CN116340305A - 一种燃气管网拓扑中点表线表唯一性的修复方法与系统 - Google Patents
一种燃气管网拓扑中点表线表唯一性的修复方法与系统 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种燃气管网拓扑中点表线表唯一性的修复方法与系统，方法包含步骤1：获取点表数据与线表数据，并进行标准化处理；步骤2：对标准化处理后的点表数据与线表数据进行空值填充，并更新点表数据与线表数据；步骤3：对步骤2更新后的点表数据与线表数据进行ID去重，并更新点表数据与线表数据；步骤4：对步骤3更新后的点表数据与线表数据进行空间定位去重，并更新点表数据与线表数据；步骤5：获取并保存步骤4更新后的点表数据与线表数据，相较于人工修复，从整体和系统的角度出发，结果准确度高，效率高，标准化模块程度高，处理时间短，提高效率的同时减少了数据处理的时间成本和人工成本。
Description
技术领域
本发明涉及燃气管网数据治理领域，具体涉及一种燃气管网拓扑中点表线表唯一性的修复方法与系统。
背景技术
城市天然气管网地理信息系统(GIS)，包含天然气管网的拓扑数据，其代表着城市天然气管网系统数以百万计的用户和调压设施，如果这些数据存在偏差，天然气管网仿真结果就可能出现很大的偏差，燃气调度的数字化运营将会无法顺利进行，因此，保证GIS拓扑数据的准确性是天然气管网数字化运营的重要前提；
GIS数据，一般由终端节点信息表（简称点表）和管网管道表（简称线表）构成，前者代表拓扑中各种类型的节点数据，点表中包含节点的ID、位置名称、属性、类型、坐标、高度等信息；后者代表连接节点的管道数据，线表中包含管道的ID、位置名称、管长、管径、壁厚、起点ID、终点ID、坐标等属性信息，同时点表与线表结合时，还能反映出天然气管网中的燃气流向；
正常情况下，线表包含的所有节点与点表中的节点，其数量、ID、位置都必须完全一致，且具有唯一性，但最初的GIS数据是由人工记录，会不可避免的存在数据缺失或者数据不一致等情况，当线表上的点无法准确映射到点表中的点时，会影响到与之相连的多个节点和多条管道，然后会被倍数性的扩散，天然气管网仿真的边界条件赋值因此无法进行，反映在天然气管网数字化运营中就是一片管网出现异常，这是城市管理不能接受的情况，因此对这些数据进行修复是天然气管网仿真、数字化运营的基础准备任务；
早期，为解决修复拓扑数据属性错误、缺失和无法映射等问题，只能由专职工作人员人工去修复，这种方式下在准确率和效率方面，无法满足数据治理的时效化需求；随着计算机技术的不断发展，开始普遍使用ARCGIS系统(绘制地图和地理信息的基础架构)来辅助人工修复拓扑数据，但当数据量很大时，人工修复犯错率和漏查率会增大，同时对人员能力要求较高。
发明内容
本发明要解决的技术问题是早期，为解决修复拓扑数据属性错误、缺失和无法映射等问题，只能由专职工作人员人工去修复，这种方式下在准确率和效率方面，无法满足数据治理的时效化需求，本发明提供一种燃气管网拓扑中点表线表唯一性的修复方法，本发明还提供一种燃气管网拓扑中点表线表唯一性的修复系统，能够提高效率的同时减少了数据处理的时间成本和人工成本，为天然气管网仿真奠定了基础，从而加速了天然气管网数字化运营的推进，用以解决现有技术导致的缺陷。
为解决上述技术问题本发明提供以下的技术方案：
第一方面，一种燃气管网拓扑中点表线表唯一性的修复方法，其中，具体方法如下：
步骤1：获取点表数据与线表数据，并进行标准化处理；
步骤2：对标准化处理后的所述点表数据与所述线表数据进行空值填充，并更新所述点表数据与所述线表数据；
步骤3：对步骤2更新后的所述点表数据与所述线表数据进行ID去重，并更新所述点表数据与所述线表数据；
步骤4：对步骤3更新后的所述点表数据与所述线表数据进行空间定位去重，并更新所述点表数据与所述线表数据；
步骤5：获取并保存步骤4更新后的所述点表数据与所述线表数据。
上述的一种燃气管网拓扑中点表线表唯一性的修复方法，其中，步骤1中对所述点表数据与所述线表数据进行标准化处理的具体方法如下：
对所述点表数据与所述线表数据中不符合要求格式的ID与坐标赋为空值；
对所述点表数据与所述线表数据中包含字母、汉字、符号、乱码、不为大于0的自然数的ID赋为空值，且保留原ID；
对所述点表数据与所述线表数据中不符合要求格式的坐标赋为空值，且保留原坐标，所述坐标的标准格式为全部大于0的自然数，其整数位为大于0的任意位自然数、小数位为大于0的3位自然数，末位为0的时候，显示前两位数字。
上述的一种燃气管网拓扑中点表线表唯一性的修复方法，其中，步骤2中采用随机差值、插值、模拟、填充、回滚中任一种或几种的组合对所述点表数据与所述线表数据进行空值填充。
上述的一种燃气管网拓扑中点表线表唯一性的修复方法，其中，采用随机差值对所述点表数据与所述线表数据进行空值填充的具体方法如下：
步骤21：对所述点表数据与所述线表数据中具有空值的ID字段进行空值填充，若无空值则不进行填充，填充方法如下：
随机生成N个自然数，用所述N个数和剔除空值后所述ID字段的个数进行差集计算得到差值记为C1，用所述C1里的数对所述ID字段进行空值填充，已使用过的数不能再被使用，N为指定天然气管网中的节点数量；
步骤22：采用坐标值匹配对所述线表数据中具有空值的source字段、target字段进行空值填充，若无空值则不进行填充，填充方法如下：
若所述线表数据中所述source字段或所述target字段的空值对应的坐标在所述点表数据中的坐标中也存在，则将所述点表数据中对应ID值填充到所述线表数据中对应的位置，若匹配到多个ID值，则选择Assign_type字段为1且出现频次最高的ID值，若该ID值有多个，则选择Missing_status字段为0的ID值，若该ID值有多个，则选择Repair_status字段中取值最小的ID值，若该ID值有多个，则在Remark字段中填入复核标记DC；
步骤23：对所述点表数据中具有空值的坐标进行填充，填充方法如下：
若所述点表数据中ID字段的值在所述线表数据中source字段和target字段中出现，则将所述线表数据中对应的坐标填充到所述点表数据中具有空值的坐标中，若匹配到多个坐标，则选择Assign_type字段为1且出现频次最高的坐标，若该坐标有多个，则选择Missing_status字段为0的坐标，若该坐标有多个，则选择Repair_status字段中取值最小的坐标，若该坐标有多个，则在Remark字段中填入复核标记DC；
步骤24：对所述线表数据中具有空值的坐标进行填充，填充方法如下：
若所述线表数据中source字段和target字段在所述点表数据中ID字段中出现，则将所述点表数据中对应坐标填充到所述线表数据中具有空值的坐标中，若匹配到多个坐标，则选择Assign_type字段为1且出现频次最高的坐标，若该坐标有多个，则选择Missing_status字段为0的坐标，若该坐标有多个，则选择Repair_status字段中取值最小的坐标，若该坐标有多个，则在Remark字段中填入复核标记DC；
步骤25：检查空值填充后的所述点表数据和所述线表数据，对仍然为空值的ID值或坐标值的Delete_status字段赋值为1，得到更新后的所述点表数据与所述线表数据。
上述的一种燃气管网拓扑中点表线表唯一性的修复方法，其中，所述点表数据中的坐标包含xcoordinate字段、ycoordinate字段；
所述线表数据中的坐标包含x_source字段、y_source字段、x_target字段、y_target字段。
上述的一种燃气管网拓扑中点表线表唯一性的修复方法，其中，步骤3中对步骤2更新后的所述点表数据与所述线表数据进行ID去重的具体方法如下：
对所述点表数据与所述线表数据中的点表ID、线表ID、线表Source ID、线表Target ID任选1-4个进行自身去重后，再对所述点表ID、所述线表ID、所述线表Source ID、所述线表Target ID之间的去重；
或对所述点表ID、所述线表ID、所述线表Source ID、所述线表Target ID同步去重；
为减少修复次数，某种ID自身去重应不晚于不同种ID之间的去重。
上述的一种燃气管网拓扑中点表线表唯一性的修复方法，其中，所述点表ID自身去重的方法如下：
随机生成N个自然数，将N个自然数和剔除重复后的点表ID做差集记为CN，将CN中的数对所述点表数据中重复的ID进行替换，N为指定天然气管网中的节点数量；
所述线表ID自身去重的方法如下：
随机生成M个自然数，将M个自然数和剔除重复后的线表ID做差集记为PN，将PN中的数对所述线表数据中重复的ID进行替换，M为指定天然气管网中的管道数量；
所述线表Source ID自身去重的方法如下：
随机生成M个自然数，将M个自然数和剔除重复后的线表ID做差集记为 CPS，将CPS中的数对所述线表数据中重复的ID进行替换，M为指定天然气管网中的管道数量；
所述线表Target ID自身去重的方法如下：
随机生成M个自然数，将M个自然数和剔除重复后的线表ID做差集记为 CPT，将CPT中的数对所述线表数据中重复的ID进行替换，M为指定天然气管网中的管道数量;
所述点表ID、所述线表ID、所述线表Source ID、所述线表Target ID之间去重的方法如下：
随机生成N+3M个自然数，将N+3M个自然数和剔除重复后不同种类ID做差集记为CB，将CB中的数对所述点表数据或所述线表数据中重复的ID进行替换，N+3M为指定天然气管网中的最大可能标识ID数量；
所述点表ID、所述线表ID、所述线表Source ID、所述线表Target ID同步去重的方法如下：
随机生成N+3M个数(N+3M为指定天然气管网中的最大可能标识ID数量)，用这N+3M个自然数和剔除重复后的所有ID做差集CA，再用CA中的数对点表或线表中重复ID替换。
上述的一种燃气管网拓扑中点表线表唯一性的修复方法，其中，步骤4中对步骤3更新后的所述点表数据与所述线表数据进行坐标去重的具体方法如下：
遍历所述点表数据与所述线表数据获取坐标及与坐标相关的空间定位重复数据，所述空间定位重复数据包含点表空间定位重复数据与线表空间定位重复数据；
保留所述点表空间定位重复数据中Assign_type字段中的值为0且出现频次最高的节点，其余节点将Delete_status字段中的值置为1；若频次最高为多节点时，则保留Missing_status字段值为0的节点，其余节点将Delete_status字段中的值置为1；若有多个节点的Missing_status字段中的值为0，则保留Repair_status字段取值最小的节点，其余节点将Delete_status字段中的值置为1；若有多个节点的Repair_status字段取值并列最小，则保留点表属性数据最全的节点，该节点Delete_status字段中的值置为0，其余节点Delete_status字段中的值置为1；所有Delete_status字段中的值置为1的节点将不在管网仿真中展示；若出现多个点表属性数据一样数量的节点，则在Remark字段填入说明数据，复核后确认选择哪个节点在管网仿真中展示；对Assign_type字段中的值为1的节点，在Remark字段填入孤立点；
保留所述线表空间定位重复数据中Assign_type字段中的值为0且出现频次最高的管道，其余管道将Delete_status字段中的值置为1；若频次最高为多条管道时，则保留Missing_status字段值为0的管道，其余管道将Delete_status字段中的值置为1；若有多条管道的Missing_status字段中的值为0，则保留Repair_status字段取值最小的管道，其余管道将Delete_status字段中的值置为1；若有多个管道的Repair_status字段取值并列最小，则保留线表属性中属性数据最全的管道，该管道Delete_status字段中的值置为0，其余管道Delete_status字段中的值置为1；所有Delete_status字段中的值置为1的管道将不在管网仿真中展示；若出现多个所述线表属性数据一样数量的管道，则在Remark字段填入说明数据；所有Delete_status字段中的值置为1的管道将不在管网仿真中展示；Assign_type字段中的值为1的管道，在Remark字段填入孤立管道。
第二方面，一种燃气管网拓扑中点表线表唯一性的修复系统，其中，包含数据处理模块、空值填充模块、ID去重模块、空间定位去重模块、数据库；
所述数据处理模块用于获取点表数据与线表数据，并进行标准化处理；
所述空值填充模块用于获取标准化处理后的所述点表数据与所述线表数据并进行空值填充，并更新所述点表数据与所述线表数据；
所述ID去重模块用于对所述空值填充模块处理更新后的所述点表数据与所述线表数据进行ID去重，并更新所述点表数据与所述线表数据；
所述空间定位去重模块用于对所述ID去重模块处理更新后的所述点表数据与所述线表数据进行空间定位去重，并更新所述点表数据与所述线表数据；
所述数据库用于获取并保存所述空间定位去重模块处理更新后的所述点表数据与所述线表数据。
第三方面，一种芯片，其中，包含：处理器，用于从存储器中调用并运行计算机程序，使得安装有所述芯片的设备执行：如第一方面中任一项所述方法。
依据上述本发明一种燃气管网拓扑中点表线表唯一性的修复方法与系统提供的技术方案具有以下技术效果：
相较于人工修复，从整体和系统的角度出发，结果准确度高，效率高，标准化模块程度高，处理时间短，提高效率的同时减少了数据处理的时间成本和人工成本，为天然气管网仿真奠定了基础，从而加速了天然气管网数字化运营的推进。
附图说明
图1为一种燃气管网拓扑中点表线表唯一性的修复方法的流程图。
具体实施方式
为了使发明实现的技术手段、创造特征、达成目的和功效易于明白了解，下结合具体图示，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的一部分实施例，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做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。
同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
在本申请中，点表与线表都还包括以下5个特殊字段，用于后继修复使用：
Assign_type字段：代表点表和线表数据的重要程度评估，使用(0,1)反映不同特征，1代表重要，0代表不重要；
Delete_status字段：代表点表和线表数据是否在管网仿真中展示，使用(0,1)反映不同特征，0表示展示，1表示不展示；
Missing_status字段：代表点表和线表数据是否存在过缺失，使用(0,1)反映不同特征，0表示未缺失过，1表示曾有过缺失；
Repair_status字段：代表点表和线表数据被修复的状态，使用(0,r)反映不同特征，0代表未被修复过，即该数据一直都有被记录；使用r来代表其它可能情况，r为大于0的自然数，代表该数据过去曾被修复过的次数；
Remark字段，采用不限位数的字符串格式，用以注明特殊情况；
本申请中的唯一性，对于节点：要求节点ID、节点坐标两者同时都是唯一的；对于管道：要求管道ID、管道两端节点ID组合、管道两端坐标组合三者同时都是唯一的。
术语解释：
GIS：城市燃气管网地理信息系统；
点表：城市燃气管网地理信息系统GIS中的节点信息（node_id、xcoordinate、ycoordinate）；
线表：城市燃气管网地理信息系统GIS中的管道信息（pipe_id、pipe、source、target、x_source、y_source、x_target、y_target）；
node_id：节点标识；
pipe_id：管道标识；
source:管道起始节点标识；
target:管道终止节点标识；
xcoordinate：点表x坐标；
ycoordinate：点表y坐标；
x_source：线表起点x坐标；
y_source：线表起点y坐标；
x_target：线表终点x坐标；
y_target：线表终点y坐标；
N:指定天然气管网中的节点数量，短期内一般不变；
M:指定天然气管网中的管道数量，短期内一般不变；
2M: 指定天然气管网中的最大可能端点数量，一根管道一般包括两个端点，对固定流向，记为Source和Target，但可能会与节点重复；
N+3M：指定天然气管网中的最大可能标识ID数量。
如图1所示，第一方面，第一实施例，一种燃气管网拓扑中点表线表唯一性的修复方法，其中，具体方法如下：
步骤1：获取点表数据与线表数据，并进行标准化处理；
步骤2：对标准化处理后的点表数据与线表数据进行空值填充，并更新点表数据与线表数据；
步骤3：对步骤2更新后的点表数据与线表数据进行ID去重，并更新点表数据与线表数据；
步骤4：对步骤3更新后的点表数据与线表数据进行空间定位去重，并更新点表数据与线表数据，本申请中的空间定位，不仅包括节点坐标、管道端点坐标、也包括端点坐标的双向连同情况，即天然气管网中天然气的流向；
步骤5：获取并保存步骤4更新后的点表数据与线表数据。
上述的一种燃气管网拓扑中点表线表唯一性的修复方法，其中，步骤1中对点表数据与线表数据进行标准化处理的具体方法如下：
对点表数据与线表数据中不符合要求格式的ID与坐标赋为空值；
对点表数据与线表数据中包含字母、汉字、符号、乱码、不为大于0的自然数的ID赋为空值，且保留原ID；
对点表数据与线表数据中不符合要求格式的坐标赋为空值，且保留原坐标，坐标的标准格式为全部大于0的自然数，其整数位为大于0的任意位自然数、小数位为大于0的3位自然数，末位为0的时候，显示前两位数字。
上述的一种燃气管网拓扑中点表线表唯一性的修复方法，其中，步骤2中采用随机差值、插值、模拟、填充、回滚中任一种或几种的组合对点表数据与线表数据进行空值填充。
上述的一种燃气管网拓扑中点表线表唯一性的修复方法，其中，采用随机差值对点表数据与线表数据进行空值填充的具体方法如下：
步骤21：对点表数据与线表数据中具有空值的ID字段进行空值填充，若无空值则不进行填充，填充方法如下：
随机生成N个自然数，用N个数和剔除空值后ID字段的个数进行差集计算得到差值记为C1，用C1里的数对ID字段进行空值填充，已使用过的数不能再被使用，N为指定天然气管网中的节点数量；
步骤22：采用坐标值匹配对线表数据中具有空值的source字段、target字段进行空值填充，若无空值则不进行填充，填充方法如下：
若线表数据中source字段或target字段的空值对应的坐标在点表数据中的坐标中也存在，则将点表数据中对应ID值填充到线表数据中对应的位置，若匹配到多个ID值，则选择Assign_type字段为1且出现频次最高的ID值，若该ID值有多个，则选择Missing_status字段为0的ID值，若该ID值有多个，则选择Repair_status字段中取值最小的ID值，若该ID值有多个，则在Remark字段中填入复核标记DC；
步骤23：对点表数据中具有空值的坐标进行填充，填充方法如下：
若点表数据中ID字段的值在线表数据中source字段和target字段中出现，则将线表数据中对应的坐标填充到点表数据中具有空值的坐标中，若匹配到多个坐标，则选择Assign_type字段为1且出现频次最高的坐标，若该坐标有多个，则选择Missing_status字段为0的坐标，若该坐标有多个，则选择Repair_status字段中取值最小的坐标，若该坐标有多个，则在Remark字段中填入复核标记DC；
步骤24：对线表数据中具有空值的坐标进行填充，填充方法如下：
若线表数据中source字段和target字段在点表数据中ID字段中出现，则将点表数据中对应坐标填充到线表数据中具有空值的坐标中，若匹配到多个坐标，则选择Assign_type字段为1且出现频次最高的坐标，若该坐标有多个，则选择Missing_status字段为0的坐标，若该坐标有多个，则选择Repair_status字段中取值最小的坐标，若该坐标有多个，则在Remark字段中填入复核标记DC；
步骤25：检查空值填充后的点表数据和线表数据，对仍然为空值的ID值或坐标值的Delete_status字段赋值为1，得到更新后的点表数据与线表数据。
上述的一种燃气管网拓扑中点表线表唯一性的修复方法，其中，点表数据中的坐标包含xcoordinate字段、ycoordinate字段；
线表数据中的坐标包含x_source字段、y_source字段、x_target字段、y_target字段。
上述的一种燃气管网拓扑中点表线表唯一性的修复方法，其中，步骤3中对步骤2更新后的点表数据与线表数据进行ID去重的具体方法如下：
对点表数据与线表数据中的点表ID、线表ID、线表Source ID、线表Target ID任选1-4个进行自身去重后，再对点表ID、线表ID、线表Source ID、线表Target ID之间的去重；
或对点表ID、线表ID、线表Source ID、线表Target ID同步去重；
为减少修复次数，某种ID自身去重应不晚于不同种ID之间的去重。
上述的一种燃气管网拓扑中点表线表唯一性的修复方法，其中，点表ID自身去重的方法如下：
随机生成N个自然数，将N个自然数和剔除重复后的点表ID做差集记为CN，将CN中的数对点表数据中重复的ID进行替换，N为指定天然气管网中的节点数量；
线表ID自身去重的方法如下：
随机生成M个自然数，将M个自然数和剔除重复后的线表ID做差集记为PN，将PN中的数对线表数据中重复的ID进行替换，M为指定天然气管网中的管道数量；
线表Source ID自身去重的方法如下：
随机生成M个自然数，将M个自然数和剔除重复后的线表ID做差集记为 CPS，将CPS中的数对线表数据中重复的ID进行替换，M为指定天然气管网中的管道数量；
线表Target ID自身去重的方法如下：
随机生成M个自然数，将M个自然数和剔除重复后的线表ID做差集记为 CPT，将CPT中的数对线表数据中重复的ID进行替换，M为指定天然气管网中的管道数量;
点表ID、线表ID、线表Source ID、线表Target ID之间去重的方法如下：
随机生成N+3M个自然数，将N+3M个自然数和剔除重复后不同种类ID做差集记为CB，将CB中的数对点表数据或线表数据中重复的ID进行替换，N+3M为指定天然气管网中的最大可能标识ID数量；
点表ID、线表ID、线表Source ID、线表Target ID同步去重的方法如下：
随机生成N+3M个数(N+3M为指定天然气管网中的最大可能标识ID数量)，用这N+3M个自然数和剔除重复后的所有ID做差集CA，再用CA中的数对点表或线表中重复ID替换。
上述的一种燃气管网拓扑中点表线表唯一性的修复方法，其中，步骤4中对步骤3更新后的点表数据与线表数据进行坐标去重的具体方法如下：
遍历点表数据与线表数据获取坐标及与坐标相关的空间定位重复数据，空间定位重复数据包含点表空间定位重复数据与线表空间定位重复数据；
保留点表空间定位重复数据中Assign_type字段中的值为0且出现频次最高的节点，其余节点将Delete_status字段中的值置为1；若频次最高为多节点时，则保留Missing_status字段值为0的节点，其余节点将Delete_status字段中的值置为1；若有多个节点的Missing_status字段中的值为0，则保留Repair_status字段取值最小的节点，其余节点将Delete_status字段中的值置为1；若有多个节点的Repair_status字段取值并列最小，则保留点表属性数据最全的节点，该节点Delete_status字段中的值置为0，其余节点Delete_status字段中的值置为1；所有Delete_status字段中的值置为1的节点将不在管网仿真中展示；若出现多个点表属性数据一样数量的节点，则在Remark字段填入说明数据，复核后确认选择哪个节点在管网仿真中展示；对Assign_type字段中的值为1的节点，在Remark字段填入孤立点；
保留线表空间定位重复数据中Assign_type字段中的值为0且出现频次最高的管道，其余管道将Delete_status字段中的值置为1；若频次最高为多条管道时，则保留Missing_status字段值为0的管道，其余管道将Delete_status字段中的值置为1；若有多条管道的Missing_status字段中的值为0，则保留Repair_status字段取值最小的管道，其余管道将Delete_status字段中的值置为1；若有多个管道的Repair_status字段取值并列最小，则保留线表属性中属性数据最全的管道，该管道Delete_status字段中的值置为0，其余管道Delete_status字段中的值置为1；所有Delete_status字段中的值置为1的管道将不在管网仿真中展示；若出现多个线表属性数据一样数量的管道，则在Remark字段填入说明数据；所有Delete_status字段中的值置为1的管道将不在管网仿真中展示；Assign_type字段中的值为1的管道，在Remark字段填入孤立管道。
由于人工抄录带来的疏漏以及早期官网建立时信息数据技术滞后的原因，原始点表数据和线表数据中很多字段中的值都为空；同时点表数据和线表数据的标准化处理过程中，为简化问题，提高处理效率，将不符合要求的数据也赋予了空值；因此在点表和线表数据的标准化处理后，点表数据和线表数据存在大量空值，在本申请中为解决对城市天然气管网地理信息系统(GIS)中的拓扑数据进行唯一性的自动修复的技术问题，将有针对性的对部分字段的空值进行处理解决，涉及节点和管道的标识ID和坐标数据，包括点表中三个字段：ID、xcoordinate、ycoordinate；以及线表中的七个字段：ID、source、target、x_source、y_source、x_target、y_target；
将处理空值填充后扔未解决或新带来的问题：ID重复，使城市天然气管网中节点或管道违背唯一性原则，仿真计算无法钩建唯一性方程，无法启动计算或出现意外错误而被中止；
在城市天然气官网实际拓扑或仿真计算中，共有4种ID: NID(点表ID)、PID(线表ID)、PSID(线表Source ID)、PTID(线表Target ID)；都会出现两种ID重复的情况：① 某种ID自身重复；② 不同种ID之间的重复，从提高修复效率的角度出发，修复某种ID自身重复应当不晚于修复不同种ID之间的重复；
在完成点表和线表空值填充后，又进一步解决点表和线表ID重复的问题，最后解决点表和线表空间定位重复的问题，从空间定位的维度出发去做管网拓扑的遍历复核；整个技术方案从ID、坐标、空间定位三个递进的维度出发，使用多种技术手段确保管网拓扑中城市天然气管网中节点或管道的唯一性。
第二方面，第二实施例，一种燃气管网拓扑中点表线表唯一性的修复系统，其中，包含数据处理模块、空值填充模块、ID去重模块、空间定位去重模块、数据库；
数据处理模块用于获取点表数据与线表数据，并进行标准化处理；
空值填充模块用于获取标准化处理后的点表数据与线表数据并进行空值填充，并更新点表数据与线表数据；
ID去重模块用于对空值填充模块处理更新后的点表数据与线表数据进行ID去重，并更新点表数据与线表数据；
空间定位去重模块用于对ID去重模块处理更新后的点表数据与线表数据进行空间定位去重，并更新点表数据与线表数据；
数据库用于获取并保存空间定位去重模块处理更新后的点表数据与线表数据。
第三方面，一种芯片，其中，包含：处理器，用于从存储器中调用并运行计算机程序，使得安装有芯片的设备执行：如第一方面中任一项方法。
例如，存储器可以包括随机存储器、闪存、只读存储器、可编程只读存储器、非易失性存储器或寄存器等；
处理器可以是中央处理器（Central Processing Unit，CPU）等，或者是图像处理器 (Graphic Processing Unit,GPU)存储器可以存储可执行指令；
处理器可以执行在存储器中存储的执行指令，从而实现本文描述的各个过程。
可以理解，本实施例中的存储器可以是易失性存储器或非易失性存储器，或可包括易失性和非易失性存储器两者；
其中，非易失性存储器可以是ROM (Read-OnlyMemory，只读存储器)、PROM(ProgrammableROM，可编程只读存储器)、EPROM (ErasablePROM，可擦除可编程只读存储器)、EEPROM (ElectricallyEPROM，电可擦除可编程只读存储器)或闪存。
易失性存储器可以是RAM (RandomAccessMemory，随机存取存储器)，其用作外部高速缓存；
通过示例性但不是限制性说明，许多形式的RAM可用，例如SRAM (StaticRAM，静态随机存取存储器)、DRAM (DynamicRAM，动态随机存取存储器)、SDRAM (SynchronousDRAM，同步动态随机存取存储器)、DDRSDRAM (DoubleDataRate SDRAM，双倍数据速率同步动态随机存取存储器)、ESDRAM (Enhanced SDRAM，增强型同步动态随机存取存储器)、SLDRAM(SynchlinkDRAM，同步连接动态随机存取存储器)和DRRAM (DirectRambusRAM，直接内存总线随机存取存储器)。本文描述的存储器旨在包括但不限于这些和任意其它适合类型的存储器。
在一些实施方式中，存储器存储了如下的元素，升级包、可执行单元或者数据结构，或者他们的子集，或者他们的扩展集：操作系统和应用程序；
其中，操作系统，包含各种系统程序，例如框架层、核心库层、驱动层等，用于实现各种基础业务以及处理基于硬件的任务；
应用程序，包含各种应用程序，用于实现各种应用业务。实现本发明实施例方法的程序可以包含在应用程序中。
本领域技术人员可以明白的是，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤能够以电子硬件、或者软件和电子硬件的结合来实现；
这些功能是以硬件还是软件方式来实现，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件；
本领域技术人员可以针对每个特定的应用，使用不同的方式来实现所描述的功能，但是这种实现并不应认为超出本申请的范围。
在本申请实施例中，所公开的系统、装置和方法可以通过其它方式来实现；
例如，单元或模块的划分仅仅为一种逻辑功能划分，在实际实现时还可以有另外的划分方式；
例如，多个单元或模块或组件可以进行组合或者可以集成到另一个系统中；
另外，在本申请实施例中的各功能单元或模块可以集成在一个处理单元或模块中，也可以是单独的物理存在等等。
应理解，在本申请的各种实施例中，各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请的实施例的实施过程构成任何限定。
所述功能如果以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，可以存储在机器可读存储介质中；
因此，本申请的技术方案可以以软件产品的形式来体现，该软件产品可以存储在机器可读存储介质中，其可以包括若干指令用以使得电子设备执行本申请实施例所描述的技术方案的全部或部分过程；
上述存储介质可以包括ROM、RAM、可移动盘、硬盘、磁盘或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
综上，本发明的一种燃气管网拓扑中点表线表唯一性的修复方法与系统，相较于人工修复，从整体和系统的角度出发，结果准确度高，效率高，标准化模块程度高，处理时间短，提高效率的同时减少了数据处理的时间成本和人工成本，为天然气管网仿真奠定了基础，从而加速了天然气管网数字化运营的推进。
以上对发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，发明并不局限于上述特定实施方式，其中未尽详细描述的设备和结构应该理解为用本领域中的普通方式予以实施；本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改做出若干简单推演、变形或替换，这并不影响发明的实质内容。
Claims (9)
1.一种燃气管网拓扑中点表线表唯一性的修复方法，其特征在于，具体方法如下：
步骤1：获取点表数据与线表数据，并进行标准化处理；
步骤2：对标准化处理后的所述点表数据与所述线表数据进行空值填充，并更新所述点表数据与所述线表数据；
步骤3：对步骤2更新后的所述点表数据与所述线表数据进行ID去重，并更新所述点表数据与所述线表数据；
步骤4：对步骤3更新后的所述点表数据与所述线表数据进行空间定位去重，并更新所述点表数据与所述线表数据；
步骤5：获取并保存步骤4更新后的所述点表数据与所述线表数据。
2.如权利要求1中所述的一种燃气管网拓扑中点表线表唯一性的修复方法，其特征在于，步骤1中对所述点表数据与所述线表数据进行标准化处理的具体方法如下：
对所述点表数据与所述线表数据中不符合要求格式的ID与坐标赋为空值。
3.如权利要求2中所述的一种燃气管网拓扑中点表线表唯一性的修复方法，其特征在于，
步骤2中采用随机差值、插值、模拟、填充、回滚中任一种或几种的组合对所述点表数据与所述线表数据进行空值填充。
4.如权利要求3中所述的一种燃气管网拓扑中点表线表唯一性的修复方法，其特征在于，采用随机差值对所述点表数据与所述线表数据进行空值填充的具体方法如下：
步骤21：对所述点表数据与所述线表数据中具有空值的ID字段进行空值填充，填充方法如下：
随机生成N个自然数，用所述N个数和剔除空值后所述ID字段的个数进行差集计算得到差值记为C1，用所述C1里的数对所述ID字段进行空值填充，已使用过的数不能再被使用，N为指定天然气管网中的节点数量；
步骤22：采用坐标值匹配对所述线表数据中具有空值的source字段、target字段进行空值填充，填充方法如下：
若所述线表数据中所述source字段或所述target字段的空值对应的坐标在所述点表数据中的坐标中也存在，则将所述点表数据中对应ID值填充到所述线表数据中对应的位置，若匹配到多个ID值，则选择Assign_type字段为1且出现频次最高的ID值，若该ID值有多个，则选择Missing_status字段为0的ID值，若该ID值有多个，则选择Repair_status字段中取值最小的ID值，若该ID值有多个，则在Remark字段中填入复核标记DC；
步骤23：对所述点表数据中具有空值的坐标进行填充，填充方法如下：
若所述点表数据中ID字段的值在所述线表数据中source字段和target字段中出现，则将所述线表数据中对应的坐标填充到所述点表数据中具有空值的坐标中，若匹配到多个坐标，则选择Assign_type字段为1且出现频次最高的坐标，若该坐标有多个，则选择Missing_status字段为0的坐标，若该坐标有多个，则选择Repair_status字段中取值最小的坐标，若该坐标有多个，则在Remark字段中填入复核标记DC；
步骤24：对所述线表数据中具有空值的坐标进行填充，填充方法如下：
若所述线表数据中source字段和target字段在所述点表数据中ID字段中出现，则将所述点表数据中对应坐标填充到所述线表数据中具有空值的坐标中，若匹配到多个坐标，则选择Assign_type字段为1且出现频次最高的坐标，若该坐标有多个，则选择Missing_status字段为0的坐标，若该坐标有多个，则选择Repair_status字段中取值最小的坐标，若该坐标有多个，则在Remark字段中填入复核标记DC；
步骤25：检查空值填充后的所述点表数据和所述线表数据，对仍然为空值的ID值或坐标值的Delete_status字段赋值为1，得到更新后的所述点表数据与所述线表数据。
5.如权利要求4中所述的一种燃气管网拓扑中点表线表唯一性的修复方法，其特征在于，步骤3中对步骤2更新后的所述点表数据与所述线表数据进行ID去重的具体方法如下：
对所述点表数据与所述线表数据中的点表ID、线表ID、线表Source ID、线表Target ID任选1-4个进行自身去重后，再对所述点表ID、所述线表ID、所述线表Source ID、所述线表Target ID之间去重；
或对所述点表ID、所述线表ID、所述线表Source ID、所述线表Target ID同步去重；
为减少修复次数，某种ID自身去重应不晚于不同种ID之间的去重。
6.如权利要求5中所述的一种燃气管网拓扑中点表线表唯一性的修复方法，其特征在于，
所述点表ID自身去重的方法如下：
随机生成N个自然数，将N个自然数和剔除重复后的点表ID做差集记为CN，将CN中的数对所述点表数据中重复的ID进行替换，N为指定天然气管网中的节点数量；
所述线表ID自身去重的方法如下：
随机生成M个自然数，将M个自然数和剔除重复后的线表ID做差集记为PN，将PN中的数对所述线表数据中重复的ID进行替换，M为指定天然气管网中的管道数量；
所述线表Source ID自身去重的方法如下：
随机生成M个自然数，将M个自然数和剔除重复后的线表ID做差集记为 CPS，将CPS中的数对所述线表数据中重复的ID进行替换，M为指定天然气管网中的管道数量；
所述线表Target ID自身去重的方法如下：
随机生成M个自然数，将M个自然数和剔除重复后的线表ID做差集记为 CPT，将CPT中的数对所述线表数据中重复的ID进行替换，M为指定天然气管网中的管道数量;
所述点表ID、所述线表ID、所述线表Source ID、所述线表Target ID之间去重的方法如下：
随机生成N+3M个自然数，将N+3M个自然数和剔除重复后不同种类ID做差集记为CB，将CB中的数对所述点表数据或所述线表数据中重复的ID进行替换，N+3M为指定天然气管网中的最大可能标识ID数量；
所述点表ID、所述线表ID、所述线表Source ID、所述线表Target ID同步去重的方法如下：
随机生成N+3M个数，N+3M为指定天然气管网中的最大可能标识ID数量，用这N+3M个自然数和剔除重复后的所有ID做差集CA，再用CA中的数对点表或线表中重复ID替换。
7.如权利要求6中所述的一种燃气管网拓扑中点表线表唯一性的修复方法，其特征在于，步骤4中对步骤3更新后的所述点表数据与所述线表数据进行坐标去重的具体方法如下：
遍历所述点表数据与所述线表数据获取坐标及与坐标相关的空间定位重复数据，所述空间定位重复数据包含点表空间定位重复数据与线表空间定位重复数据；
保留所述点表空间定位重复数据中Assign_type字段中的值为0且出现频次最高的节点，其余节点将Delete_status字段中的值置为1；若频次最高为多节点时，则保留Missing_status字段值为0的节点，其余节点将Delete_status字段中的值置为1；若有多个节点的Missing_status字段中的值为0，则保留Repair_status字段取值最小的节点，其余节点将Delete_status字段中的值置为1；若有多个节点的Repair_status字段取值并列最小，则保留点表属性数据最全的节点，该节点Delete_status字段中的值置为0，其余节点Delete_status字段中的值置为1；所有Delete_status字段中的值置为1的节点将不在管网仿真中展示；若出现多个点表属性数据一样数量的节点，则在Remark字段填入说明数据，复核后确认选择哪个节点在管网仿真中展示；对Assign_type字段中的值为1的节点，在Remark字段填入孤立点；
保留所述线表空间定位重复数据中Assign_type字段中的值为0且出现频次最高的管道，其余管道将Delete_status字段中的值置为1；若频次最高为多条管道时，则保留Missing_status字段值为0的管道，其余管道将Delete_status字段中的值置为1；若有多条管道的Missing_status字段中的值为0，则保留Repair_status字段取值最小的管道，其余管道将Delete_status字段中的值置为1；若有多个管道的Repair_status字段取值并列最小，则保留线表属性中属性数据最全的管道，该管道Delete_status字段中的值置为0，其余管道Delete_status字段中的值置为1；所有Delete_status字段中的值置为1的管道将不在管网仿真中展示；若出现多个所述线表属性数据一样数量的管道，则在Remark字段填入说明数据；所有Delete_status字段中的值置为1的管道将不在管网仿真中展示；Assign_type字段中的值为1的管道，在Remark字段填入孤立管道。
8.一种燃气管网拓扑中点表线表唯一性的修复系统，其特征在于，包含数据处理模块、空值填充模块、ID去重模块、空间定位去重模块、数据库；
所述数据处理模块用于获取点表数据与线表数据，并进行标准化处理；
所述空值填充模块用于获取标准化处理后的所述点表数据与所述线表数据并进行空值填充，并更新所述点表数据与所述线表数据；
所述ID去重模块用于对所述空值填充模块处理更新后的所述点表数据与所述线表数据进行ID去重，并更新所述点表数据与所述线表数据；
所述空间定位去重模块用于对所述ID去重模块处理更新后的所述点表数据与所述线表数据进行空间定位去重，并更新所述点表数据与所述线表数据；
所述数据库用于获取并保存所述空间定位去重模块处理更新后的所述点表数据与所述线表数据。
9.一种芯片，其特征在于，包含：处理器，用于从存储器中调用并运行计算机程序，使得安装有所述芯片的设备执行：如权利要求1-7中任一项所述方法。
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