CN116401311A - 一种基于gis的三维可视化数据管理系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及GIS数据管理技术领域，具体为一种基于GIS的三维可视化数据管理系统及方法，包括数据库提取模块、主题层数据集合分析模块、趋同指数分析模块、规整度分析模块、可视化数据提取模块和优化预警模块；数据库提取模块用于提取地理信息系统中记录的操作数据库和地理信息数据库；主题层数据集合分析模块将地理信息数据库中的数据划分为若干主题层数据集合；趋同指数分析模块用于确定所有事件主体包含主题层数据集合的趋同指数；规整度分析模块用于分析目标操作数据的规整度；可视化数据提取模块获取用户使用地理信息系统所执行操作后产生的可视化数据；优化预警模块用于基于目标操作数据的规整度对可视化数据进行优化预警。

Description

一种基于GIS的三维可视化数据管理系统及方法

技术领域

本发明涉及GIS数据管理技术领域，具体为一种基于GIS的三维可视化数据管理系统及方法。

背景技术

数据是数字地理空间框架建设的基础数据，是地理信息系统的核心组成部分，为满足数组城市建设、城市信息化建设乃至智慧城市建设的需要，刻不容缓的实时更新信息系统，数据的更新至关重要；

在利用GIS系统进行操作时，现有技术往往更加关注如何有效的将实际地理问题有效的转化为存储于GIS中的数字模块，以便于用户进行查询、编辑等执行操作，但是对于不同程度了解GIS的人员针对同一操作往往产生不同的结果趋势，且系统中包含的数据繁多、种类差异较大，如何基于使用系统的操作人员对数据提取的执行习惯将数据进行有效的整理，使得对系统了解不够深入的人员也可快速便捷并且有效的实现操作目的是值得深入研究的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于GIS的三维可视化数据管理系统及方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种基于GIS的三维可视化数据管理方法，包括以下分析步骤：

步骤S1：提取地理信息系统中记录的操作数据库和地理信息数据库，操作数据库是指用户登陆系统执行的操作数据，地理信息数据库是指地理信息系统基于城市基础地理数据构建的包含空间信息和属性信息的数据库；以操作数据库为指导，将地理信息数据库中的数据划分为若干主题层数据集合；分类的目的是将繁琐的信息进行格式化，便于清晰了解在不同展示数据的基础下的数据类型差异，也方便后续系统对于数据与数据间的关联分析和数据与用户间的关联分析；

步骤S2：基于划分后的主题层数据集合，构建主题层数据集合与用户操作数据的匹配集合，以每一匹配集合为一事件主体，确定所有事件主体包含主题层数据集合的趋同指数；

分析趋同指数是为了确定用户基于GIS执行操作时所关联到的地理信息数据是否属于同一类型，有利于在分析过程中对用户行为所影响数据的发散性做出预判；

步骤S3：基于趋同指数，设定趋同指数阈值，提取趋同指数大于等于趋同指数阈值对应的主题层数据集合为目标主题层集合，获取目标主题层集合所属操作数据库记录的历史操作数据为目标操作数据，分析目标操作数据的规整度；

步骤S4：获取目标操作数据对应的执行结果数据，执行结果数据是基于用户使用地理信息系统所执行操作后产生的可视化数据；基于目标操作数据的规整度对可视化数据进行优化预警。

进一步的，步骤S1中以操作数据库为指导，将地理信息数据库中的数据划分为若干主题层数据集合，包括以下分析步骤：

提取操作数据库中记录用户的m种操作数据，操作数据是指从用户对地理信息系统操作产生数据输入时开始记录的数据；提取数据变动对应的数据特征，将数据特征作为主题层数据集合中的主题数据，并获取主题数据产生后包含的要素数据，要素数据是指主题数据产生后记录的下属数据且与其他主题层数据集合独立关联的数据；下属数据表示由主题数据产生后记录的数据；

由主题数据作为中心点、要素数据作为发散点构成以主题数据对应特征的主题层数据集合；每一主题层数据集合中的主题数据均不相同；

与其他主题层数据集合独立关联包括以下分析步骤：

构建第i个主题层数据集合中的要素数据集合A_i，A_i={a_i1,a_i2,a_i3,......,a_in}；a_i1,a_i2,a_i3,......,a_in表示第i个主题层数据集合中第1、2、......、n个要素数据；

当A₁∩A₂∩......∩A_k=∅，k表示主题层数据集合的总个数，i≤k，

即{a₁₁,a₁₂,a₁₃,......,a_1n}∩{a₂₁,a₂₂,a₂₃,......,a_2n}∩......∩{a_k1,a_k2,a_k3,......,a_kn}=∅时，

输出要素数据与其他主题层数据集合独立关联。

进一步的，步骤S2包括以下分析步骤：

获取用户任一操作数据的流程集，流程集是指从记录主题数据到结束用户操作这一时段内产生的按时间先后顺序排布的数据集；

提取流程集中包含的主题数据以及主题数据对应的主题层数据集合，以每一流程集为一匹配单元构建用户操作数据对应主题层数据集合的匹配集合，匹配集合至少包含一种主题层数据集合；

标记任一匹配集合中的主题层数据集合为目标分析集合，获取第i个目标分析集合存在于匹配集合的个数u_i，以及目标分析集合存在于匹配集合对应包含除目标分析集合外的主题层数据集合个数v_i；利用公式：

F_i=[∑(1/v_i)]*(u_i/u₀)

计算第i个目标分析集合的趋同指数F_i；u₀表示匹配集合的总种类数。

分析趋同指数是为了分析主题层数据集合存在于不同用户操作数据对应的普适性，通过对各主题层数据集合的判断可以快速确定该数据所属的基本性质，可以有效的为对用户操作系统的使用情况做出底层数据抽取来定位问题根源。

进一步的，步骤S3包括以下分析步骤：

提取用户执行目标操作数据前的操作数据为待分析操作数据，待分析操作数据是指包含主题层数据集合不为目标主题层集合的操作数据；提取待分析操作数据是为了判断用户在执行目标操作数据时的方向唯一性，

计算待分析操作数据与目标操作数据的第一需求指数f₁，f₁=c₁*t₁/t₂+c₂*s₁，其中c₁、c₂表示相关系数，c₁+c₂=1，0<c₁、c₂<1，t₁表示系统记录用户产生目标操作数据的总时长，t₂表示系统记录用户产生待分析操作数据的总时长，s₁表示待分析操作数据和目标操作数据的相似度；相似度越大说明用户在执行目标操作数据上越明确；

提取目标操作数据中除去目标主题层集合外的主题层数据集合为待分析主题层集合，若不存在待分析主题层集合，则输出目标操作数据对应的第二需求指数为1；

若存在待分析主题层集合，则计算待分析主题层集合与目标主题层集合记录的第二需求指数f₂，f₂=x₁/w₁，其中x₁表示待分析主题层集合存在于历史数据中包含相同目标主题层集合的同一目标操作数据总个数，w₁表示包含目标主题层集合的目标操作数据总个数；第二需求指数越大说明用户的目标操作数据越明确，执行完整性越高；因为在用户进行操作时若没有执行到目标数据会存在对不同执行操作的尝试行为以获取更多数据来实现目标数据，所以当同一目标主题集合对应的用户操作数据所包含的其他数据存在于历史操作数据中具有同一性时，说明用户执行此操作时是可以明确获取目标数据的；

利用公式：

T=e₁*f₁+e₂*f₂

计算目标操作数据的规整度T，e₁、e₂分别表示第一需求指数和第二需求指数的参考系数，e₁+e₂=1，0<e₁、e₂<1。

进一步的，步骤S5中基于目标操作数据的规整度对可视化数据进行优化预警，包括以下分析步骤：

设置目标操作数据对应的规整度阈值T₀；

当T大于等于T₀时，说明用户基于目标主题层集合中的数据进行事件主体的执行均是可以满足用户需求的，则对目标操作数据对应的可视化数据进行变更预警，变更预警是指在任一目标操作数据发生改变时对具有相同目标主题层集合的目标操作数据对应的可视化数据进行预警；

当T小于T₀时，说明用户执行的操作并没有达到用户目的，则输出合并目标主题层集合所属不同目标操作数据的可视化数据为任一目标操作数据的执行结果数据预警信号。

当规整度较大时进行变更预警是因为从历史数据分析可知用户执行的操作数据可以实现用户需求，所以在面对分布于不同操作数据中较多的同一类主题层数据需要预警的方向是在其发生改变后的及时修改，以免造成信息的不统一；当规整度较大时说明用户的操作数据体现出用户对同一类主题层数据在执行时具有不明确的问题，导致此种情况的产生存在多种，利用最简单直接的合并多种可视化数据是在地理信息系统中有效的为用户做出的数据维护，可以提高用户对系统的利用率和舒适度。

数据管理系统，包括数据库提取模块、主题层数据集合分析模块、趋同指数分析模块、规整度分析模块、可视化数据提取模块和优化预警模块；

数据库提取模块用于提取地理信息系统中记录的操作数据库和地理信息数据库；

主题层数据集合分析模块用于以操作数据库为指导，将地理信息数据库中的数据划分为若干主题层数据集合；

趋同指数分析模块用于确定所有事件主体包含主题层数据集合的趋同指数；

规整度分析模块用于获取目标主题层集合所属操作数据库记录的历史操作数据为目标操作数据，分析目标操作数据的规整度；

可视化数据提取模块用于获取用户使用地理信息系统所执行操作后产生的可视化数据；

优化预警模块用于基于目标操作数据的规整度对可视化数据进行优化预警。

进一步的，主题层数据集合分析模块包括数据特征提取单元、要素数据确定单元和主题层数据集合构建单元；

数据特征提取单元用于提取操作数据库中记录用户的操作数据，提取数据变动对应的数据特征，将数据特征作为主题层数据集合中的主题数据；

要素数据确定单元用于获取主题数据产生后包含的要素数据，要素数据是指主题数据产生后记录的下属数据且与其他主题层数据集合独立关联的数据；

主题层数据集合构建单元用于由主题数据作为中心点、要素数据作为发散点构成以主题数据对应特征的主题层数据集合。

进一步的，趋同指数分析模块包括流程集获取单元、匹配集合输出单元和趋同指数计算单元；

流程集获取单元用于获取用户任一操作数据的流程集；流程集是指从记录主题数据到结束用户操作这一时段内产生的按时间先后顺序排布的数据集；

匹配集合输出单元用于提取流程集中包含的主题数据以及主题数据对应的主题层数据集合，以每一流程集为一匹配单元构建用户操作数据对应主题层数据集合的匹配集合，匹配集合至少包含一种主题层数据集合；

趋同指数计算单元用于标记任一匹配集合中的主题层数据集合为目标分析集合，并获取目标分析集合存在于匹配集合的个数，以及目标分析集合存在于匹配集合对应包含除目标分析集合外的主题层数据集合个数，计算趋同指数。

进一步的，规整度分析模块包括第一需求指数计算单元、第二需求指数计算单元和规整度计算单元；

第一需求指数计算单元用于计算待分析操作数据与目标操作数据的第一需求指数；

第二需求指数计算单元用于待分析主题层集合与目标主题层集合记录的第二需求指数；

规整度计算单元用于基于第一需求指数和第二需求指数计算目标操作数据的规整度。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：本申请通过对GIS中的三维数据进行以主题数据为中心的主题层数据集合划分，将用户一次执行操作中的数据进行分类分析，确定不同执行操作下普适性最高的主题层数据集合，并根据该主题层数据集合在不同用户执行过程中的用户规整度体现，判断对主题层数据集合进行优化操作，以实现对系统了解不够深入的人员也可快速便捷并且有效的实现操作目的，以及利用最简单直接的合并多种可视化数据是在地理信息系统中有效的为用户做出的数据维护，可以提高用户对系统的利用率和舒适度；提高了系统的智能化和维护用户的稳定性，提高用户的使用感受，使得GIS数据库更加智能化和人性化。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明一种基于GIS的三维可视化数据管理系统及方法的结构示意图。

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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，本发明提供技术方案：一种基于GIS的三维可视化数据管理方法，包括以下分析步骤：

步骤S1：提取地理信息系统中记录的操作数据库和地理信息数据库，操作数据库是指用户登陆系统执行的操作数据，地理信息数据库是指地理信息系统基于城市基础地理数据构建的包含空间信息和属性信息的数据库；以操作数据库为指导，将地理信息数据库中的数据划分为若干主题层数据集合；分类的目的是将繁琐的信息进行格式化，便于清晰了解在不同展示数据的基础下的数据类型差异，也方便后续系统对于数据与数据间的关联分析和数据与用户间的关联分析；

步骤S2：基于划分后的主题层数据集合，构建主题层数据集合与用户操作数据的匹配集合，以每一匹配集合为一事件主体，确定所有事件主体包含主题层数据集合的趋同指数；

分析趋同指数是为了确定用户基于GIS执行操作时所关联到的地理信息数据是否属于同一类型，有利于在分析过程中对用户行为所影响数据的发散性做出预判；

步骤S3：基于趋同指数，设定趋同指数阈值，提取趋同指数大于等于趋同指数阈值对应的主题层数据集合为目标主题层集合，获取目标主题层集合所属操作数据库记录的历史操作数据为目标操作数据，分析目标操作数据的规整度；

步骤S4：获取目标操作数据对应的执行结果数据，执行结果数据是基于用户使用地理信息系统所执行操作后产生的可视化数据，可视化数据可以是主题层数据集合中的数据，也可以是系统经过整合分析后展示的任意种数据，如在“淹没分析”中得到的淹没范围和淹没速度；基于目标操作数据的规整度对可视化数据进行优化预警。

步骤S1中以操作数据库为指导，将地理信息数据库中的数据划分为若干主题层数据集合，包括以下分析步骤：

提取操作数据库中记录用户的m种操作数据，操作数据是指从用户对地理信息系统操作产生数据输入时开始记录的数据；提取数据变动对应的数据特征，将数据特征作为主题层数据集合中的主题数据，并获取主题数据产生后包含的要素数据，要素数据是指主题数据产生后记录的下属数据且与其他主题层数据集合独立关联的数据；下属数据表示由主题数据产生后记录的数据；

由主题数据作为中心点、要素数据作为发散点构成以主题数据对应特征的主题层数据集合；每一主题层数据集合中的主题数据均不相同；

与其他主题层数据集合独立关联包括以下分析步骤：

构建第i个主题层数据集合中的要素数据集合A_i，A_i={a_i1,a_i2,a_i3,......,a_in}；a_i1,a_i2,a_i3,......,a_in表示第i个主题层数据集合中第1、2、......、n个要素数据；

当A₁∩A₂∩......∩A_k=∅，k表示主题层数据集合的总个数，i≤k，

即{a₁₁,a₁₂,a₁₃,......,a_1n}∩{a₂₁,a₂₂,a₂₃,......,a_2n}∩......∩{a_k1,a_k2,a_k3,......,a_kn}=∅时，

输出要素数据与其他主题层数据集合独立关联。

如实施例所示：

用户点击操作“通视分析”进入通视分析界面。在此界面用户通过在图中标绘进行模型定位来查看通视情况的地形分析，用户可以获取两点之间的可视距离以及不可视距离，同时用户还可以获取到观察点及目标点的经度、纬度以及高程数据；

则在此操作数据记录中，主题数据为地形数据，要素数据为可视距离、不可视距离、经度、纬度和高程数据；且在此数据中地形、地形相关的要素均属于空间数据；主题层数据集合必包含空间数据，但可不包含属性数据，且主题层数据集合中存在属性数据时比存在空间数据；即属性数据依附于空间数据存在；

若存在用户另一操作，同样产生与之相同的要素数据时，则另一操作归并进入以地形数据为主题的主题层数据集合中。

步骤S2包括以下分析步骤：

获取用户任一操作数据的流程集，流程集是指从记录主题数据到结束用户操作这一时段内产生的按时间先后顺序排布的数据集；

提取流程集中包含的主题数据以及主题数据对应的主题层数据集合，以每一流程集为一匹配单元构建用户操作数据对应主题层数据集合的匹配集合，匹配集合至少包含一种主题层数据集合；

标记任一匹配集合中的主题层数据集合为目标分析集合，获取第i个目标分析集合存在于匹配集合的个数u_i，以及目标分析集合存在于匹配集合对应包含除目标分析集合外的主题层数据集合个数v_i；利用公式：

F_i=[∑(1/v_i)]*(u_i/u₀)

计算第i个目标分析集合的趋同指数F_i；u₀表示匹配集合的总种类数。

分析趋同指数是为了分析主题层数据集合存在于不同用户操作数据对应的普适性，通过对各主题层数据集合的判断可以快速确定该数据所属的基本性质，可以有效的为对用户操作系统的使用情况做出底层数据抽取来定位问题根源。

趋同指数越大说明对应主题层数据集合存在于不同用户操作数据的范围越大，表示该主题层数据集合在用户基于地理信息系统执行的差异化操作时具有普适性，如用户执行操作a包括主题层数据1和2，用户执行操作b包括主题层数据1和3，用户执行操作c包括主题层数据1和4，则分别计算主题层数据1、2、3、4的趋同指数，则主题层数据1对应的趋同指数最大；说明主题层数据1在多种用户操作数据中都是必要的，自然当该数据产生异常时影响范围更大。

步骤S3包括以下分析步骤：

提取用户执行目标操作数据前的操作数据为待分析操作数据，待分析操作数据是指包含主题层数据集合不为目标主题层集合的操作数据；提取待分析操作数据是为了判断用户在执行目标操作数据时的方向唯一性，

计算待分析操作数据与目标操作数据的第一需求指数f₁，f₁=c₁*t₁/t₂+c₂*s₁，其中c₁、c₂表示相关系数，c₁+c₂=1，0<c₁、c₂<1，t₁表示系统记录用户产生目标操作数据的总时长，t₂表示系统记录用户产生待分析操作数据的总时长，s₁表示待分析操作数据和目标操作数据的相似度；相似度越大说明用户在执行目标操作数据上越明确；

提取目标操作数据中除去目标主题层集合外的主题层数据集合为待分析主题层集合，若不存在待分析主题层集合，则输出目标操作数据对应的第二需求指数为1；

若存在待分析主题层集合，则计算待分析主题层集合与目标主题层集合记录的第二需求指数f₂，f₂=x₁/w₁，其中x₁表示待分析主题层集合存在于历史数据中包含相同目标主题层集合的同一目标操作数据总个数，w₁表示包含目标主题层集合的目标操作数据总个数；第二需求指数越大说明用户的目标操作数据越明确，执行完整性越高；因为在用户进行操作时若没有执行到目标数据会存在对不同执行操作的尝试行为以获取更多数据来实现目标数据，所以当同一目标主题集合对应的用户操作数据所包含的其他数据存在于历史操作数据中具有同一性时，说明用户执行此操作时是可以明确获取目标数据的；

利用公式：

T=e₁*f₁+e₂*f₂

计算目标操作数据的规整度T，e₁、e₂分别表示第一需求指数和第二需求指数的参考系数，e₁+e₂=1，0<e₁、e₂<1。

步骤S5中基于目标操作数据的规整度对可视化数据进行优化预警，包括以下分析步骤：

设置目标操作数据对应的规整度阈值T₀；

当T大于等于T₀时，说明用户基于目标主题层集合中的数据进行事件主体的执行均是可以满足用户需求的，则对目标操作数据对应的可视化数据进行变更预警，变更预警是指在任一目标操作数据发生改变时对具有相同目标主题层集合的目标操作数据对应的可视化数据进行预警；

当T小于T₀时，说明用户执行的操作并没有达到用户目的，则输出合并目标主题层集合所属不同目标操作数据的可视化数据为任一目标操作数据的执行结果数据预警信号。

当规整度较大时进行变更预警是因为从历史数据分析可知用户执行的操作数据可以实现用户需求，所以在面对分布于不同操作数据中较多的同一类主题层数据需要预警的方向是在其发生改变后的及时修改，以免造成信息的不统一；当规整度较大时说明用户的操作数据体现出用户对同一类主题层数据在执行时具有不明确的问题，导致此种情况的产生存在多种，利用最简单直接的合并多种可视化数据是在地理信息系统中有效的为用户做出的数据维护，可以提高用户对系统的利用率和舒适度。

数据管理系统，包括数据库提取模块、主题层数据集合分析模块、趋同指数分析模块、规整度分析模块、可视化数据提取模块和优化预警模块；

数据库提取模块用于提取地理信息系统中记录的操作数据库和地理信息数据库；

主题层数据集合分析模块用于以操作数据库为指导，将地理信息数据库中的数据划分为若干主题层数据集合；

趋同指数分析模块用于确定所有事件主体包含主题层数据集合的趋同指数；

规整度分析模块用于获取目标主题层集合所属操作数据库记录的历史操作数据为目标操作数据，分析目标操作数据的规整度；

可视化数据提取模块用于获取用户使用地理信息系统所执行操作后产生的可视化数据；

优化预警模块用于基于目标操作数据的规整度对可视化数据进行优化预警。

主题层数据集合分析模块包括数据特征提取单元、要素数据确定单元和主题层数据集合构建单元；

数据特征提取单元用于提取操作数据库中记录用户的操作数据，提取数据变动对应的数据特征，将数据特征作为主题层数据集合中的主题数据；

要素数据确定单元用于获取主题数据产生后包含的要素数据，要素数据是指主题数据产生后记录的下属数据且与其他主题层数据集合独立关联的数据；

主题层数据集合构建单元用于由主题数据作为中心点、要素数据作为发散点构成以主题数据对应特征的主题层数据集合。

趋同指数分析模块包括流程集获取单元、匹配集合输出单元和趋同指数计算单元；

流程集获取单元用于获取用户任一操作数据的流程集；流程集是指从记录主题数据到结束用户操作这一时段内产生的按时间先后顺序排布的数据集；

匹配集合输出单元用于提取流程集中包含的主题数据以及主题数据对应的主题层数据集合，以每一流程集为一匹配单元构建用户操作数据对应主题层数据集合的匹配集合，匹配集合至少包含一种主题层数据集合；

趋同指数计算单元用于标记任一匹配集合中的主题层数据集合为目标分析集合，并获取目标分析集合存在于匹配集合的个数，以及目标分析集合存在于匹配集合对应包含除目标分析集合外的主题层数据集合个数，计算趋同指数。

规整度分析模块包括第一需求指数计算单元、第二需求指数计算单元和规整度计算单元；

第一需求指数计算单元用于计算待分析操作数据与目标操作数据的第一需求指数；

第二需求指数计算单元用于待分析主题层集合与目标主题层集合记录的第二需求指数；

规整度计算单元用于基于第一需求指数和第二需求指数计算目标操作数据的规整度。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，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。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种基于GIS的三维可视化数据管理方法，其特征在于，包括以下分析步骤：

步骤S1：提取地理信息系统中记录的操作数据库和地理信息数据库，所述操作数据库是指用户登陆系统执行的操作数据，所述地理信息数据库是指地理信息系统基于城市基础地理数据构建的包含空间信息和属性信息的数据库；以操作数据库为指导，将地理信息数据库中的数据划分为若干主题层数据集合；

步骤S2：基于划分后的主题层数据集合，构建主题层数据集合与用户操作数据的匹配集合，以每一匹配集合为一事件主体，确定所有事件主体包含主题层数据集合的趋同指数；

步骤S3：基于趋同指数，设定趋同指数阈值，提取趋同指数大于等于趋同指数阈值对应的主题层数据集合为目标主题层集合，获取目标主题层集合所属操作数据库记录的历史操作数据为目标操作数据，分析目标操作数据的规整度；

步骤S4：获取目标操作数据对应的执行结果数据，所述执行结果数据是基于用户使用地理信息系统所执行操作后产生的可视化数据，基于目标操作数据的规整度对可视化数据进行优化预警。

2.根据权利要求1所述的一种基于GIS的三维可视化数据管理方法，其特征在于：所述步骤S1中以操作数据库为指导，将地理信息数据库中的数据划分为若干主题层数据集合，包括以下分析步骤：

提取操作数据库中记录用户的m种操作数据，所述操作数据是指从用户对地理信息系统操作产生数据输入时开始记录的数据；提取数据变动对应的数据特征，将数据特征作为主题层数据集合中的主题数据，并获取主题数据产生后包含的要素数据，所述要素数据是指主题数据产生后记录的下属数据且与其他主题层数据集合独立关联的数据；所述下属数据表示由主题数据产生后记录的数据；

由主题数据作为中心点、要素数据作为发散点构成以主题数据对应特征的主题层数据集合；每一主题层数据集合中的主题数据均不相同；

所述与其他主题层数据集合独立关联包括以下分析步骤：

构建第i个主题层数据集合中的要素数据集合A_i，A_i={a_i1,a_i2,a_i3,......,a_in}；a_i1,a_i2,a_i3,......,a_in表示第i个主题层数据集合中第1、2、......、n个要素数据；

当A₁∩A₂∩......∩A_k=∅，k表示主题层数据集合的总个数，i≤k，

即{a₁₁,a₁₂,a₁₃,......,a_1n}∩{a₂₁,a₂₂,a₂₃,......,a_2n}∩......∩{a_k1,a_k2,a_k3,......,a_kn}=∅时，

输出要素数据与其他主题层数据集合独立关联。

3.根据权利要求2所述的一种基于GIS的三维可视化数据管理方法，其特征在于：所述步骤S2包括以下分析步骤：

获取用户任一操作数据的流程集，所述流程集是指从记录主题数据到结束用户操作这一时段内产生的按时间先后顺序排布的数据集；

提取流程集中包含的主题数据以及主题数据对应的主题层数据集合，以每一流程集为一匹配单元构建用户操作数据对应主题层数据集合的匹配集合，所述匹配集合至少包含一种主题层数据集合；

标记任一匹配集合中的主题层数据集合为目标分析集合，获取第i个目标分析集合存在于匹配集合的个数u_i，以及目标分析集合存在于匹配集合对应包含除目标分析集合外的主题层数据集合个数v_i；利用公式：

F_i=[∑(1/v_i)]*(u_i/u₀)

计算第i个目标分析集合的趋同指数F_i；u₀表示匹配集合的总种类数。

4.根据权利要求3所述的一种基于GIS的三维可视化数据管理方法，其特征在于：所述步骤S3包括以下分析步骤：

提取用户执行目标操作数据前的操作数据为待分析操作数据，所述待分析操作数据是指包含主题层数据集合不为目标主题层集合的操作数据；

计算待分析操作数据与目标操作数据的第一需求指数f₁，f₁=c₁*t₁/t₂+c₂*s₁，其中c₁、c₂表示相关系数，c₁+c₂=1，0<c₁、c₂<1，t₁表示系统记录用户产生目标操作数据的总时长，t₂表示系统记录用户产生待分析操作数据的总时长，s₁表示待分析操作数据和目标操作数据的相似度；

提取目标操作数据中除去目标主题层集合外的主题层数据集合为待分析主题层集合，若不存在待分析主题层集合，则输出目标操作数据对应的第二需求指数为1；

若存在待分析主题层集合，则计算待分析主题层集合与目标主题层集合记录的第二需求指数f₂，f₂=x₁/w₁，其中x₁表示待分析主题层集合存在于历史数据中包含相同目标主题层集合的同一目标操作数据总个数，w₁表示包含目标主题层集合的目标操作数据总个数；

利用公式：

T=e₁*f₁+e₂*f₂

计算目标操作数据的规整度T，e₁、e₂分别表示第一需求指数和第二需求指数的参考系数，e₁+e₂=1，0<e₁、e₂<1。

5.根据权利要求4所述的一种基于GIS的三维可视化数据管理方法，其特征在于：所述步骤S5中基于目标操作数据的规整度对可视化数据进行优化预警，包括以下分析步骤：

设置目标操作数据对应的规整度阈值T₀；

当T大于等于T₀时，则对目标操作数据对应的可视化数据进行变更预警，所述变更预警是指在任一目标操作数据发生改变时对具有相同目标主题层集合的目标操作数据对应的可视化数据进行预警；

当T小于T₀时，则输出合并目标主题层集合所属不同目标操作数据的可视化数据为任一目标操作数据的执行结果数据预警信号。

6.应用权利要求1-5中任一项所述的一种基于GIS的三维可视化数据管理方法的数据管理系统，其特征在于，包括数据库提取模块、主题层数据集合分析模块、趋同指数分析模块、规整度分析模块、可视化数据提取模块和优化预警模块；

所述数据库提取模块用于提取地理信息系统中记录的操作数据库和地理信息数据库；

所述主题层数据集合分析模块用于以操作数据库为指导，将地理信息数据库中的数据划分为若干主题层数据集合；

所述趋同指数分析模块用于确定所有事件主体包含主题层数据集合的趋同指数；

所述规整度分析模块用于获取目标主题层集合所属操作数据库记录的历史操作数据为目标操作数据，分析目标操作数据的规整度；

所述可视化数据提取模块用于获取用户使用地理信息系统所执行操作后产生的可视化数据；

所述优化预警模块用于基于目标操作数据的规整度对可视化数据进行优化预警。

7.根据权利要求6所述的数据管理系统，其特征在于：所述主题层数据集合分析模块包括数据特征提取单元、要素数据确定单元和主题层数据集合构建单元；

所述数据特征提取单元用于提取操作数据库中记录用户的操作数据，提取数据变动对应的数据特征，将数据特征作为主题层数据集合中的主题数据；

所述要素数据确定单元用于获取主题数据产生后包含的要素数据，所述要素数据是指主题数据产生后记录的下属数据且与其他主题层数据集合独立关联的数据；

所述主题层数据集合构建单元用于由主题数据作为中心点、要素数据作为发散点构成以主题数据对应特征的主题层数据集合。

8.根据权利要求7所述的数据管理系统，其特征在于：所述趋同指数分析模块包括流程集获取单元、匹配集合输出单元和趋同指数计算单元；

所述流程集获取单元用于获取用户任一操作数据的流程集；所述流程集是指从记录主题数据到结束用户操作这一时段内产生的按时间先后顺序排布的数据集；

所述匹配集合输出单元用于提取流程集中包含的主题数据以及主题数据对应的主题层数据集合，以每一流程集为一匹配单元构建用户操作数据对应主题层数据集合的匹配集合，所述匹配集合至少包含一种主题层数据集合；

所述趋同指数计算单元用于标记任一匹配集合中的主题层数据集合为目标分析集合，并获取目标分析集合存在于匹配集合的个数，以及目标分析集合存在于匹配集合对应包含除目标分析集合外的主题层数据集合个数，计算趋同指数。

9.根据权利要求8所述的数据管理系统，其特征在于：所述规整度分析模块包括第一需求指数计算单元、第二需求指数计算单元和规整度计算单元；

所述第一需求指数计算单元用于计算待分析操作数据与目标操作数据的第一需求指数；

所述第二需求指数计算单元用于待分析主题层集合与目标主题层集合记录的第二需求指数；

所述规整度计算单元用于基于所述第一需求指数和第二需求指数计算目标操作数据的规整度。

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