相互独立的弧段分别存储，构建静态分段金字塔模型，最后建立统一的映射关系，构建了基于事件驱动的线性参照模型，融合多源数据，对整个应急处置进行复杂的仿真运算，实现动态演变，有效的在过程中融合了不同的时间粒度，提高渲染流畅度，提升用户体验，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：基于线性参照的数据组织与动态表达方法，包括以下步骤：
S1，建立双金字塔模型，所述双金字塔模型为动态分段金字塔和静态分段金字塔组成的镶嵌金字塔；
S2，在同一尺度下，利用动态分段技术将多组属性与现有线状要素的任意部分相关联，实现单一层级下非空间数据的空间化；
S3，在基础线性参照系统和关系数据库下建立事件驱动数据模型，具有行为和时态特征，其行为通过外部组件实现，每一个行为都是由事件驱动而产生的，当一个事件被激发的时候，必然会导致某种行为的产生，而该行为又导致相关的组织产生变化；
S4，将三维空间坐标系转换为一维坐标系，进而构建线性参照系统，将一维线性参照系统进行静态分段处理，并将分段后的子线性参照系统分别存储到金字塔层级中；
S5，将三维数据进行符号化配准，与一维线性坐标系通过动态分段技术进行关联，并生成多级动态分段金字塔；
S6，捕捉用户当前所属的数据空间范围以及数据尺度，与静态金字塔中的线性参照进行相交匹配，若该线性参照符合的数据尺度和当前视野空间范围符合，则进行下一步，如果不符合条件，则遍历下一个子线性参照；
S7，若满足S6中的线性参照则进行动态分段金字塔的匹配关联，将三维数据进行符号化，动态分段中是以线路为核心，采用八叉树索引进行属性信息的关联；
S8，将一维线性参照场景进行快速构建，遍历线性参照系统中所有的子线性参照，依次判断子线性参照是否符合当前视野空间分辨率，若符合则直接渲染三维数据，不再继续向下搜索，若不符合当前视野的空间分辨率，则重复之前步骤，继续遍历下一层级的子线性参照集合，直至找到符合渲染；
S9，建立线性场景事件驱动模型，以事件驱动UML模型图为基础，结合多种基础性事件将组织完成的数据进行动态演变，用户可以通过输入两个参数(里程数和时间)直接进行应急事件的仿真运算，实现动态演变，同时还能支持应急事件的历史回溯。
优选的，所述动态分段金字塔的构建方法为：将动态分段技术进行纵向拓展，同时利用空间索引技术关联不同详细程度的属性信息，构建动态分段金字塔模型。
优选的，所述静态分段金字塔的构建方法为：将线性参照按照层级进行实际分段，构建静态分段金字塔模型；实现线性场景中渐进传输的多尺度数据组织。
优选的，所述动态分段金字塔模型与静态分段金字塔模型具备相同特征，保持层次数目相同、各级间的变化比率相同，从而形成线性参照的镶嵌金字塔模型。
优选的，所述S4存储的子线性参照系统包含子线性参照系统、分段所属的空间范围和数据尺度。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明面向一维线性场景特征，建立一维基础线性参照系统，从而实现空间数据、属性数据以及业务数据的一维线性存储与管理。基于线性参照系统的镶嵌金字塔数据组织方式可以融合多源数据，更有利于线性场景的快速构建以及动态表达。
2、本发明中，用事件驱动理论将一维线性参照系统在时间上进行拓展，建立线性场景事件驱动模型。此方法可以对应急事件进行全自动化仿真模拟，并且能够在多层级事件和版本管理支持下有效解决过程中的不同时间粒度融合的问题。
3、本发明中，基于线性参照的数据组织以及动态表达方法不仅实现了多源数据的高效组织与管理，同时满足了应急需求下线性场景中应急事件的动态表达，进而从根本上提高渲染流畅度，提高了用户体验。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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为本发明线性参照镶嵌金字塔模型图；
图2为本发明事件驱动模型概图；
图3为本发明基于线性参照的数据组织与动态表达方法技术架构图。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅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它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
请参阅图1-3，本发明提供基于线性参照的数据组织与动态表达方法技术方案：包括以下步骤：
S1，建立双金字塔模型，所述双金字塔模型为动态分段金字塔和静态分段金字塔组成的镶嵌金字塔；
S2，在同一尺度下，利用动态分段技术将多组属性与现有线状要素的任意部分相关联，实现单一层级下非空间数据的空间化；
S3，在基础线性参照系统和关系数据库下建立事件驱动数据模型，具有行为和时态特征，其行为通过外部组件实现，每一个行为都是由事件驱动而产生的，当一个事件被激发的时候，必然会导致某种行为的产生，而该行为又导致相关的组织产生变化；
S4，将三维空间坐标系转换为一维坐标系，进而构建线性参照系统，将一维线性参照系统进行静态分段处理，并将分段后的子线性参照系统分别存储到金字塔层级中；
S5，将三维数据进行符号化配准，与一维线性坐标系通过动态分段技术进行关联，并生成多级动态分段金字塔；
S6，捕捉用户当前所属的数据空间范围以及数据尺度，与静态金字塔中的线性参照进行相交匹配，若该线性参照符合的数据尺度和当前视野空间范围符合，则进行下一步，如果不符合条件，则遍历下一个子线性参照；
S7，若满足S6中的线性参照则进行动态分段金字塔的匹配关联，将三维数据进行符号化，动态分段中是以线路为核心，采用八叉树索引进行属性信息的关联；
S8，将一维线性参照场景进行快速构建，遍历线性参照系统中所有的子线性参照，依次判断子线性参照是否符合当前视野空间分辨率，若符合则直接渲染三维数据，不再继续向下搜索，若不符合当前视野的空间分辨率，则重复之前步骤，继续遍历下一层级的子线性参照集合，直至找到符合渲染；
S9，建立线性场景事件驱动模型，以事件驱动UML模型图为基础，结合多种基础性事件将组织完成的数据进行动态演变，用户可以通过输入两个参数(里程数和时间)直接进行应急事件的仿真运算，实现动态演变，同时还能支持应急事件的历史回溯。
其中，所述动态分段金字塔的构建方法为：将动态分段技术进行纵向拓展，同时利用空间索引技术关联不同详细程度的属性信息，构建动态分段金字塔模型；所述静态分段金字塔的构建方法为：将线性参照按照层级进行实际分段，构建静态分段金字塔模型，实现线性场景中渐进传输的多尺度数据组织。
其中，所述动态分段金字塔模型与静态分段金字塔模型具备相同特征，保持层次数目相同、各级间的变化比率相同，从而形成线性参照的镶嵌金字塔模型。
其中，所述S4存储的子线性参照系统包含子线性参照系统、分段所属的空间范围和数据尺度。
实施例2
将GIS技术融入到铁路应急平台，建设铁路三维可视化运维信息管理系统，实现铁路三维可视化，系统管理，利用铁路线路及铁路沿线地形高程数据，通过计算机来建立全方位的铁路景观三维模型，实现铁路景观的三维可视化，最大限度的展现铁路沿线真实景观，使用漫游等的操作，人们可以自由观察铁路线路景观，为决策者提供决策支持。
综合信息查询，方便铁路维护，地理信息系统是一个庞大的空间信息系统，可以进行对空间信息的管理和操作，通过地理信息系统与铁路三维建模的配合，利用铁路线路距离、铁路设施属性信息等的查询分析，方便铁路维护工作人员的铁路维护工作。
通过地形分析，建立铁路自然灾害预防、应急救援机制，随着数字地面模型、数字高程模型的出现和发展，地形分析摆脱了传统的基于二维平面地图方式的局限，可以直接从数字化的地形模型中提取地形特征信息，且更加方便，结果更加准确。通过地形分析手段，可以了解到线路沿线地形的特点等，为可能发生的地质灾害等建立预防机制。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (5)

1.基于线性参照的数据组织与动态表达方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1，建立双金字塔模型，所述双金字塔模型为动态分段金字塔和静态分段金字塔组成的镶嵌金字塔；
S2，在同一尺度下，利用动态分段技术将多组属性与现有线状要素的任意部分相关联，实现单一层级下非空间数据的空间化；
S3，在基础线性参照系统和关系数据库下建立事件驱动数据模型，具有行为和时态特征，其行为通过外部组件实现；
S4，将三维空间坐标系转换为一维坐标系，进而构建线性参照系统，将一维线性参照系统进行静态分段处理，并将分段后的子线性参照系统分别存储到金字塔层级中；
S5，将三维数据进行符号化配准，与一维线性坐标系通过动态分段技术进行关联，并生成多级动态分段金字塔；
S6，捕捉用户当前所属的数据空间范围以及数据尺度，与静态金字塔中的线性参照进行相交匹配，若该线性参照符合的数据尺度和当前视野空间范围符合，则进行下一步，如果不符合条件，则遍历下一个子线性参照；
S7，若满足S6中的线性参照则进行动态分段金字塔的匹配关联，将三维数据进行符号化，动态分段中是以线路为核心，采用八叉树索引进行属性信息的关联；
S8，将一维线性参照场景进行快速构建，遍历线性参照系统中所有的子线性参照，依次判断子线性参照是否符合当前视野空间分辨率，若符合则直接渲染三维数据，不再继续向下搜索，若不符合当前视野的空间分辨率，则重复之前步骤，继续遍历下一层级的子线性参照集合，直至找到符合渲染；
S9，建立线性场景事件驱动模型，以事件驱动UML模型图为基础，结合多种基础性事件将组织完成的数据进行动态演变。
2.根据权利要求1所述的基于线性参照的数据组织与动态表达方法，其特征在于：所述动态分段金字塔的构建方法为：将动态分段技术进行纵向拓展，同时利用空间索引技术关联不同详细程度的属性信息，构建动态分段金字塔模型。
3.根据权利要求1所述的基于线性参照的数据组织与动态表达方法，其特征在于：所述静态分段金字塔的构建方法为：将线性参照按照层级进行实际分段，构建静态分段金字塔模型。
4.根据权利要求1所述的基于线性参照的数据组织与动态表达方法，其特征在于：所述动态分段金字塔模型与静态分段金字塔模型具备相同特征，保持层次数目相同、各级间的变化比率相同，从而形成线性参照的镶嵌金字塔模型。
5.根据权利要求1所述的基于线性参照的数据组织与动态表达方法，其特征在于：所述S4存储的子线性参照系统包含子线性参照系统、分段所属的空间范围和数据尺度。
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